CN114427448A - 一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法，包括：为随钻仪器进行工作状态表征变量的初始化配置；在随钻仪器工作过程中，获取随钻测量参数中的温度监测数据；根据温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的工作环境，基于此，为随钻仪器配置相应的工作模式，而后根据工作模式，调整初始的工作状态表征变量，使得随钻仪器按照调整后的变量进行随钻测量或测井。本发明能够提高高温随钻仪器的耐温性能、工作稳定性和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及随钻测量仪器技术领域，尤其是涉及一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法及系统。
背景技术
随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)可以提供地质和定向参数，便于进行井眼轨迹调整，可提高钻遇率。耐高温是随钻测量(测井)仪器的主要发展方向。井下高温环境直接影响着高温随钻测量(测井)仪器的工作稳定性、可靠性和使用寿命，除此之外，仪器自身不断运行产生功耗，由此所引起的温度累积和升高对于仪器工作性能和寿命的影响更为严重。
因此，现有技术中需要提供一种简单易行且成本较低的可对高温井下环境下随钻仪器功耗的功耗进行管理的技术方案，从而降低高温环境下的仪器功耗对性能和寿命的影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法，包括：步骤一、为随钻仪器进行工作状态表征变量的初始化配置；步骤二、在所述随钻仪器工作过程中，获取随钻测量参数中的温度监测数据；步骤三、根据所述温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的工作环境，基于此，为所述随钻仪器配置相应的工作模式，而后根据所述工作模式，调整初始的工作状态表征变量，使得所述随钻仪器按照调整后的变量进行随钻测量或测井。
优选地，在所述步骤三中，包括：在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第一工作模式，调整所述初始的工作状态表征变量，使其按照调整后的变量进行随钻测量或测井；在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第二工作模式，使其按照所述初始的工作状态表征变量继续进行随钻测量或测井。
优选地，在所述步骤三中，还包括：将所述温度监测数据与所述井下温度阈值进行对比，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态，并记录保持当前环境温度状态的持续累计时间；根据所述持续累计时间，利用预设的状态保持时间阈值，确定当前随钻仪器的所述实际工作环境。
优选地，当所述温度监测数据达到或超过所述井下温度阈值时，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态为第一类状态，其中，如果所述持续累计时间超过所述状态保持时间阈值，则确定当前随钻仪器处于第一类工作环境，并将所述随钻仪器配置为所述第一工作模式。
优选地，当所述温度监测数据未达到所述井下温度阈值时，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态为第二类状态，其中，如果所述持续累计时间超过所述状态保持时间阈值，则确定当前随钻仪器处于第二类工作环境，并将所述随钻仪器配置为所述第二工作模式。
优选地，如果所述持续累计时间未达到所述状态保持时间阈值，则维持所述随钻仪器的工作环境状态及对应的工作模式。
优选地，所述工作状态表征变量包括：原始测量信号的采集频率、采集持续时间、所述随钻仪器内的编码及传输模块与数据测量模块的通信频率、地面传输信号的数据帧类型、地面传输信号的发送时间间隔、随钻测量参数的编码精度。
另一方面，本发明还提供了一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理装置，包括：初始化参数配置模块，其用于为随钻仪器进行工作状态表征变量的初始化配置；温度监测模块，其用于在所述随钻仪器工作过程中，获取随钻测量参数中的温度监测数据；工作模式确定模块，其用于根据所述温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的工作环境，基于此，为所述随钻仪器配置相应的工作模式，而后根据所述工作模式，调整初始的工作状态表征变量，使得所述随钻仪器按照调整后的变量进行随钻测量或测井。
优选地，所述工作模式确定模块包括：工作模式生成单元，其中，所述工作模式生成单元，其用于在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第一工作模式，调整所述初始的工作状态表征变量，使其按照调整后的变量进行随钻测量或测井；所述工作模式生成单元，其还用于在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第二工作模式，使其按照所述初始的工作状态表征变量继续进行随钻测量或测井。
优选地，所述工作模式确定模块还包括：工作环境生成单元，其中，所述工作环境生成单元，其用于将所述温度监测数据与所述井下温度阈值进行对比，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态，并记录保持当前环境温度状态的持续累计时间，而后根据所述持续累计时间，利用预设的状态保持时间阈值，确定当前随钻仪器的所述实际工作环境。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明提供一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法及系统。该方法及系统通过实时监测随钻测量或测井仪器的工作环境温度状态，来调整随钻仪器的工作模式，并为随钻仪器调整相应的工作状态表征变量，使得随钻仪器能够随着工作环境温度的变化来调整仪器的运行功耗。由于耐高温是随钻测量或测井仪器的主要发展方向，因仪器自身不断运行产生功耗，由此所引起的温度累积对于仪器工作性能和寿命的影响高于高温环境对其的影响。本发明为了尽量消除仪器运行功耗带来的不良影响，根据井下温度实时动态调整仪器的工作模式状态，用以提高高温随钻仪器的耐温性能、工作稳定性和使用寿命。
虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，为并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。
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
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法的步骤图。
图2为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法应用于随钻测量仪器的具体流程图。
图3为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法应用于随钻测井仪器的具体流程图。
图4为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理系统的模块框图。
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，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)可以提供地质和定向参数，便于进行井眼轨迹调整，可提高钻遇率。耐高温是随钻测量(测井)仪器的主要发展方向。井下高温环境直接影响着高温随钻测量(测井)仪器的工作稳定性、可靠性和使用寿命，除此之外，仪器自身不断运行产生功耗，由此所引起的温度累积和升高对于仪器工作性能和寿命的影响更为严重。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法及系统。本发明将基于温度控制的高温随钻仪器管理系统应用于高温随钻测量(测井)仪器中，具体根据实时测量的井下温度对仪器进行功耗管理，调整仪器的工作模式，降低在高温环境下仪器功耗对性能和寿命的影响，是高温随钻仪器的辅助系统。
图1为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法的步骤图。下面结合图1，对本发明所述的基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法(以下简称“仪器功耗管理方法”)进行说明。需要说明的是，本发明所述的仪器功耗管理方法应用于具有温度传感器的井下高温随钻测量或测井仪器内的控制器中。另外，在本发明实施例中，随钻测井或测量仪器中的高温一般指仪器存活及稳定工作温度达到175℃及以上。
如图1所示，步骤S110为随钻仪器进行工作状态表征变量的初始化配置。步骤S110实施于随钻仪器下入井筒之前针对随钻仪器的参数配置阶段，在该阶段内，需要由地面设备对随钻仪器在井下实现随钻测量或测井功能时所需要的工作参数进行配置。在将完成工作状态表征变量配置后，将随钻仪器下入井下，以执行相应的随钻测量或测井工作，从而进入到步骤S120中。
在本发明实施例中，工作状态表征变量包括但不限于：原始测量信号的采集频率、采集持续时间、随钻仪器(在本发明实施例中，随钻仪器包括编码及传输模块、和数据测量模块，其中，数据测量模块会将实时采集到的定向参数、地质参数、工程参数等测量信息，发送至编码及传输模块，以由编码及传输模块进行编码后以地面传输信号的形式将上述实时测量信息发送至地面装置)内的编码及传输模块与数据测量模块的通信频率、地面传输信号(地面传输信号为井下随钻测量仪器将获取到的随钻测量参数进行编码后所得到的能够向地面装置传输的信号，在使得地面传输信号被地面装置接收并进行解码后，地面装置能够获得井下随钻仪器实时采集到的随钻测量参数)的数据帧类型、地面传输信号的发送时间间隔、随钻测量参数的编码精度等。
需要说明的是，本发明对地面传输信号的形式不作具体限定，可以为脉冲信号，也可以为电磁波信号，还可以为声波信号等，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。
步骤S120在随钻仪器工作过程中，通过随钻仪器在实时测量过程中所获得的随钻测量参数(例如：地层环境温度数据、定向参数、地质参数等)，从而获取随钻测量参数中的温度监测数据，以对随钻仪器所处的环境温度进行监测。
步骤S130根据步骤S120实时获得的温度监测数据，利用预设井下温度阈值，确定当前随钻仪器所处的工作环境，并根据当前工作环境，为随钻仪器配置相应的工作模式，而后根据配置好的工作模式，对步骤S110设置好的初始的工作状态表征变量进行调整，使得随钻仪器按照调整后的变量进行随钻测量或测井。由此，本发明实施例通过对随钻仪器所处的环境温度的实时监测以及环境温度所处等级(工作环境)，来适应性调整与环境温度等级相匹配的仪器工作模式，使得随钻仪器的工作状态表征变量能够随着仪器所处的环境温度等级来进行动态调整，从而使得随钻仪器功耗能够随着仪器所处的环境温度等级而变化，以达到最大限度地消除仪器运行功耗对性能的不良影响的目的，用以提高高温随钻测量或测井仪器的耐温性能。
需要说明的是，井下温度阈值为用于评价地层温度环境状态等级的标准阈值参数，本发明实施例对上述井下温度阈值不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
具体地，在步骤S130中，首先(步骤S1301，未图示)需要确定当前随钻仪器所处的工作环境。参考图2和图3，第一步，需要将步骤S120得到的经过预处理后的温度监测数据与上述井下温度阈值进行对比，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态，并记录保持当前环境温度状态的持续累计时间。具体地，如果当前温度监测数据达到或超过井下温度阈值时，则确定当前随钻仪器所处的环境温度状态为第一类状态(即高温状态)；如果当前温度监测数据未达到井下温度阈值时，则确定当前随钻仪器所处的环境温度状态为第二类状态(即常温状态)。由此，在通过上述温度数据对比方式确定当前随钻仪器所处的环境温度状态后，立即记录保持当前环境温度状态(保持第一类状态或保持第二类状态)的持续累计时间，从而进入到第二步中。
第二步，需要根据第一步实时统计的持续累计时间，利用预设的状态保持时间阈值，确定当前随钻仪器的实际工作环境，从而在完成工作环境确定后，(步骤S1302，未图示)根据工作环境状态评价结果来明确相应的随钻仪器工作模式。需要说明的是，状态保持时间阈值为用于判断随钻仪器所处实际工作环境的评价阈值参数，本发明实施例对上述状态保持时间阈值不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
具体地，在第一个示例中，在当前随钻仪器所处的环境温度状态为第一类状态的情况之下，如果当前统计的持续累计时间超过上述状态保持时间阈值，则确定当前随钻仪器处于第一类工作环境(即高温工作环境)，并将当前随钻仪器的工作模式配置为第一工作模式。在第二个示例中，在当前随钻仪器所处的环境温度状态为第一类状态的情况之下，如果当前统计的持续累计时间未超过上述状态保持时间阈值，则当前随钻仪器的工作环境状态及对应的工作模式均保持不变，从而继续维持当前随钻仪器的工作模式、以及相应的工作模式。
另外，在第三个示例中，在当前随钻仪器所处的环境温度状态为第二类状态的情况之下，如果当前统计的持续累计时间超过上述状态保持时间阈值，则确定当前随钻仪器处于第二类工作环境(即常温工作环境)，并将当前随钻仪器的工作模式配置为第二工作模式。在第四个示例中，在当前随钻仪器所处的环境温度状态为第二类状态的情况之下，如果当前统计的持续累计时间未超过上述状态保持时间阈值，则当前随钻仪器的工作环境状态及对应的工作模式均保持不变，从而继续维持当前随钻仪器的工作模式、以及相应的工作模式。
需要说明的是，通过上述所述的工作模式确定过程，如果随钻仪器在检测出当前随钻仪器从高温状态转换为常温状态时，若处于常温状态的累计时间未达到上述状态保持时间阈值，那么即使当前随钻仪器处于常温状态，为了保障工作环境状态的稳定且准确的诊断结果，也会将当前随钻仪器的工作环境确定为高温工作环境，以在累计时间达到状态保持时间阈值后，才会将仪器所处的环境温度状态、工作环境状态以及工作模式进行统一匹配。
这样，在确定出当前随钻仪器的工作模式后，进入到步骤S1303(未图示)中。步骤S1303会根据步骤S1302确定出的当前随钻仪器对应的工作模式，调整步骤S110所配置的初始的工作状态表征变量，使得随钻仪器按照调整后的工作状态表征变量进行随钻测井，从而达到将随钻仪器工作状态表征参数与仪器所处的工作环境温度相适应的目的。
具体地，在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将随钻仪器配置为第一工作模式，调整步骤S110所配置的初始的工作状态表征变量，使其按照调整后的变量进行随钻测量或测井。另外，在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将随钻仪器配置为第二工作模式，使得随钻仪器按照步骤S110所配置的初始的工作状态表征变量继续进行随钻测量或测井。
图2为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法应用于随钻测量仪器的具体流程图。下面结合图1和图2对本发明所述的仪器功耗管理方法在应用于随钻测量仪器中所涉及的具体流程进行说明。
步骤S110中的步骤S201在选取具有温度测量功能的随钻仪器短节，并为该随钻仪器在进行随钻测量时所需的工作状态表征变量进行初始化配置处理，从而上述步骤S110结束，进入到步骤S120中的步骤S202中。
步骤S202在随钻仪器下入井筒内并开始实施相应的随钻测量工作过程中，获取随钻测量参数，并从中随钻测量参数中读取表征当前仪器所处地层环境温度的温度测量数据，而后进入到步骤S203中。在步骤S202中，随钻仪器会按照预设的温度数据采集频率，来周期性的读取温度传感器所测量的温度测量数据，从而实时获取随钻仪器的工作环境温度。
步骤S203对步骤S202所获得的温度测量数据进行处理，从而得到温度监测数据，而后上述步骤S120结束，进入到步骤S130中的步骤S204中。具体地，在步骤S203中，将预设的温度数据预处理时间周期内(步骤S202得到的)的每个温度数据采集周期得到的温度测量数据(每个温度数据采集周期获得一组温度测量数据)进行滤波、异常数据剔除等处理，得到预处理后的温度监测数据，从而实现对随钻仪器所处的环境温度进行监测的功能，而后进入到步骤S204中。在本发明实施例中，上述温度数据预处理时间周期包括预设数量个温度数据采集周期。需要说明的是，在本实施例中，温度数据预处理时间周期为温度数据采集周期的整数倍，该倍数即为上述预设数量，本发明对上述温度数据采集周期和预设数量不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
步骤S130中的步骤S204随钻仪器会根据步骤S203得到的经过预处理后的温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的实际工作环境，并步骤S205确定出与当前实际工作环境状态相对应的工作模式。需要说明是的，在本实施例中，步骤S204会按照与上述步骤S1301和步骤S1302相同的方式进行实施，故在此不作赘述。
进一步，在确定出当前随钻仪器的工作模式后，进入到步骤S206中。步骤S206根据步骤S205确定出的当前随钻仪器对应的工作模式，调整步骤S201所配置的初始的工作状态表征变量，使得随钻仪器按照调整后的工作状态表征变量进行随钻测量，从而达到将随钻仪器工作状态表征参数与仪器所处的工作环境温度相适应的目的。此时，步骤S130结束。
具体地，在步骤S206中，在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将随钻仪器配置为第一工作模式，此时，需要调整初始的工作状态表征变量中的部分变量参数，使其按照调整后的变量进行随钻测量，从而达到降低随钻仪器功耗的目的。需要说明的是，对于随钻测量仪器来说，在高温工作模式下，是主要针对工作状态表征变量中能够表征测量数据编码及传输特征的参数来进行调节，从而降低随钻测量仪器功耗。其中，随钻测量仪器在第一工作模式下需要调整的工作状态表征变量参数包括但不限于：编码及传输模块与数据测量模块的通信频率、地面传输信号的数据帧类型、地面传输信号的发送时间间隔、随钻测量参数的编码精度等与随钻测量仪器相关的工作状态变量。
举例来说，在高温工作模式(即第一工作模式)下，可以按照如下具体示例对初始的工作状态表征变量进行调整：降低随钻测量仪器与测量模块的通信频率(如：由每秒通信1次获取随钻测量参数，降低为每5秒通信1次)；变换地面传输信号的数据帧类型(通过不同帧头分别对第一工作模式下的地面传输信号、以及第二工作模式下的地面传输信号进行标识和区分，如：降低帧头长度)；延长地面传输信号的发送时间间隔(如：将相邻的地面传输信号的传输时间间隔由7秒调整为21秒)；降低随钻测量参数的编码精度(由于在不同时间段内获取到的随钻测量参数在传输至地面前需要进行信号调制并进行编码，编码精度与编码数据位数直接相关，可通过减少编码数据位数，来降低编码精度)。
需要说明的是，在本发明实施例中，变更后的编码精度对应的参数编码位数为预先设定值，并非随意减少位数，即使随钻仪器在井下转换为高温工作模式后，随钻仪器所发送的信号仍可被地面装置接收且顺利完成解码。
进一步，在步骤S206中，在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将随钻仪器配置为第二工作模式，此时，需要将随钻仪器的工作状态表征变量调整为与步骤S201相一致的初始的工作状态表征变量，使得随钻仪器能够按照初始的工作状态表征变量继续实现相应的随钻测量功能。
这样，本发明通过上述步骤S201～步骤S206，在高温随钻仪器进入到常温工作模式时，仅利用高温随钻仪器按照入井前配置好的工作状态运行即可；在高温随钻仪器进入到高温工作模式时，为了降低仪器运行功耗所引起的升温效应，减少对高温随钻仪器性能和寿命的负面影响，调整工作状态表征变量，使仪器进入低功耗工作状态，从而降低了随钻测量仪器在高温工作环境下的功耗，减少仪器的温度积累和升温效应。
图3为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法应用于随钻测井仪器的具体流程图。下面结合图1和图3对本发明所述的仪器功耗管理方法在应用于随钻测井仪器中所涉及的具体流程进行说明。
步骤S110中的步骤S301在集成有温度传感器的随钻测井仪器内的控制器中，为该随钻仪器在进行随钻测井时所需的工作状态表征变量进行初始化配置处理，从而步骤S110结束，进入到步骤S120中的步骤S302中。
步骤S302在随钻仪器下入井筒内并开始实施相应的随钻测井工作过程中，直接获取随钻测量参数中的表征当前仪器所处地层环境温度的温度测量数据，而后进入到步骤S303中。在步骤S302中，随钻仪器会按照预设的温度数据采集频率，来周期性的读取温度传感器所采集的温度测量数据，从而实时获取随钻仪器的工作环境温度。
步骤S303对步骤S302所获得的温度测量数据进行处理，从而得到温度监测数据，而后，步骤S120结束，进入到步骤S130中的步骤S304中。具体地，在步骤S303中，将预设的温度数据预处理时间周期内(步骤S302得到的)的每个温度数据采集周期得到的温度测量数据(每个温度数据采集周期获得一组温度测量数据)进行滤波、异常数据剔除等处理，得到预处理后的温度监测数据，从而实现对随钻仪器所处的环境温度进行监测的功能，而后进入到步骤S304中。在本发明实施例中，上述温度数据预处理时间周期包括预设数量个温度数据采集周期。需要说明的是，在本实施例中，温度数据预处理时间周期为温度数据采集周期的整数倍，该倍数即为上述预设数量，本发明对上述温度数据采集周期和预设数量不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
步骤S304随钻仪器会根据步骤S303得到的经过预处理后的温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的实际工作环境，并步骤S305确定出与当前实际工作环境状态相对应的工作模式。需要说明是的，在本实施例中，步骤S304会按照与上述步骤S1301和步骤S1302相同的方式进行实施，故在此不作赘述。
进一步，在确定出当前随钻仪器的工作模式后，进入到步骤S306中。步骤S306根据步骤S305确定出的当前随钻仪器对应的工作模式，调整步骤S301所配置的初始的工作状态表征变量，使得随钻仪器按照调整后的工作状态表征变量进行随钻测井，从而达到将随钻仪器工作状态表征参数与仪器所处的工作环境温度相适应的目的。
具体地，在步骤S306中，在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将随钻仪器配置为第一工作模式，此时，需要调整初始的工作状态表征变量中的部分变量参数，使其按照调整后的变量进行随钻测井，从而达到降低随钻仪器功耗的目的。需要说明的是，对于随钻测井仪器来说，在高温工作模式下，是主要针对工作状态表征变量中能够表征井下测量数据的测量特征的参数来进行调节，从而降低随钻测井仪器功耗。其中，随钻测井仪器在第一工作模式下需要调整的工作状态表征变量参数包括但不限于：原始测量信号的采集频率、采集持续时间等与随钻测井仪器相关的工作状态变量。
举例来说，在高温工作模式(即第一工作模式)下，可以按照如下具体示例对初始的工作状态表征变量进行调整：降低随钻测井仪器的原始信号采集频率(如：由每秒钟采集100次原始数据用于信号处理和参数计算，转换为每秒钟采集20次原始数据进行处理和计算)；降低采集持续时间(如：将原始数据的持续采集时间由5秒转换为2秒)。在尽量保持参数测量和计算精度的前提下，通过降低采集频率和持续采集时间，降低参数的采集次数，从而降低随钻测井仪器在高温工作环境下的功耗，减少仪器的温度积累和升温效应。
进一步，在步骤S306中，在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将随钻仪器配置为第二工作模式，此时，需要将随钻仪器的工作状态表征变量调整为与步骤S301相一致的初始的工作状态表征变量，使得随钻仪器能够按照初始的工作状态表征变量继续实现相应的随钻测井功能。此时，步骤S130结束。
这样，本发明通过上述步骤S301～步骤S306在高温随钻仪器进入到常温工作模式时，仅利用高温随钻仪器按照入井前配置好的工作状态运行即可；在高温随钻仪器进入到高温工作模式时，为了降低仪器运行功耗所引起的升温效应，减少对高温随钻仪器性能和寿命的负面影响，在尽量保持参数测量和计算精度的前提下，在一个具体示例中，通过降低采集频率和持续采集时间的方式来降低测量参数的采集次数，从而降低随钻测井仪器在高温工作环境下的功耗，从而减少仪器的温度积累和升温效应。
另一方面，基于上述仪器功耗管理方法，本发明还提出了一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理装置(以下简称“仪器功耗管理装置”)。图4为本申请实施例的基于温度控制的随钻仪器功耗管理系统的模块框图。
如图4所示，上述仪器功耗管理装置包括：初始化参数配置模块41、温度监测模块42、和工作模式确定模块43。具体地，初始化参数配置模块41按照上述步骤S110所述的方法实施，用于为随钻仪器进行工作状态表征变量的初始化配置；温度监测模块42按照上述步骤S120所述的方法实施，用于在随钻仪器工作过程中，获取随钻测量参数中的温度监测数据；工作模式确定模块43按照上述步骤S130所述的方法实施，用于根据温度监测模块42输出的温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的工作环境，基于此，为随钻仪器配置相应的工作模式，而后根据工作模式，调整初始的工作状态表征变量，使得随钻仪器按照调整后的变量进行随钻测量或测井。
进一步，上述工作模式确定模块43包括：工作环境生成单元431和工作模式生成单元432。其中，工作环境生成单元431用于将温度监测数据与井下温度阈值进行对比，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态，并记录保持当前环境温度状态的持续累计时间，而后根据持续累计时间，利用预设的状态保持时间阈值，确定当前随钻仪器的实际工作环境。工作模式生成单元432用于在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将随钻仪器配置为第一工作模式，调整初始的工作状态表征变量，使其按照调整后的变量进行随钻测量或测井。另外，工作模式生成单元432还用于在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将随钻仪器配置为第二工作模式，使其按照初始的工作状态表征变量继续进行随钻测量或测井。
本发明提出了一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法及系统。该方法及系统通过实时监测随钻测量或测井仪器的工作环境温度状态，来调整随钻仪器的工作模式，并为随钻仪器调整相应的工作状态表征变量，使得随钻仪器能够随着工作环境温度的变化来调整仪器的运行功耗。由于耐高温是随钻测量或测井仪器的主要发展方向，因仪器自身不断运行产生功耗，由此所引起的温度累积对于仪器工作性能和寿命的影响高于高温环境对其的影响。本发明为了尽量消除仪器运行功耗带来的不良影响，根据井下温度实时动态调整仪器的工作模式状态，用以提高高温随钻仪器的耐温性能、工作稳定性和使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，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，在不脱离本发明所揭露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 (10)
1.一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法，包括：
步骤一、为随钻仪器进行工作状态表征变量的初始化配置；
步骤二、在所述随钻仪器工作过程中，获取随钻测量参数中的温度监测数据；
步骤三、根据所述温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的工作环境，基于此，为所述随钻仪器配置相应的工作模式，而后根据所述工作模式，调整初始的工作状态表征变量，使得所述随钻仪器按照调整后的变量进行随钻测量或测井。
2.根据权利要求1所述的随钻仪器功耗管理方法，其特征在于，在所述步骤三中，包括：
在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第一工作模式，调整所述初始的工作状态表征变量，使其按照调整后的变量进行随钻测量或测井；
在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第二工作模式，使其按照所述初始的工作状态表征变量继续进行随钻测量或测井。
3.根据权利要求2所述的随钻仪器功耗管理方法，其特征在于，在所述步骤三中，还包括：
将所述温度监测数据与所述井下温度阈值进行对比，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态，并记录保持当前环境温度状态的持续累计时间；
根据所述持续累计时间，利用预设的状态保持时间阈值，确定当前随钻仪器的所述实际工作环境。
4.根据权利要求3所述的随钻仪器功耗管理方法，其特征在于，当所述温度监测数据达到或超过所述井下温度阈值时，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态为第一类状态，其中，
如果所述持续累计时间超过所述状态保持时间阈值，则确定当前随钻仪器处于第一类工作环境，并将所述随钻仪器配置为所述第一工作模式。
5.根据权利要求3所述的随钻仪器功耗管理方法，其特征在于，当所述温度监测数据未达到所述井下温度阈值时，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态为第二类状态，其中，
如果所述持续累计时间超过所述状态保持时间阈值，则确定当前随钻仪器处于第二类工作环境，并将所述随钻仪器配置为所述第二工作模式。
6.根据权利要求3或4所述的随钻仪器功耗管理方法，其特征在于，如果所述持续累计时间未达到所述状态保持时间阈值，则维持所述随钻仪器的工作环境状态及对应的工作模式。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的随钻仪器功耗管理方法，其特征在于，所述工作状态表征变量包括：原始测量信号的采集频率、采集持续时间、所述随钻仪器内的编码及传输模块与数据测量模块的通信频率、地面传输信号的数据帧类型、地面传输信号的发送时间间隔和随钻测量参数的编码精度。
8.一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理装置，包括：
初始化参数配置模块，其用于为随钻仪器进行工作状态表征变量的初始化配置；
温度监测模块，其用于在所述随钻仪器工作过程中，获取随钻测量参数中的温度监测数据；
工作模式确定模块，其用于根据所述温度监测数据，利用预设的井下温度阈值，确定当前随钻仪器的工作环境，基于此，为所述随钻仪器配置相应的工作模式，而后根据所述工作模式，调整初始的工作状态表征变量，使得所述随钻仪器按照调整后的变量进行随钻测量或测井。
9.根据权利要求8所述的随钻仪器功耗管理装置，其特征在于，所述工作模式确定模块包括：工作模式生成单元，其中，
所述工作模式生成单元，其用于在当前随钻仪器处于第一类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第一工作模式，调整所述初始的工作状态表征变量，使其按照调整后的变量进行随钻测量或测井；
所述工作模式生成单元，其还用于在当前随钻仪器处于第二类工作环境时，将所述随钻仪器配置为第二工作模式，使其按照所述初始的工作状态表征变量继续进行随钻测量或测井。
10.根据权利要求9所述的随钻仪器功耗管理装置，其特征在于，所述工作模式确定模块还包括：工作环境生成单元，其中，
所述工作环境生成单元，其用于将所述温度监测数据与所述井下温度阈值进行对比，确定当前随钻仪器所处的环境温度状态，并记录保持当前环境温度状态的持续累计时间，而后根据所述持续累计时间，利用预设的状态保持时间阈值，确定当前随钻仪器的所述实际工作环境。
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| CN202011021768.9A CN114427448A (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法及系统 |
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| CN114427448A true CN114427448A (zh) | 2022-05-03 |
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ID=81310145
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| CN202011021768.9A Pending CN114427448A (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种基于温度控制的随钻仪器功耗管理方法及系统 |
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- 2020-09-25 CN CN202011021768.9A patent/CN114427448A/zh active Pending
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