[發明專利]隨鉆測井中泵沖噪聲基波頻率的計算裝置與方法

有效

• 申請號: 201710706425.8
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107465399B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 石巖峰;馮澤東;熊陵;石峻峰;何嘉林
• 申請（專利權）人: 中天啟明石油技術有限公司
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 廣州恒超知識產權代理事務所(普通合伙) 44933
• 代理人: 張澤鋒

本發明提供隨鉆測井中泵沖噪聲基波頻率的計算裝置與方法，其裝置包括壓力傳感器、泵沖傳感器、數據處理設備、脈沖發生器及探管，泵沖傳感器設置在鉆井設施的泥漿泵上，壓力傳感器設置在井口的泥漿管道上，脈沖發生器及探管均位于鉆井設施的鉆柱中；探管檢測鉆井過程中的測量信號并對其進行編碼，脈沖發生器將編碼后的測量信號轉換為壓力脈沖信號，壓力脈沖信號沿著鉆井設施的泥漿管道傳輸到壓力傳感器，壓力傳感器將壓力脈沖信號采集成電信號后輸入到數據處理設備，數據處理設備對電信號進行處理并計算出泵沖噪聲基波頻率。本發明計算出泵沖噪聲基波頻率，便于后續研究泵沖噪聲的特性以及消除泵沖噪聲信號的干擾，避免信號失真。

技術領域

本發明涉及隨鉆測井技術，具體為隨鉆測井中泵沖噪聲基波頻率的計算裝置與方法。

背景技術

無線隨鉆測井是目前國際上應用最廣泛的一種測井方式，其能夠在鉆井的同時，實時獲取地質參數、井眼軌跡參數等一系列參數，并繪制成各種類型的測井曲線，為下一步工作做準備。

圖1示意了常規鉆井設施中的運作過程，如下：利用一個或多個泥漿泵12將泥漿10從泥漿池11中抽出，所用的泥漿泵通常是活塞往復泵。泥漿10通過泥漿管線13到達鉆柱14，經鉆柱14到達鉆頭15后，通過鉆桿和裸眼井壁29之間的環空16回到地表31?；氐降乇?1后，泥漿通過管線17回到泥漿池11，在泥漿池中完成巖石鉆屑或其他碎屑的沉淀，至此完成一次循環，重新開始下一個循環。

一個井底壓力脈沖設備18被整合于鉆柱中以傳輸鉆井過程中由測量儀器19獲得的數據信號。井底壓力脈沖設備18是一個閥門或可變徑孔，可以通過調整泥漿流速來產生壓力脈沖。井下設備對數據信號編碼，通過編碼的數據信號控制壓力脈沖設備閥門或可變孔徑通孔大小，從而在泥漿液中產生攜帶測量數據的壓力脈沖。箭頭21、22和23闡釋了井下信號設備18在常規井眼條件下產生的脈沖信號的傳播途徑。泥漿泵12在泥漿管線13中同樣會產生壓力脈沖，這在圖中由箭頭24、25、26和26A標識出，其中26A同樣標識泥漿在環空16中的流動。

為了實現井底壓力脈沖的正確解釋，應該通過某種方法計算泵沖噪聲的頻率特性，進而根據泵沖噪聲的頻率特性消除泵沖噪聲信號的干擾。

發明內容

為了解決現有技術所存在的問題，本發明提供隨鉆測井中泵沖噪聲基波頻率的計算裝置與方法，便于后續研究泵沖噪聲的特性以及消除泵沖噪聲信號的干擾，避免信號失真。

本發明隨鉆測井中泵沖噪聲基波頻率的計算裝置，包括壓力傳感器、泵沖傳感器、數據處理設備、脈沖發生器及探管，泵沖傳感器設置在鉆井設施的泥漿泵上，壓力傳感器設置在井口的泥漿管道上，脈沖發生器及探管均位于鉆井設施的鉆柱中，數據處理設備分別與泵沖傳感器、壓力傳感器連接，探管與脈沖發生器連接；探管檢測鉆井過程中的測量信號，并對測量信號進行編碼，脈沖發生器將編碼后的測量信號轉換為壓力脈沖信號，壓力脈沖信號沿著鉆井設施的泥漿管道傳輸到壓力傳感器，壓力傳感器將壓力脈沖信號采集成電信號后輸入到數據處理設備，數據處理設備對電信號進行處理并計算出泵沖噪聲基波頻率。

優選地，所述數據處理設備包括采集卡和解碼模塊，采集卡對輸入的電信號進行A/D轉換，然后輸出至解碼模塊，由解碼模塊對數據進行解碼。

優選地，所述數據處理設備對電信號進行低通濾波處理。

本發明隨鉆測井中泵沖噪聲基波頻率的計算方法基于上述計算裝置，包括以下步驟：

S1、運用FIR低通濾波器對環境噪聲進行濾波，所述環境噪聲包括泵沖噪聲、各種機械設備引起的壓力波動噪聲和隨機噪聲；

S2、根據泵沖噪聲的產生原理，以及泵沖噪聲頻率與所使用泥漿泵泵數、單缸活塞沖程頻率的關系計算泵沖噪聲的基波頻率，采用的公式如下：

Fn＝SPM*n/60

其中，Fn是泵沖噪聲的基波頻率，SPM是單缸活塞沖程頻率，n是缸數；