CN114856487A - 振动固井的控制方法、装置、处理器与振动固井的系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种振动固井的控制方法、装置、处理器与振动固井的系统，该控制方法包括：获取油套管的最大振动幅值以及最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，振动装置用于控制油套管振动；控制振动装置以调制频率振动预定时间段后停止。该控制方法，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
Description
技术领域
本申请涉及振动固井领域，具体而言，涉及一种振动固井的控制方法、装置、计算机可读存储介质、处理器和振动固井的系统。
背景技术
固井就是采用钻井液顶替水泥浆，将水泥浆通过套管柱底部进入环空，把裸眼井段内下入的套管柱与地层之间进行有效封固。固井是衔接钻井和采油的关键工程，固井质量的好坏直接影响油气井的产能与寿命。振动固井是利用机械振动、液压脉冲、水力冲击等手段产生的振动波作用于套管、钻井液和水泥浆来改善固井质量的一种新方法。通过大量的室内实验和现场实验证明，振动缩短了水泥浆的初终凝时间，减小了水泥浆的静切力，提高了水泥浆第一和第二界面的胶结强度。振动固井已经被证明是非常有效而且是很有发展前途的一种新型固井技术。
国内外振动固井工具按作用原理可分为水力脉冲式、机械式、磁致伸缩式、压电陶瓷式、声频式、地面环空水力或空气脉冲式等振动固井工具，由于这些振动固井工具振动频率单一，无法实现机械共振，造成振动传播距离较短，无法在环空长距离上提高固井质量。因此迫切需要一种能够实现自动调节振动频率的振动固井的控制方法。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种振动固井的控制方法、装置、计算机可读存储介质、处理器和振动固井的系统，以解决现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种振动固井的控制方法，包括：获取油套管的最大振动幅值以及所述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，所述振动装置用于控制所述油套管振动；控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止。
可选地，获取油套管的振动幅值以及所述振动幅值对应的振动装置的调制频率，包括：采用PWM控制技术，控制所述振动装置进入预定振动过程，所述预定振动过程的起始振动频率为第一振动频率，终止振动频率为第二振动频率，且所述预定振动过程中，所述振动装置的振动频率以每隔第一预定时间递减或递增的方式变化，所述调制频率大于等于所述第二振动频率且小于等于所述第一振动频率；在所述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取所述油套管的振动幅值；确定多个所述振动幅值中的最大值，所述最大值为所述最大振动幅值，所述最大振动幅值对应的所述振动频率为所述调制频率。
可选地，采用PWM控制技术，控制所述振动装置进入预定振动过程，包括：控制电池组进入预定供电过程，以给电机供电，所述电机用于带动所述振动装置振动，所述预定供电过程的起始供电电压为所述电池组的额定工作电压，终止供电电压为所述电机的最低工作电压，且所述预定供电过程中，所述电池组的供电电压以每隔所述第一预定时间递减或递增的方式变化，在所述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取所述油套管的振动幅值，包括：在所述预定供电过程中，每隔所述第二预定时间获取所述振动幅值。
可选地，在所述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取所述油套管的振动幅值，包括：在所述预定振动过程中，控制加速度传感器每隔所述第二预定时间采集所述油套管的所述振动幅值；接收多个所述振动幅值。
可选地，确定多个所述振动幅值中的最大值，包括：根据预定参数，去掉多个所述振动幅值中的野值点；比较去掉所述野值点后的多个振动幅值，确定所述最大振动幅值。
可选地，控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止，包括：控制所述振动装置以所述调制频率振动所述预定时间段；控制所述电机断电，以使得所述振动装置停止振动。
可选地，在控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止之后，所述方法还包括：生成预定代码，所述预定代码用于控制所述振动装置保持不振动状态。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种振动固井的控制装置，包括：获取单元，用于获取油套管的最大振动幅值以及所述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，所述振动装置用于控制所述油套管振动；振动单元，用于控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行任意一种所述的方法。
根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的方法。
根据本发明实施例的一方面，还提供了一种振动固井的系统，包括：控制器，用于执行任一种所述的方法；振动装置，与所述控制器电连接，所述振动装置用于控制油套管振动；电机，与所述控制器以及所述振动装置分别电连接，所述电机用于带动所述振动装置振动；电池组，与所述控制器以及所述电机分别电连接，所述电池组用于给所述电机供电。
可选地，所述电机包括开关单元，所述开关单元包括两个串联的MOS管。
在本发明实施例的该振动固井的控制方法，首先获取油套管的最大振动幅值以及所述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，所述振动装置用于控制所述油套管振动，然后控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止。该控制方法中，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种实施例的振动固井的控制方法的流程图；
图2示出了根据本申请的一种实施例的振动固井的控制装置的示意图；
图3示出了根据本申请的另一种实施例的振动固井的控制方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
正如背景技术中所说的，现有技术中振动固井的振动传播距离较短，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种振动固井的控制方法、装置、计算机可读存储介质、处理器和振动固井的系统。
根据本申请的实施例，提供了一种振动固井的控制方法。
图1是根据本申请实施例的振动固井的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，获取油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；
步骤S102，控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。
上述振动固井的控制方法中，首先获取油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。该控制方法中，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请的一种实施例中，获取油套管的振动幅值以及上述振动幅值对应的振动装置的调制频率，包括：采用PWM控制技术，控制上述振动装置进入预定振动过程，上述预定振动过程的起始振动频率为第一振动频率，终止振动频率为第二振动频率，且上述预定振动过程中，上述振动装置的振动频率以每隔第一预定时间递减或递增的方式变化，上述调制频率大于等于上述第二振动频率且小于等于上述第一振动频率；在上述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取上述油套管的振动幅值；确定多个上述振动幅值中的最大值，上述最大值为上述最大振动幅值，上述最大振动幅值对应的上述振动频率为上述调制频率。在该实施例中，从第一振动频率开始，以第一预定时间以增减或者递增的方式进行变化获取振动频率，直到第二振动频率为止，在预定振动过程中，以第二预定时间获取上述油套管的振动幅值，根据多个上述振动幅值确定最大值，这样可以实现振动频率递增或递减变化，进一步地保证了可以较为快捷且准确地得到振动装置的调制频率和对应的油套管的最大振动幅值，为后续根据上述调制频率控制上述振动装置振动提供了较为准确地数据保障，进而进一步地解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题。
一种具体的实施例中，上述第一预定时间为10s，这样可以在短时间内实现振动固井的振动频率的变化，进一步地方便了调制频率的确定。上述第二预定时间为1ms，上述第二预定时间小于上述第一预定时间，进一步地保证了确定的最大振动幅值较为准确。当然，上述第一预定时间并不限于10s，也可以为其他合适的时间；上述第二预定时间也并不限于1ms，也可以为其他合适的时间。
本申请的又一种实施例中，采用PWM控制技术，控制上述振动装置进入预定振动过程，包括：控制电池组进入预定供电过程，以给电机供电，上述电机用于带动上述振动装置振动，上述预定供电过程的起始供电电压为上述电池组的额定工作电压，终止供电电压为上述电机的最低工作电压，且上述预定供电过程中，上述电池组的供电电压以每隔上述第一预定时间递减或递增的方式变化，在上述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取上述油套管的振动幅值，包括：在上述预定供电过程中，每隔上述第二预定时间获取上述振动幅值。在该实施例中，每隔第一预定时间获取预定供电过程中的供电电压，进而获取不同工作电压以及不同的工作电压所对应的振动频率，以每隔第二预定时间获取油套管的上述振动幅值，这样进一步地保证了可以较为快捷且准确地确定振动装置的调制频率和油套管的最大振动幅值，进一步地保证了后续根据上述调制频率进行振动固井的效果较好。
本申请的一种更为具体的实施中，当上述预定供电过程的起始供电电压为上述电池组的额定工作电压，终点供电电压为上述电机的最低工作电压时，在采用PWM控制技术之前，需要对控制器进行初始化，在初始后完成之后，延迟4min，由于电机和电池组处于直接接通的状态，通过上述延迟过程可以保证电池组在电机负载作用下，电压逐渐升高到正常工作电压，不会因为电池组的供电电压直接升高造成电池组的损耗。
当然，上述的延迟时间可以为4min，但并不限于4min，可以为任何合适的时间。
在实际应用过程中，当上述预定供电过程的起始供电电压为上述电机的最低工作电压，终点供电电压为上述电池组的额定工作电压时，在采用PWM控制技术之前，控制器初始化完成之后，不需要再进行延迟。
本申请的另一种实施例中，在上述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取上述油套管的振动幅值，包括：在上述预定振动过程中，控制加速度传感器每隔上述第二预定时间采集上述油套管的上述振动幅值；接收多个上述振动幅值。在该实施例中，控制加速度传感器每隔第二预定时间采集上述油套管的振动幅值，这样可以较为简单快捷地得到多个上述振动幅值，进一步地方便了后续根据多个上述振动幅值确定最大振动幅值。
本申请的一种具体的实施例中，在上述预定振动过程中，控制加速度传感器每隔上述第二预定时间采集上述油套管的上述振动幅值，并通过RS422串口输入给控制器，控制器接收多个上述振动幅值。
在实际应用过程中，上述加速度传感器为耐高温加速度传感器，上述加速度传感器可以为现有技术中的任何类型的耐高温的加速度传感器。
本申请的再一种实施例中，确定多个上述振动幅值中的最大值，包括：根据预定参数，去掉多个上述振动幅值中的野值点；比较去掉上述野值点后的多个振动幅值，确定上述最大振动幅值。在该实施例中，首先去掉多个上述振动幅值中的野值点，在去掉上述野值点后在进行比较，这样可以进一步地保证得到较为准确的最大振动幅值。
本申请的一种实施例中，控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止，包括：控制上述振动装置以上述调制频率振动上述预定时间段；控制上述电机断电，以使得上述振动装置停止振动。在该实施例中，控制上述电机断电，以使得上述振动装置停止振动，保证在停止振动之后，不会再意外启动，进一步地保证了固井的质量以及安全性。
当然，上述预定时间段可以为15min，但不限于15min，可以为任何合适的时间。
本申请的又一种实施例中，在控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止之后，上述方法还包括：生成预定代码，上述预定代码用于控制上述振动装置保持不振动状态。在该实施例中，根据上述预定代码控制上述振动装置保持不振动状态，这样可以进一步地保证振动固井操作一次后不会再次意外启动，进一步地确保了安全性。
本申请的一种具体的实施例中，在整个控制流程完成后，可以在FLASH中写入特殊标识的代码，在电路复位或重新上电后，先判断该特殊标识是否存在，若该特殊标识存在，则保持电机断电，不再进行工作，这样可以保证振动固井工作操作一次后不会再次意外启动，进一步地保证了在操作过程中的安全性。
本申请实施例还提供了一种振动固井的控制装置，需要说明的是，本申请实施例的振动固井的控制装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于振动固井的控制方法。以下对本申请实施例提供的振动固井的控制装置进行介绍。
图2是根据本申请实施例的振动固井的控制装置的示意图。如图2所示，该装置包括：
获取单元10，用于获取油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；
振动单元20，用于控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。
上述振动固井的控制装置中，获取单元用于油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；振动单元用于控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。该控制装置中，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
本申请的一种实施例中，上述获取单元还包括第一控制模块、获取模块和确定模块，其中，第一控制模块用于采用PWM控制技术，控制上述振动装置进入预定振动过程，上述预定振动过程的起始振动频率为第一振动频率，终止振动频率为第二振动频率，且上述预定振动过程中，上述振动装置的振动频率以每隔第一预定时间递减或递增的方式变化，上述调制频率大于等于上述第二振动频率且小于等于上述第一振动频率；获取模块用于在上述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取上述油套管的振动幅值；确定模块用于确定多个上述振动幅值中的最大值，上述最大值为上述最大振动幅值，上述最大振动幅值对应的上述振动频率为上述调制频率。在该实施例中，从第一振动频率开始，以第一预定时间以增减或者递增的方式进行变化获取振动频率，直到第二振动频率为止，在预定振动过程中，以第二预定时间获取上述油套管的振动幅值，根据多个上述振动幅值确定最大值，这样可以实现振动频率递增或递减变化，进一步地保证了可以较为快捷且准确地得到振动装置的调制频率和对应的油套管的最大振动幅值，为后续根据上述调制频率控制上述振动装置振动提供了较为准确地数据保障，进而进一步地解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题。
一种具体的实施例中，上述第一预定时间为10s，这样可以短时间内实现振动固井的振动频率的变化，进一步地方便了调制频率的确定。上述第二预定时间为1ms，上述第二预定时间小于上述第一预定时间，进一步地保证了确定的最大振动幅值较为准确。当然，上述第一预定时间并不限于10s，也可以为其他合适的时间；上述第二预定时间也并不限于1ms，也可以为其他合适的时间。
本申请的又一种实施例中，上述第一控制模块还包括第一控制子模块，用于控制电池组进入预定供电过程，以给电机供电，上述电机用于带动上述振动装置振动，上述预定供电过程的起始供电电压为上述电池组的额定工作电压，终止供电电压为上述电机的最低工作电压，且上述预定供电过程中，上述电池组的供电电压以每隔上述第一预定时间递减或递增的方式变化，上述获取模块还包括获取子模块，用于在上述预定供电过程中，每隔上述第二预定时间获取上述振动幅值。在该实施例中，每隔第一预定时间获取预定供电过程中的供电电压，进而获取不同工作电压以及不同的工作电压所对应的振动频率，以每隔第二预定时间获取油套管的上述振动幅值，这样进一步地保证了可以较为快捷且准确地确定振动装置的调制频率和油套管的最大振动幅值，进一步地保证了后续根据上述调制频率进行振动固井的效果较好。
本申请的一种更为具体的实施中，当上述预定供电过程的起始供电电压为上述电池组的额定工作电压，终点供电电压为上述电机的最低工作电压时，在采用PWM控制技术之前，需要对控制器进行初始化，在初始后完成之后，延迟4min，由于电机和电池组处于直接接通的状态，通过上述延迟过程可以保证电池组在电机负载作用下，电压逐渐升高到正常工作电压，不会因为电池组的供电电压直接升高造成电池组的损耗。
当然，上述的延迟时间可以为4min，但并不限于4min，可以为任何合适的时间。
在实际应用过程中，当上述预定供电过程的起始供电电压为上述电机的最低工作电压，终点供电电压为上述电池组的额定工作电压时，在采用PWM控制技术之前，控制器初始化完成之后，不需要再进行延迟。
本申请的另一种实施例中，上述获取子模块还包括第二控制子模块和接收子模块，其中，第二控制子模块用于在上述预定振动过程中，控制加速度传感器每隔上述第二预定时间采集上述油套管的上述振动幅值；接收子模块用于接收多个上述振动幅值。在该实施例中，控制加速度传感器每隔第二预定时间采集上述油套管的振动幅值，这样可以较为简单快捷地得到多个上述振动幅值，进一步地方便了后续根据多个上述振动幅值确定最大振动幅值。
本申请的一种具体的实施例中，在上述预定振动过程中，控制加速度传感器每隔上述第二预定时间采集上述油套管的上述振动幅值，并通过RS422串口输入给控制器，控制器接收多个上述振动幅值。
在实际应用过程中，上述加速度传感器为耐高温加速度传感器，上述加速度传感器可以为现有技术中的任何类型的耐高温的加速度传感器。
本申请的又一种实施例中，上述确定模块还包括去掉子模块和确定子模块，其中，去掉子模块用于根据预定参数，去掉多个上述振动幅值中的野值点；确定子模块用于比较去掉上述野值点后的多个振动幅值，确定上述最大振动幅值。在该实施例中，首先去掉多个上述振动幅值中的野值点，在去掉上述野值点后在进行比较，这样可以进一步地保证得到较为准确的最大振动幅值。
本申请的另一种实施例中，振动单元还包括第二控制模块和第三控制模块，其中，第二控制模块用于控制上述振动装置以上述调制频率振动上述预定时间段；第三控制模块用于控制上述电机断电，以使得上述振动装置停止振动。在该实施例中，控制上述电机断电，以使得上述振动装置停止振动，保证在停止振动之后，不会再意外启动，进一步地保证了固井的质量以及安全性。
当然，上述预定时间段可以为15min，但不限于15min，可以为任何合适的时间。
本申请的又一种实施例中，在控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止之后，上述控制装置还包括生成单元，用于生成预定代码，上述预定代码用于控制上述振动装置保持不振动状态。在该实施例中，根据上述预定代码控制上述振动装置保持不振动状态，这样可以进一步地保证振动固井操作一次后不会再次意外启动，进一步地确保了安全性。
本申请的一种具体的实施例中，在整个控制流程完成后，可以在FLASH中写入特殊标识的代码，在电路复位或重新上电后，先判断该特殊标识是否存在，若该特殊标识存在，则保持电机断电，不再进行工作，这样可以保证振动固井工作操作一次后不会再次意外启动，进一步地保证了在操作过程中的安全性。
上述振动固井的控制装置包括处理器和存储器，上述获取单元和振动单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述振动固井的控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述振动固井的控制方法。
本发明实施例还提供了一种振动固井的系统，包括：控制器，用于执行任一种上述的方法；振动装置，与上述控制器电连接，上述振动装置用于控制油套管振动；电机，与上述控制器以及上述振动装置分别电连接，上述电机用于带动上述振动装置振动；电池组，与上述控制器以及上述电机分别电连接，上述电池组用于给上述电机供电。
上述振动固井的系统中，包括：控制器、振动装置、电机以及电池组，可以执行上述的振动固井的控制方法，该系统中，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
本申请的一种具体的实施例中，上述电机为直流电机，上述直流电机可以为现有技术中任何类型的直流电机；上述电池组为耐高温电池组，上述电池组可以为现有技术中任何类型耐高温的电池组；上述控制器为耐高温控制器，上述控制器可以为现有技术中任何类型的耐高温的控制器；上述振动装置为耐高温振动装置，上述振动装置可以为现有技术中任何类型的耐高温的振动装置。
在实际的应用过程中，由于固井工程的特殊性，要求控制器、振动装置、电机、电池组以及加速度传感器有较高的工作温度范围，对于固井工程的工作特点和功能要求，本申请所选用的控制器、振动装置、电机、电池组以及加速度传感器均可以满足150℃工作温度要求。
本申请的一种更为具体的实施例中，当上述电机为直流电机，上述直流电机的额定电压为200V，额定电流为1.1A，额定转矩为5N·m-10N·m，转速为30r/min～600r/min，允许最大电流为5A，允许最大转矩为50N·m，且上述直流电机的转速可以通过电压控制进行调节。当上述电池组为高温电池组，上述高温电池组的开路电压为259.2V～262.8V，截止电压为180V，工作电流为1.1A，起始电压滞后30s，工作时间≥0.5h(在150℃下，1.1A恒流放电)，且电池组不允许短路，严禁充电。
本申请的一种实施例中，上述电机包括开关单元，上述开关单元包括两个串联的MOS管。在该实施例中，上述开关单元串联连接两个MOS管，当其中一个断开时，也可以保证电机进行有效断电，这样进一步地确保了安全性。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明。
实施例
本申请的振动固井的控制方法是一种适用井下扫频振动，并自动寻找最佳振动频率的控制方法，其中振动固井工具主要耐高温电机、耐高温电池组和耐高温控制器，其中，耐高温控制器通过控制高温电机的工作电压大小和对比整个振动频率段的振动幅值自动寻找最大振动频率，耐高温电机的工作电压大小控制振动系统的振动频率。
如图3所示，振动固井的控制方法包括：运用PWM技术，首先控制加载到耐高温电机上的电压为200V。在200V的工作电压下，耐高温电机的转速为600r/min，振动系统的振动频率为10Hz。然后按每隔10s电压递减的方式为耐高温电机供电，最后在电压递减到设定的电机最小工作电压30V后结束，耐高温电机的转速为30r/min，振动系统的振动频率逐渐递减到0.5Hz。在电压递减过程中，耐高温电机的转速递减，进而带动振动系统的振动频率递减，耐高温加速度传感器每1ms采集一次套管柱系统的振动幅值，并通过RS422串口输入耐高温控制器。
在整个振动频率段(10Hz～0.5Hz)递减完成之后，耐高温控制器根据设置的限幅参数(1mm)首先去掉振动幅值中的野值，然后比较整个振动频率段的振动幅值，最后选择振动幅值最大的振动频率持续振动15min。
在整个控制流程完成后，在FLASH中写入特殊标识的代码，电路复位或重新上电后，先判断该特殊标识，若存在该特殊标识，则保持电机断电不再工作，这样可以保证振动固井工作操作一次后不会再次意外启动。同时，为了确保定时结束后能有效关断耐高温电机，在耐高温电机开关控制MOS管采取了两个MOS管串联的方式，其中一个断开即可保证电机有效断电，确保了安全性。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
步骤S101，获取油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；
步骤S102，控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
步骤S101，获取油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；
步骤S102，控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请的振动固井的控制方法中，首先获取油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。该控制方法中，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
2)、本申请的振动固井的控制装置中，获取单元用于油套管的最大振动幅值以及上述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，上述振动装置用于控制上述油套管振动；振动单元用于控制振动装置以上述调制频率振动预定时间段后停止。该控制装置中，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
3)、本申请的振动固井的系统中，包括：控制器、振动装置、电机以及电池组，可以执行上述的振动固井的控制方法，该系统中，通过控制振动装置以调制频率振动，实现了油套管按照最大振动幅值持续振动预定时间段，保证了油套管振动的传播距离较长，进而保证了振动固井的质量较好，相比现有技术，该方法解决了现有技术中振动固井的振动传播距离较短的问题，在环空长距离上提高了固井质量。
以上上述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种振动固井的控制方法，其特征在于，包括：
获取油套管的最大振动幅值以及所述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，所述振动装置用于控制所述油套管振动；
控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取油套管的振动幅值以及所述振动幅值对应的振动装置的调制频率，包括：
采用PWM控制技术，控制所述振动装置进入预定振动过程，所述预定振动过程的起始振动频率为第一振动频率，终止振动频率为第二振动频率，且所述预定振动过程中，所述振动装置的振动频率以每隔第一预定时间递减或递增的方式变化，所述调制频率大于等于所述第二振动频率且小于等于所述第一振动频率；
在所述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取所述油套管的振动幅值；
确定多个所述振动幅值中的最大值，所述最大值为所述最大振动幅值，所述最大振动幅值对应的所述振动频率为所述调制频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
采用PWM控制技术，控制所述振动装置进入预定振动过程，包括：
控制电池组进入预定供电过程，以给电机供电，所述电机用于带动所述振动装置振动，所述预定供电过程的起始供电电压为所述电池组的额定工作电压，终止供电电压为所述电机的最低工作电压，且所述预定供电过程中，所述电池组的供电电压以每隔所述第一预定时间递减或递增的方式变化，
在所述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取所述油套管的振动幅值，包括：
在所述预定供电过程中，每隔所述第二预定时间获取所述振动幅值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述预定振动过程中，每隔第二预定时间获取所述油套管的振动幅值，包括：
在所述预定振动过程中，控制加速度传感器每隔所述第二预定时间采集所述油套管的所述振动幅值；
接收多个所述振动幅值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定多个所述振动幅值中的最大值，包括：
根据预定参数，去掉多个所述振动幅值中的野值点；
比较去掉所述野值点后的多个振动幅值，确定所述最大振动幅值。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止，包括：
控制所述振动装置以所述调制频率振动所述预定时间段；
控制所述电机断电，以使得所述振动装置停止振动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止之后，所述方法还包括：
生成预定代码，所述预定代码用于控制所述振动装置保持不振动状态。
8.一种振动固井的控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取油套管的最大振动幅值以及所述最大振动幅值对应的振动装置的调制频率，所述振动装置用于控制所述油套管振动；
振动单元，用于控制振动装置以所述调制频率振动预定时间段后停止。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
11.一种振动固井的系统，其特征在于，包括：
控制器，用于执行权利要求1至7中任一项所述的方法；
振动装置，与所述控制器电连接，所述振动装置用于控制油套管振动；
电机，与所述控制器以及所述振动装置分别电连接，所述电机用于带动所述振动装置振动；
电池组，与所述控制器以及所述电机分别电连接，所述电池组用于给所述电机供电。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述电机包括开关单元，所述开关单元包括两个串联的MOS管。
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| CN109356549A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-19 | 中国农业大学 | 一种自动寻优井下振动固井工具 |
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