[發(fā)明專利]一種監(jiān)測鉆柱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710475335.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107229599B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁海波;羅明洋;李國亮;郭志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

1.一種監(jiān)測鉆柱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：基于鉆具組合參數(shù)、鉆柱力學(xué)性質(zhì)參數(shù)計(jì)算得到鉆柱的扭轉(zhuǎn)柔量、鉆柱的特性阻抗；

步驟2：根據(jù)所述鉆柱的特性阻抗以及井底鉆具慣量建立關(guān)于粘滑頻率的相關(guān)函數(shù)，計(jì)算得到鉆柱的理論粘滑頻率；

步驟3：根據(jù)所述鉆柱的扭轉(zhuǎn)柔量、鉆柱的特性阻抗及理論粘滑頻率，結(jié)合帶通的濾波轉(zhuǎn)矩計(jì)算出鉆頭的動(dòng)態(tài)角速度；

步驟4：根據(jù)所述的鉆頭的動(dòng)態(tài)角速度經(jīng)過低通濾波，然后再進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，得到鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)；

步驟2中，所述鉆柱的理論粘滑頻率為：

上式中，Jb為井底鉆具慣量，l為鉆桿長度，c為鉆柱的扭轉(zhuǎn)波傳播速度，ζ為鉆柱的特性阻抗；

步驟3中，所述鉆頭的動(dòng)態(tài)角速度為：

上式中，T_bp為帶通濾波轉(zhuǎn)矩，l為鉆桿長度，r_d為頂驅(qū)的反射系數(shù)，k為鉆柱的波數(shù)；

上式中，ω為鉆柱角頻率，C為總的鉆柱扭轉(zhuǎn)柔量，c為鉆柱的扭轉(zhuǎn)波傳播速度；

步驟(4)中，所述鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)

上式中，LP()為低通濾波，Ω_set為設(shè)定的電機(jī)驅(qū)動(dòng)角速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中，所述鉆柱的扭轉(zhuǎn)柔量為：

上式中，C為總的鉆柱扭轉(zhuǎn)柔量，l_j為第j節(jié)的鉆柱長度，I_p,j為第j節(jié)的鉆柱橫截面極矩，G為鉆柱的剪切彈性模量；

所述鉆柱的特性阻抗為：

上式中，I_p為鉆柱的橫截面極矩，ρ為鉆柱密度，G為鉆柱的剪切彈性模量。