[實用新型]一種隨鉆震動測量裝置

有效

• 申請號: 201320440751.6
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN203626804U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 賈衡天;朱平陽;艾維平;鄧樂
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本實用新型涉及應用于石油、天然氣鉆井作業隨鉆測量領域，特別涉及一種隨鉆震動測量裝置。

背景技術

在鉆井過程中，人們逐漸意識到通過監測鉆柱的動力特性能有效地防止鉆具事故和鉆井問題的發生。在測量井斜和工具面時振動對于加速度計測量穩定值的影響是致命的。利用鉆柱產生的振動行為來傳輸井下情況，為鉆柱信息傳輸的信道建立數學模型。利用鉆柱產生的振動還能探測巖性信息，預測前面的地層情況。在監測鉆具事故和鉆井問題的應用，主要是檢測扭轉粘滑、鉆頭跳動和全正向偏轉等，其中旋轉或扭轉枯滑是一種非常重要的動力學現象,可導致井下馬達的先期損壞,鉆頭過早磨損、鉆桿疲勞,還能誘導其它不利的鉆柱振動力。而鉆頭與地層脫離接觸的瞬間就會產生鉆頭跳動，如果靠近鉆頭測量,鉆頭跳動可能被認為是一個無規律的一般鉆壓值或瞬時零值而引起的,鉆頭跳動對于鉆頭或其它井下鉆具組成部分,如井下馬達或MWD接頭具有破壞作用。全正向偏轉中,鉆鋌的同一面持續與井壁接觸,就會造成了局部高磨損率,取出鉆鋌后,在地面可看到與地層接觸的位置上磨蝕斑痕,這種磨損常見于因井下振動而損壞的MWD工具。

因此,鉆井的振動問題已成為越來越重要的課題，對隨鉆振動測量也就變的越來越重要，特別對分析振動對于測量井斜和工具面的干擾顯的尤為重要。傳統的震動測量方式采用的數字信號處理方法，該方法是利用記錄的井下振動信號進行快速傅立葉變換獲得不同鉆井參數、巖性組合下的標準頻譜，并加以分析，但因為傅立葉變換是針對周期信號序列使用的一種數字信號處理工具，對整個鉆井振動信號的分析細致程度不夠，很可能會忽略很多鉆進時的隨機強沖擊信號。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對上述問題，提出一種隨鉆震動測量裝置，隨鉆鉆井的振動數據的研究提供可靠保證。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種隨鉆震動測量裝置，包括第一三軸加速度計傳感器、第二三軸加速度計傳感器、井上隨鉆震動測量系統和井下隨鉆震動測量系統；

所述第一三軸加速度計傳感器與井上隨鉆震動測量系統相連接，所述第二三軸加速度計傳感器與井下隨鉆震動測量系統相連接；其中，所述第一/第二三軸加速度計傳感器中的X軸對應鉆鋌的橫截面方向，Y軸與X軸正交方向，Z軸與X、Y軸正交對應著鉆鋌的軸向方向，X軸和Y軸分別測量鉆鋌截面的兩個方向上的加速度，Z軸測量軸向的加速度。

可選的，在本實用新型一實施例中，所述井上隨鉆震動測量系統包括第一三通道差分振動信號衰減單元、第一三通道低通濾波單元、第一震動數據測量采集單元和第一存儲單元；

所述第一三通道差分振動信號衰減單元與所述第一三通道低通濾波單元一端相連，所述第一三通道低通濾波單元另一端與所述震動數據測量采集單元一端相連，所述震動數據測量采集單元另一端與所述第一存儲單元相連；

所述第一三通道差分振動信號衰減單元，用于分別對所述第一三軸加速度計傳感器獲取到的X軸、Y軸、Z軸的信號進行衰減處理；

所述第一三通道低通濾波單元，用于分別對所述第一三通道差分振動信號衰減單元輸出的三個衰減值進行濾波處理；

所述第一震動數據測量采集單元，用于對濾波處理后的震動信號進行測量采集；

所述第一存儲單元，用于對所述第一震動數據測量采集單元獲取的信息進行存儲。

可選的，在本實用新型一實施例中，所述井下隨鉆震動測量系統包括第二三通道差分振動信號衰減單元、第二三通道低通濾波單元、第二震動數據測量采集單元、信號處理單元和第二存儲單元；

所述第二三通道差分振動信號衰減單元與所述第二三通道低通濾波單元一端相連，所述第二三通道低通濾波單元另一端與所述震動數據測量采集單元一端相連，所述震動數據測量采集單元另一端與所述信號處理單元一端相連，所述信號處理單元另一端與所述第二存儲單元相連；

所述第二三通道差分振動信號衰減單元，用于分別對所述第二三軸加速度計傳感器獲取到的X軸、Y軸、Z軸的信號進行衰減處理；

所述第二三通道低通濾波單元，用于分別對所述第二三通道差分振動信號衰減單元輸出的三個衰減值進行濾波處理；

所述第二震動數據測量采集單元，用于對濾波處理后的震動信號進行測量采集；

所述信號處理單元，用于對采集到的震動信號進行信號處理；

所述第二存儲單元，用于對所述信號處理單元處理后的信號進行存儲。

可選的，在本實用新型一實施例中，所述井下隨鉆震動測量系統還包括：用于控制所述井下隨鉆震動測量系統中其他單元的協調工作的主控單元；