[實(shí)用新型]一種隨鉆測(cè)井儀器復(fù)合振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520128682.4
• 申請(qǐng)日: 2015-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204556209U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);曾小旭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣漢愛(ài)普斯石油技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M7/06
• 分類(lèi)號(hào): G01M7/06;E21B47/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰;曾曉波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于石油鉆井附屬設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種隨鉆測(cè)井儀器復(fù)合振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨鉆測(cè)量（Measurement?While?Drilling，MWD）即是在鉆井過(guò)程中對(duì)鉆井工程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，如井斜、方位和工具面等的測(cè)量。隨鉆測(cè)井系統(tǒng)?(Logging?While?Drilling，LWD)是在MWD基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種功能更齊全、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的隨鉆測(cè)量系統(tǒng)。

隨著我國(guó)油氣開(kāi)采難度日益增大，開(kāi)始注重提高油氣收率和油藏保護(hù)，因此也大量采用定向井、水平井、分支井及大位移井等技術(shù)。在鉆井過(guò)程中，工程和地質(zhì)人員希望隨時(shí)了解地層參數(shù)，根據(jù)地層情況，調(diào)整井眼軌跡，使鉆頭準(zhǔn)確鉆達(dá)目的層，從而提高鉆井效率，降低鉆井成本，并最終提高采收率。現(xiàn)有的石油鉆井過(guò)程中對(duì)MWD和LWD技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)隨鉆儀器的要求越來(lái)越高，需求也越來(lái)越大。

井下作業(yè)時(shí)的鉆柱發(fā)生共振、鉆具渦動(dòng)、鉆頭磨損、鉆柱與井壁摩擦特征、多種振動(dòng)同時(shí)發(fā)生的耦合振動(dòng)。當(dāng)發(fā)生鉆頭遇卡、溜鉆、頓鉆等現(xiàn)象時(shí)，導(dǎo)致的振動(dòng)最嚴(yán)重。當(dāng)振幅烈度超過(guò)一定的限制值時(shí)對(duì)隨鉆測(cè)井儀器性能將產(chǎn)生不良影響，如導(dǎo)致傳感器過(guò)載，影響測(cè)量結(jié)果甚至損壞精密傳感器和儀器電子器件，形成大的經(jīng)濟(jì)損失，且環(huán)境溫度對(duì)該振幅烈度限制值具有較大的影響。

因此，通過(guò)建立振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)模擬井下隨鉆測(cè)井儀器承受振動(dòng)后性能變化的情況，對(duì)于防止有缺陷的儀器組件被用于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，避免發(fā)生因儀器組件缺陷導(dǎo)致的起下鉆的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失，提高被測(cè)試儀器的現(xiàn)場(chǎng)使用可靠性，降低使用成本具有重要意義。

然而，現(xiàn)有的隨鉆測(cè)井儀器在出廠前的震動(dòng)測(cè)試中采用的模擬振動(dòng)模式比較單一，不能在低轉(zhuǎn)速下模擬儀器受到的震動(dòng)，更不能模擬現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合振動(dòng)時(shí)儀器的受力狀態(tài)，同時(shí)測(cè)試前的裝配和測(cè)試中振動(dòng)源的平衡點(diǎn)難一次操作妥當(dāng)，且振動(dòng)測(cè)試時(shí)的溫度調(diào)節(jié)方式受限，影響測(cè)試結(jié)果和生產(chǎn)效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，提供了一種隨鉆測(cè)井儀器復(fù)合振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)。

井下隨鉆測(cè)井儀器組件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)WMD）受到鉆柱振動(dòng)主要包括軸向、側(cè)向和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)三種類(lèi)型（如圖1所示）。井下鉆具在受到外界震擊以后，發(fā)生的周期性、圍繞中心位置來(lái)回的彈性運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行能量釋放過(guò)程時(shí)產(chǎn)生的復(fù)合振動(dòng)。

本實(shí)用新型旨在提供一種能夠更真實(shí)地模擬井下隨鉆測(cè)井儀器承受的振動(dòng)狀態(tài)的隨鉆測(cè)井儀器復(fù)合振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)。從而更有效地防止有缺陷的儀器組件被用于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，避免發(fā)生因儀器組件缺陷導(dǎo)致的起下鉆的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失，提高被測(cè)試儀器的現(xiàn)場(chǎng)使用可靠性，降低使用成本。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種隨鉆測(cè)井儀器復(fù)合振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，包括二維振動(dòng)平臺(tái)、設(shè)置所述二維振動(dòng)平臺(tái)上用于夾持受測(cè)儀器的安裝夾具、與所述二維振動(dòng)平臺(tái)中的振動(dòng)源輸出裝置相連的激振功率伺服電路。使用時(shí)，通過(guò)將被測(cè)試的儀器用快裝夾具固定在振動(dòng)平臺(tái)上，然后通過(guò)激振功率伺服電路向振動(dòng)源輸出裝置發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)帶動(dòng)二維振動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的振動(dòng)，通過(guò)激振功率伺服電路開(kāi)啟相應(yīng)的激振模式后可實(shí)現(xiàn)正弦波定頻振動(dòng)、正弦波掃頻振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、沖擊和碰幢測(cè)試等。

作為可選方式，所述二維振動(dòng)平臺(tái)中的振動(dòng)源輸出裝置為高瞬態(tài)響應(yīng)的音圈電機(jī)。利用高瞬態(tài)響應(yīng)的音圈電機(jī)動(dòng)子具有高頻響、動(dòng)作精度高的特點(diǎn)，可模擬推力9KN、加速度30G、位移0~20mm、負(fù)荷30Kg（全負(fù)載）、頻率范圍1~1000HZ的2維方向振動(dòng)。

作為可選方式，在上述隨鉆測(cè)井儀器復(fù)合振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)中，還包括能夠帶動(dòng)受測(cè)儀器做扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)源輸出裝置。進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)振動(dòng)源輸出裝置為滾動(dòng)電機(jī)。當(dāng)需要模擬鉆具復(fù)合振動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)滾動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)被測(cè)試儀器旋轉(zhuǎn)，與2維方向的振動(dòng)配合實(shí)現(xiàn)井下復(fù)雜振動(dòng)狀態(tài)模擬測(cè)試。進(jìn)一步的，所述滾動(dòng)電機(jī)與電機(jī)控制器相連。

為簡(jiǎn)化振動(dòng)平臺(tái)架構(gòu)，提高設(shè)備可靠性和制作成本，所述二維振動(dòng)平臺(tái)可以采用單電機(jī)激振，通過(guò)設(shè)置振源矢量位置來(lái)分配力的方向，獲得2維2象限的震源。

作為可選方式，在上述隨鉆測(cè)井儀器復(fù)合振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)中，還包括振動(dòng)狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)。所述振動(dòng)狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)的振動(dòng)狀態(tài)并與設(shè)計(jì)的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行比較得到反饋信號(hào)，然后通過(guò)激振功率伺服電路輸出反饋控制信號(hào)來(lái)調(diào)整振動(dòng)源輸出裝置的工作狀態(tài)，從而獲得理想的振動(dòng)狀態(tài)。