[發明專利]扭力沖擊器井下工作狀態的監測方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 202111475045.0
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114235363A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張濤;查春青;李玉梅;劉奕呈
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01H11/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姜璐璐;錢能

1.一種扭力沖擊器井下工作狀態的監測方法，其特征在于，所述監測方法包括：

步驟1，在井下測量扭力沖擊器的工程參數并對所述工程參數進行存儲；

步驟2，在井下對所述工程參數進行分析并得到分析數據，再根據所述分析數據判斷所述扭力沖擊器的工作狀態是否正常并得到判斷結果；

步驟3，將所述判斷結果傳輸至地面。

2.如權利要求1所述的扭力沖擊器井下工作狀態的監測方法，其特征在于，所述步驟2包括：

步驟21，對測量得到的所述工程參數進行預處理；

步驟22，將處理后的所述工程參數進行傅里葉變換，使所述工程參數由時域數據變換為頻域數據，再分析所述頻域數據的頻率峰值即可得到扭力沖擊器的實時工作頻率；

步驟23，根據所述實時工作頻率判斷所述扭力沖擊器的工作狀態是否正常并得到所述判斷結果。

3.如權利要求2所述的扭力沖擊器井下工作狀態的監測方法，其特征在于，所述步驟21包括：

步驟211，將所述工程參數中的異常數據進行清洗，剔除所述工程參數中的異常值并補充所述工程參數中的缺失值；

步驟212，對清洗后的所述工程參數進行濾波處理，將所述工程參數中的高頻信號濾波，僅保留所述工程參數中的低頻信號。

4.如權利要求2所述的扭力沖擊器井下工作狀態的監測方法，其特征在于，在所述步驟23中，通過鉆井液排量計算所述扭力沖擊器正常工作時產生的沖擊頻率，如果所述實時工作頻率與所述沖擊頻率相同，即得到扭力沖擊器正常工作的判斷結果，否則得到扭力沖擊器非常工作的判斷結果。

5.如權利要求1所述的扭力沖擊器井下工作狀態的監測方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述工程參數包括軸向振動參數、切向振動參數和法向振動參數。

6.如權利要求1所述的扭力沖擊器井下工作狀態的監測方法，其特征在于，所述步驟3中，通過電磁波信號或泥漿脈沖信號的傳輸方式將所述判斷結果傳輸至地面。

7.一種扭力沖擊器井下工作狀態的監測裝置，安裝在所述扭力沖擊器上，其特征在于，所述監測裝置包括監測短節和安裝在所述監測短節上的：

振動傳感器，用于測量所述扭力沖擊器的工程參數；

處理器，與所述振動傳感器電連接并接受所述振動傳感器測量得到的所述工程參數；所述處理器還能對所述工程參數進行分析并得到分析數據，根據所述分析數據判斷所述扭力沖擊器的工作狀態是否正常并得到判斷結果；

存儲器，與所述處理器電連接并用于存儲所述工程參數；

無線發送器，與所述處理器電連接并將所述判斷結果傳輸至地面；

電池組件，分別與所述振動傳感器、所述處理器、所述存儲器和所述無線發送器電連接。

8.如權利要求7所述的扭力沖擊器井下工作狀態的監測裝置，其特征在于，所述監測短節呈筒狀，在所述監測短節的外壁上沿周向等距開設有三個安裝凹槽，各所述安裝凹槽上分別蓋設有能夠封閉所述安裝凹槽的蓋板，每兩個相鄰的所述安裝凹槽之間通過通孔相連接，所述處理器、所述存儲器和所述無線發送器集成于一核心電路板上，所述核心電路板設于一所述安裝凹槽內，所述電池組件包括兩個電池組，兩個所述電池組分別設于另外兩個所述安裝凹槽內，各所述電池組通過貫穿所述通孔的電線與所述核心電路板電連接。

9.如權利要求7所述的扭力沖擊器井下工作狀態的監測裝置，其特征在于，所述處理器包括：

信號調節模塊，與所述振動傳感器電連接并接受所述振動傳感器測量得到的所述工程參數，

濾波模塊，對所述工程參數進行預處理；

分析模塊，對預處理后的所述工程參數進行分析并得到所述分析數據，根據所述分析數據判斷所述扭力沖擊器的工作狀態是否正常并得到判斷結果。

10.一種扭力沖擊器井下工作狀態的監測系統，其特征在于，所述監測系統包括如權利要求7至9中任意一項所述的監測裝置、無線接收器和地面分析裝置，所述監測裝置能夠連接于扭力沖擊器并隨所述扭力沖擊器下入井下，所述無線接收器與所述地面分析裝置電連接且位于地面上，所述無線接收器接受所述無線發送器發送的所述判斷結果并將所述判斷結果傳輸給所述地面分析裝置。