[發明專利]一種利用空氣錘三軸振動信號識別井下憋跳鉆的方法

有效

• 申請號: 202011255268.1
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112459706B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 羅朝東;王存新;杜征鴻;李林;李勇;王興忠;楊昌學;吳昌軍;睢圣;肖慶
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院
• 主分類號: E21B4/14
• 分類號: E21B4/14;E21B47/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 趙浩竹

1.一種利用空氣錘三軸振動信號識別井下憋跳鉆的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.安裝信號采集設備

在鉆柱上安裝三軸振動信號傳感器，將三軸振動信號傳輸至三軸振動信號采集器，三軸振動信號采集器安裝于鉆柱頂驅位置，三軸振動信號采集器連接無線發射模塊，通過無線發射模塊將獲取的鉆柱振動數據實時傳輸到地面監控系統；

S2.建立正常鉆進時的振動樣本庫

在地面監控系統中建立空氣錘正常鉆進時的鉆柱振動樣本庫，空氣錘正常鉆進時的鉆柱振動樣本庫用于存儲典型正常狀況下鉆柱在軸向、徑向、周向上的振動曲線，作為正常鉆進時鉆柱振動的比對樣本；

S3.建立憋鉆情況下的鉆柱振動樣本庫和跳鉆情況下鉆柱振動樣本庫建立空氣錘鉆進時在憋鉆情況下的鉆柱振動樣本庫和空氣錘鉆進時在跳鉆情況下的鉆柱振動樣本庫，分別用于存儲憋鉆和跳鉆情況下鉆柱在軸向、徑向、周向上的振動曲線，作為鉆進過程中憋鉆和跳鉆情況下鉆柱振動的比對樣本；

S4.采集鉆進過程中的三軸信號

鉆進過程中，三軸振動信號采集器隨鉆采集三軸振動信號傳感器獲取的振動模擬信號并轉換為數字信號，實時記錄鉆柱在軸向、徑向和周向上的振動數據；

S5.將采集的三軸數據與樣本庫中的數據進行比對

以當前單位時間t_s作為起點，測試并記錄t_s-t_s+p，P個單位時間內的鉆柱在軸向、徑向和周向上鉆柱三軸振動曲線，分別與空氣錘正常鉆進時的鉆柱振動樣本庫、空氣錘鉆進時在憋鉆情況下的鉆柱振動樣本庫、空氣錘鉆進時在跳鉆情況的鉆柱振動樣本庫中的樣本進行比對；

若與其中的樣本比對成功，則可判斷為井底發生該樣本對應的情況，即正常、憋鉆或跳鉆；

當發現憋鉆或跳鉆時，應采取對應的處理措施。

2.根據權利要求1所述的利用空氣錘三軸振動信號識別井下憋跳鉆的方法，其特征在于，三軸振動信號傳感器緊貼鉆柱，且三軸振動信號傳感器三軸方向與鉆柱的三軸方向一致。

3.根據權利要求1所述的利用空氣錘三軸振動信號識別井下憋跳鉆的方法，其特征在于，空氣錘正常鉆進時的鉆柱振動樣本庫中，每個樣本均由P個單位時間內軸向、徑向、周向的鉆柱振動曲線構成。

4.根據權利要求1所述的利用空氣錘三軸振動信號識別井下憋跳鉆的方法，其特征在于，所述空氣錘鉆進時在憋鉆情況下的鉆柱振動樣本庫和空氣錘鉆進時在跳鉆情況下的鉆柱振動樣本庫中，每個樣本均由P個單位時間內軸向、徑向、周向的鉆柱振動曲線構成。

5.根據權利要求1所述的利用空氣錘三軸振動信號識別井下憋跳鉆的方法，其特征在于，空氣錘正常鉆進時的鉆柱振動樣本庫、空氣錘鉆進時在憋鉆情況下的鉆柱振動樣本庫、空氣錘鉆進時在跳鉆情況下的鉆柱振動樣本庫通過實驗室實驗、現場試驗或參考鄰井鉆井鉆進資料的方式確定和建立。

6.根據權利要求1所述的利用空氣錘三軸振動信號識別井下憋跳鉆的方法，其特征在于，步驟S5中，采用動態時間規整算法將需要比對的振動曲線逐個與樣本庫中樣本求取匹配距離，篩選出最小匹配距離，則振動曲線對應的情況與匹配距離最小的樣本對應的情況一致。