CN109386280B - 用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统,系统包括:随钻测量装置,其包括安装在钻具上的加速度计和磁通门传感器;振动监测模块,其安装在随钻测量装置的上方;泥浆脉冲器,其安装在振动监测模块的上方;地面数据接收与处理装置,其与泥浆脉冲器耦合,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知。本发明提供的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统能够对钻具在井下的实时振动进行测量以及评估,在振动等级到达临界值时发出与预警通知。另外,本发明不仅考虑到了振动对井下钻具的影响还考虑到了温度对于井下钻具的影响。通过预警及时采取措施减振,提升了随钻测量仪器的寿命并且提高了钻井的综合效率。

Description

用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统和方法
技术领域
本发明涉及石油勘探钻井工程技术领域,尤其涉及一种用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统和方法。
背景技术
在页岩气开发过程中,高温高压超深水平井越来越多。随着钻进井底温度不断升高,钻具在井底的振动及撞击在地面并不能及时显现。像用于随钻仪器的MWD(MeasurementWhile Drilling)/LWD(Logging While Drilling)上的一些敏感元件很容易因振动而受到损伤,而这种损伤不会马上显现出来。但是,随着时间的累积,这最终会导致随钻仪器失效。尤其在高温环境下,发生持续振动是很危险的,它会严重影响仪器寿命,导致频繁的起下钻,延误施工周期。
发明内容
本发明目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种用于识别并预警碎钻仪器振动损害的系统和方法,其包括:
随钻测量装置,其包括安装在钻具上的加速度计和磁通门传感器,用以检测钻具下钻时的加速度数据和所述磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值,并进行传送;
振动监测模块,其安装在所述随钻测量装置的上方,以接收所述随钻测量装置传送的加速度数据和磁场数据,并根据所述加速度数据和磁场变化值计算得到所述钻具的振动参数及所述钻具的振动类型;
泥浆脉冲器,其安装在所述振动监测模块的上方,用以将所述振动参数和所述振动类型通过编码的形式记录在所产生的泥浆脉冲并随所述泥浆脉冲向地面传送;
地面数据接收与处理装置,其与所述泥浆脉冲器耦合,用以接收所述振动参数和所述振动类型,并根据所述振动参数和所述振动类型判断识别出所述随钻测量装置的振动级别,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知。
根据本发明的一个实施例,所述加速度计和所述磁通门传感器均为三个,分别按照X、Y、Z三个方向安装在所述钻具的钻杆上。
根据本发明的一个实施例,所述随钻测量装置还包括温度传感器,其用以进一步测量钻具当前所处的环境温度参数,使得所述振动监测模块按照下式确定不同温度及冲击下对随钻测量装置的影响因子:
Figure BDA0001371890490000021
根据本发明的一个实施例,所述振动监测模块通过确定的环境温度参数的影响因子并结合所述振动参数来确定所述振动等级,其中所述振动等级包括:跳钻;粘滑;横向振动;以及涡动。
根据本发明的一个实施例,所述振动等级按照下式计算得到:
Figure BDA0001371890490000022
其中,Vi为加速度计测量值;VT为振动等级值(g/RMS);N为某一振动等级的持续时间;k为测试时间曲线拟合因子;Dt为温度的影响因子;Df为冲击的影响因子。
根据本发明的一个实施例,所述地面数据接收与处理装置将计算出的振动等级值与确定的临界值进行对比,判断出井下测量仪器所处的警告级别以发出对应的预警通知。
根据本发明的一个实施例,在温度参数为125℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为5.0g、7.2g、10.4g、>10.4g;
在温度参数为150℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为3.5g、5.0g、7.3g、>7.3g;
在温度参数为175℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为1.2g、1.7g、2.5g、>2.5g;其中
在Normal级别:发出所述随钻测量装置使用时间900h的预警通知;
在High级别:发出所述随钻测量装置使用时间85h的预警通知;
在Severe级别:发出所述随钻测量装置使用时间15h的预警通知;
在Critical级别:发出立即起钻的预警通知。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种用于识别并预警随钻仪器振动损害的方法,所述方法包括以下步骤:
检测钻具下钻时的加速度数据和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值;
根据所述加速度数据和所述磁场变化值计算得到所述钻具的振动参数及所述钻具的振动类型;
根据所述振动参数和所述振动类型判断识别出随钻测量装置的振动级别,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知。
根据本发明的一个实施例,所述方法还包括:
测量所述钻具当前所处的环境温度参数,以按照下式确定不同温度及冲击下对所述随钻测量装置的影响因子:
Figure BDA0001371890490000031
根据本发明的一个实施例,所述方法包括:
通过确定的环境温度参数的影响因子并结合所述振动参数来确定所述振动等级,其中所述振动等级包括:跳钻;粘滑;横向振动;以及涡动。
本发明提供的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统能够对钻具在井下的实时振动进行测量以及评估,在振动等级到达临界值时发出与预警通知。另外,本发明不仅考虑到了振动对井下钻具的影响还考虑到了温度对于井下钻具的影响。通过预警及时采取措施减振,提升了随钻测量仪器的寿命并且提高了钻井的综合效率。
本发明的其他优点、目标,和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书,权利要求书,以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分。其中,表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1显示了根据本发明的一个实施例的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统示意图;
图2显示了根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的系统的模块框图;
图3显示了根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的方法流程图;
图4进一步显示了根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的详细方法流程图;以及
图5显示根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的系统监控到的数据曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征,在不相冲突前提下可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
在石油勘探开发的钻井工程中,由于井下深度比较高,钻具在井底的振动以及撞击不能实时的传送至地面,因此需要随钻仪器对钻具在井下的活动进行实时的记录并出传送至地面,使得地面的工程人员能够掌握井下钻具的实时状态。但是,井底的温度会随着钻具的钻进不断升高,并且钻具在井底也会产生较大的振动。
随钻仪器上的敏感器件很容易受到井底温度以及振动的影响,虽然这些影响可能在短时间内并不会对井下的作业造成什么影响,但长期以往,随钻仪器必定会有所损耗甚至失效。因此,本发明提供了一种用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统和方法。此种系统能够分析井下高温以及振动对随钻仪器的影响,确定影响的等级,在需要采取减振措施时,及时进行减振,延长随钻仪器的使用寿命并提高钻井的效率。
现有技术《钻具振动对FEWD井下仪器的影响及预防措施》提出了典型的井下振动表现形式。然而这种技术只针对振动进行监控,缺乏异常振动等级的划分。并且缺乏对结合振动强度,振动时间的振动伤害评价。此外,在高温条件下,温度对与振动的叠加引起的随钻仪器的损害将更加严重。
因此,更需要引入温度影响因子,对振动造成的伤害进行更加合理的判断。具体用随钻仪器遇到振动情况下仪器可能收到损害的预警级别判断和后续的处理方式,特别是针对在超深高温井进行施工的随钻仪器。
图1显示了根据本发明的一个实施例的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统示意图。如图1所示系统包含振动监测模块10、井架20、钻机30、钻杆40、方形钻杆41、钻头50、水眼51、钻柱内流体通道60、井眼70、环空空间80、泥浆脉冲器100、随钻测量装置110以及地面数据接收与处理装置120。
其中,识别并预警随钻仪器振动损害的系统包含地面数据处理部分以及钻井系统。地面部分包含地面数据接收与处理装置120,地面数据接收与处理装置120主要包含计算机以及计算机上安装的软件程序。
钻井系统包含振动监测模块10、井架20、钻机30、钻杆40、方形钻杆41、钻头50、水眼51、钻柱内流体通道60、井眼70、环空空间80、泥浆脉冲器100以及随钻测量装置110。
其中,用于钻井的部分包括井架20、钻机30、钻杆40、钻头50、水眼51、钻柱内流体通道60、井眼70以及环空空间80。在钻井时,钻机30会带动钻杆40高速旋转,钻杆40带动钻头50高速旋转,通过钻头50的高速旋转会在地层凿出一个井眼。随着钻头50的不断深入,井眼会切入地下不同的地质构造层。
钻杆40包括一个纵向流体通道60,流体通道60的出口经过钻头50的水眼51,钻杆40和井壁70之间形成一个环空空间80。
另外,钻井部分还包含振动监测模块10、泥浆脉冲器100以及随钻测量装置110。其中,随钻测量装置110包括安装在钻具上的加速度计和磁通门传感器,用以检测钻具下钻时的加速度数据和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值,并进行传送。
其中,随钻测量装置110包含三个加速度计、三个磁通门传感器以及温度传感器。以上设备分别安装在X、Y、Z三个方向上。加速度计用来测量加速度,磁通门传感器用来测量磁通门量,温度传感器用来测量温度。
振动监测模块10安装在随钻测量装置110的上方,以接收随钻测量装置110传送的加速度数据和磁场数据,并根据加速度数据和磁场变化值计算得到钻具的振动参数及钻具的振动类型。泥浆脉冲器100安装在振动监测模块10的上方,用以将振动参数和振动类型通过编码的形式记录在所产生的泥浆脉冲并随泥浆脉冲向地面传送。另外,地面数据接收与处理装置120与泥浆脉冲器100耦合,用以接收振动参数和振动类型,并根据振动参数和振动类型判断识别出随钻测量装置110的振动级别,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知。
在进行石油钻井时,振动监测模块10随钻下至井底,在钻井系统打钻的过程中实时采集井下的振动数据,通过泥浆脉冲器100传输至地面数据接收与处理装置120。地面数据接收与处理装置120根据振动监测模块10采集的数据判断随钻仪器在高温环境下的振动级别,针对随钻仪器的损害程度做出预警。
地面接收以及处理装置120会根据随钻测量装置110传送的X轴方向上的加速度参数GX、Y轴方向上的加速度参数GY、Z轴方向上的加速度参数GZ、X轴方向上的磁通门参数BX、Y轴方向上的磁通门参数BY、Z轴方向上的磁通门参数BZ以及温度等原始数据进行计算,得到振动参数及井下钻具的振动类型。
其中,振动参数存储在特定的编码序列里,通过泥浆脉冲器100传输到地面接收以及处理装置120,地面接收以及处理装置120在对原始数据进行处理时会将重力加速度计、磁力加速度计的各种输出组合引入到考虑温度影响因子的数据模型中,计算出对应的振动值,通过建立的井下振动判断标准判断出井下振动的严重程度。
总的来说,本发明提供了一种用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统。系统包含随钻测量装置、振动监测模块、泥浆脉冲器以及地面数据接收与处理装置。其中,随钻测量装置检测钻具下钻时的加速度数据和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值,并进行传送。振动监测模块接收随钻测量装置传送的加速度数据和磁通门数据,并根据加速度数据和磁场变化值计算得到钻具的振动参数及钻具的振动类型。泥浆脉冲器将振动参数和振动类型通过编码的形式记录在所产生的泥浆脉冲并随泥浆脉冲向地面传送。地面数据接收与处理装置根据振动参数和振动类型判断识别出随钻测量装置的振动级别,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知。
图2显示了根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的系统的模块框图。如图2所示,系统包含振动监测模块10、泥浆脉冲器100、随钻测量装置110以及地面数据接收与处理装置120。
其中,随钻测量装置110包括安装在钻具上的加速度计和磁通门传感器,用以检测钻具下钻时的加速度数据和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值,并进行传送。振动监测模块10安装在随钻测量装置的上方,以接收随钻测量装置传送的加速度数据和磁通门数据,并根据加速度数据和磁场变化值计算得到钻具的振动参数及钻具的振动类型。泥浆脉冲器100安装在振动监测模块的上方,用以将振动参数和振动类型通过编码的形式记录在所产生的泥浆脉冲并随泥浆脉冲向地面传送。地面数据接收与处理装置120与泥浆脉冲器耦合,用以接收振动参数和振动类型,并根据振动参数和振动类型判断识别出随钻测量装置的振动级别,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知。
图3显示了根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的方法流程图。
本发明致力于解决的问题是,检测井下振动对钻具的影响,标定这些影响的等级,并在等级过高时发出预警。因此,首先,在步骤S301中,检测钻具下钻时的加速度和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值。在本步骤中,随钻测量装置110会检测钻具在下钻的过程中的加速度参数以及磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化量。将这些参数传送至振动监测模块10,随后在步骤S302中,根据加速度数据和磁场变化值计算得到钻具的振动参数及钻具的振动类型。接收到随钻测量装置110发送的加速度数据以及磁场变化值后,振动监测模块10会根据加速度和磁场变化值来计算得到钻具的振动参数以及钻具的振动类型。
接着,在步骤S303中,将振动参数和振动类型通过编码的形式记录在泥浆脉冲并随泥浆脉冲向地面传送。泥浆脉冲器100是井下与地面传送数据的传送途径,泥浆脉冲器100会将振动参数以及振动类型通过编码的形式记录在泥浆脉冲中,泥浆脉冲会将这些参数传送至地面。
最后,地面接收以及处理装置120会接收振动参数以及振动类型,接着在步骤S304中,根据振动参数以及振动类型判断识别出随钻测量装置的振动级别,在当前振动级别处于临界值时,发出预警通知。地面接收以及处理装置120会判断出振动级别,并在振动级别处于临界值时发出预警通知,通知地面上的工程人员,工程人员根据实际情况作出最优保护措施。
图4进一步显示了根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的详细方法流程图。
图4的识别并预警随钻仪器振动损害的详细方法是在图3所示的识别并预警随钻仪器振动损害的详细方法的基础上进行的优化。在图4所示的方法中,加入了对温度这一因素的考虑。钻具在井下是高速旋转的状态,在高速旋转状态下,井下的温度会逐渐上升,随钻设备的一些敏感器件会比较敏感,在井下高温状态下可能会出现偏差甚至是失效,因此,为了井下设备的安全运行,本发明提出了如图4所示的优化方案。
如图4所示,在步骤S401中,检测钻具下钻时的加速度和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值。本步骤和图3所示的步骤并无差异,均是随钻测量装置110在随钻深入井下的过程中实时检测钻具下钻时的加速度和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值。在步骤S402中,根据加速度数据和磁场变化值计算得到钻具的振动参数及钻具的振动类型。本步骤与图3所示的步骤也并无差异,均是振动监测模块10根据加速度数据和磁场变化值计算得到钻具的振动参数及钻具的振动类型。
接着,在步骤S403中,测量钻具当前所处的环境温度参数,通过公式确定不同温度及冲击下对随钻测量装置的影响因子。随钻测量装置110中还设置有温度传感器,其中的温度传感器测量钻具当前所处环境的温度参数,然后通过以下公式确定不同温度及冲击下对随钻测量装置的影响因子。
Figure BDA0001371890490000081
然后,在步骤S404中,将振动参数和振动类型通过编码的形式记录在泥浆脉冲并随泥浆脉冲向地面传送。此步骤的目的是将井下的实时数据传送至地面接收以及处理装置120。通过地面接收以及处理装置120来将采集到的数据进行进一步的处理。
在步骤S405中,通过确定的环境温度参数的影响因子并结合振动参数来确定振动等级,其中振动等级包括:跳钻;粘滑;横向振动;以及涡动。最后,在步骤S406中,在当前振动等级处于对应的临界值时,发出预警通知。
在如图4所示的方法中,振动监测模块10按照如下方法进行温度影响因子的数据处理:
第一步:
通过安装在探管上的振动监测模块实时收集井下振动测量数据,包括x,y,z轴方向的振动值和磁力计所在位置横向平面的磁场变化值。对测量数据进行处理后,提取井下振动记录曲线。
第二步:
结合现场实际施工井工况以及室内试验(根据现场工况,设置振动的时间、模式、温度)结果,确定不同温度及冲击下对随钻仪器损害程度的影响因子。
Figure BDA0001371890490000091
其中,Dt为温度影响因子;T为目前温度(℃);Ts为最高工作温度(℃);m为温度影响参数;
第三步:
将振动测量值和影响因子引入到振动等级值计算模型中。
Figure BDA0001371890490000092
其中,Vi为加速度计测量值;VT为振动等级值(g/RMS);N为某一振动等级的持续时间;k为测试时间曲线拟合因子;Dt为温度影响因子;Df为冲击影响因子。
第四步:
计算出的振动等级值与确定的级别门限值进行对比,判断出井下测量仪器所处的警告级别。
第五步:
在此基础上,通过累加井下仪器在不同温度和冲击状态下所处不同振动警告级别的时间,判断仪器剩余使用时间。为工程人员决定后续施工措施提供定量数据支持。
图5显示根据本发明的一个实施例的识别并预警随钻仪器振动损害的系统监控到的数据曲线图。
如图5所示,最左边的一列显示的测试的时间,第二列显示的是横向振动曲线,第三列显示的是跳钻振动状态时的轴向振动曲线,第四列显示的是粘滑时的振动曲线。
本发明提供的识别并预警随钻仪器振动损害的系统中:
在温度参数为125℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为5.0g、7.2g、10.4g、>10.4g;
在温度参数为150℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为3.5g、5.0g、7.3g、>7.3g;
在温度参数为175℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为1.2g、1.7g、2.5g、>2.5g;其中
在Normal级别:发出所述随钻测量装置使用时间900h的预警通知;
在High级别:发出所述随钻测量装置使用时间85h的预警通知;
在Severe级别:发出所述随钻测量装置使用时间15h的预警通知;
在Critical级别:发出立即起钻的预警通知。
依托本发明,在实际施工过程中,在不同的钻进参数和钻进方式下对井下振动影响进行了分析。复合钻进时,对不同阶段的振动数据进行了统计,分析了划眼、钻头触底、钻进等不同状态下的振动规律。从数据中可以看出,钻进参数不合适(如钻压过大及司钻放钻不均匀)易引起振动。另外,钻压的变化引起振动的变化,钻压大,振动大。考虑到钻进的速度,应在仪器承受的范围内尽量施加大的钻压。
结合井底振动数值及现场工况,钻井优化后,在定向滑动钻进过程中振动幅值有超过10g以上,表明振动较严重。振动较大的原因是因为裸眼段长、摩阻大,钻进参数不合适、摆工具面过程中钻头憋跳以及上提过程中破坏钻具粘滑引起的振动。施工过程中,及时监测井下振动状态,优化钻进参数和钻具组合,可以延长了仪器寿命,保证定向的顺利实施。
本发明提供的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统能够对钻具在井下的实时振动进行测量以及评估,在振动等级到达临界值时发出与预警通知。另外,本发明不仅考虑到了振动对井下钻具的影响还考虑到了温度对于井下钻具的影响。通过预警及时采取措施减振,提升了随钻测量仪器的寿命并且提高了钻井的综合效率。
应该理解的是,本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料,而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是,在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统,其特征在于,所述系统包括:
随钻测量装置,其包括安装在钻具上的加速度计和磁通门传感器,用以检测钻具下钻时的加速度数据和所述磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值,并进行传送;
振动监测模块,其安装在所述随钻测量装置的上方,以接收所述随钻测量装置传送的加速度数据和磁场数据,并根据所述加速度数据和磁场变化值计算得到所述钻具的振动参数及所述钻具的振动类型;
泥浆脉冲器,其安装在所述振动监测模块的上方,用以将所述振动参数和所述振动类型通过编码的形式记录在所产生的泥浆脉冲并随所述泥浆脉冲向地面传送;
地面数据接收与处理装置,其与所述泥浆脉冲器耦合,用以接收所述振动参数和所述振动类型,并根据所述振动参数和所述振动类型判断识别出所述随钻测量装置的振动级别,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知;
所述加速度计和所述磁通门传感器均为三个,分别按照X、Y、Z三个方向安装在所述钻具的钻杆上;
所述随钻测量装置还包括温度传感器,其用以进一步测量钻具当前所处的环境温度参数,使得所述振动监测模块按照下式确定不同温度及冲击下对随钻测量装置的影响因子:
Figure FDA0003107566620000011
其中,Dt为温度影响因子;T为目前温度,℃;Ts为最高工作温度,℃;m为温度影响参数;
所述振动等级按照下式计算得到:
Figure FDA0003107566620000012
其中,Vi为加速度计测量值;VT为振动等级值,g/RMS;N为某一振动等级的持续时间;k为测试时间曲线拟合因子;Dt为温度的影响因子;Df为冲击的影响因子。
2.如权利要求1所述的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统,其特征在于,所述振动监测模块通过确定的环境温度参数的影响因子并结合所述振动参数来确定所述振动等级,其中所述振动等级包括:跳钻;粘滑;横向振动;以及涡动。
3.如权利要求1所述的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统,其特征在于,所述地面数据接收与处理装置将计算出的振动等级值与确定的临界值进行对比,判断出井下测量仪器所处的警告级别以发出对应的预警通知。
4.如权利要求3所述的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统,其特征在于,
在温度参数为125℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为5.0g、7.2g、10.4g、﹥10.4g;
在温度参数为150℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为3.5g、5.0g、7.3g、﹥7.3g;
在温度参数为175℃:Normal、High、Severe、Critical对应的振动门限值分别为1.2g、1.7g、2.5g、﹥2.5g;其中
在Normal级别:发出所述随钻测量装置使用时间900h的预警通知;
在High级别:发出所述随钻测量装置使用时间85h的预警通知;
在Severe级别:发出所述随钻测量装置使用时间15h的预警通知;
在Critical级别:发出立即起钻的预警通知。
5.一种用于识别并预警随钻仪器振动损害的方法,其特征在于,通过如权利要求1-4中任一项所述的用于识别并预警随钻仪器振动损害的系统识别并预警随钻仪器振动损害,所述方法包括以下步骤:
检测钻具下钻时的加速度数据和磁通门传感器当前位置的横向平面的磁场变化值;
根据所述加速度数据和所述磁场变化值计算得到所述钻具的振动参数及所述钻具的振动类型;
将所述振动参数和所述振动类型通过编码的形式记录在泥浆脉冲并随泥浆脉冲向地面传送;
接收所述振动参数和所述振动类型,并根据所述振动参数和所述振动类型判断识别出随钻测量装置的振动级别,在当前振动级别处于对应的临界值时,发出预警通知;
所述加速度计和所述磁通门传感器均为三个,分别按照X、Y、Z三个方向安装在所述钻具的钻杆上;
所述随钻测量装置还包括温度传感器,其用以进一步测量钻具当前所处的环境温度参数,使得所述振动监测模块按照下式确定不同温度及冲击下对随钻测量装置的影响因子:
Figure FDA0003107566620000031
其中,Dt为温度影响因子;T为目前温度,℃;Ts为最高工作温度,℃;m为温度影响参数;
所述振动等级按照下式计算得到:
Figure FDA0003107566620000032
其中,Vi为加速度计测量值;VT为振动等级值,g/RMS;N为某一振动等级的持续时间;k为测试时间曲线拟合因子;Dt为温度的影响因子;Df为冲击的影响因子。
6.如权利要求5所述的识别并预警随钻仪器振动损害的方法,其特征在于,所述方法包括:
通过确定的环境温度参数的影响因子并结合所述振动参数来确定所述振动等级,其中所述振动等级包括:跳钻;粘滑;横向振动;以及涡动。
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