[發(fā)明專利]用于檢測鉆柱的接頭的狀態(tài)的方法和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202180081718.6
• 申請(qǐng)日: 2021-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN116547441A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬蒂亞斯·約特貝里;塞繆爾·恩布盧姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安百拓鑿巖有限公司
• 主分類號(hào): E21B44/00
• 分類號(hào): E21B44/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王偉楠;何方

1.一種用于確定鉆機(jī)(100)的鉆柱(107)的至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)的狀態(tài)的方法，所述鉆機(jī)(100)包括：沖擊裝置(105)，所述沖擊裝置(105)包括用于將沖擊波引入到所述鉆柱(107)中的沖擊元件(115)；以及傳感器(209)，所述傳感器(209)用于感測由所述沖擊元件(115)的沖擊引起的所述鉆柱(107)中的應(yīng)力波，所述方法包括當(dāng)所述沖擊元件(115)將應(yīng)力波引入到所述鉆柱(107)中時(shí)進(jìn)行以下操作：

確定由所述沖擊元件(115)引起的入射應(yīng)力波的表示；

確定反射波的表示，所述反射波表示所述入射應(yīng)力在到達(dá)所述至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)時(shí)的反射；

估計(jì)所述至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)的剛度，通過估計(jì)由所述入射波施加在所述至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)上的力和由所述力引起的位移來估計(jì)所述剛度，以及

基于所估計(jì)的剛度生成表示所述至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)的狀態(tài)的信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

通過將所述入射波和所述反射波的和乘以所述鉆柱(107)的部件的橫截面積(A_joint，A_rod)來估計(jì)所述力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括在估計(jì)所述接頭的剛度之前進(jìn)行以下操作：

對(duì)所述入射應(yīng)力波的表示和所述反射應(yīng)力波的表示中的至少一者進(jìn)行濾波。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，還包括：

在估計(jì)所述接頭的剛度之前，去除所述入射波和/或所述反射波的表示中的偏移，所述偏移與由所述鉆柱(107)中的其他反射引起的信號(hào)電平有關(guān)(107)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，還包括：

將所述剛度估計(jì)為由所述入射波施加在所述至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)上的力的變化相對(duì)于由所述力引起的所述接頭的位移的變化。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括：

當(dāng)力的變化相對(duì)于位移的變化超過閾值時(shí)，確定所述接頭被擰緊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，還包括：

監(jiān)測所述至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)的估計(jì)剛度，以及

借助于鉆機(jī)控制系統(tǒng)基于所監(jiān)測的所述至少一個(gè)接頭(205，206，207，208)的估計(jì)剛度來調(diào)整一個(gè)或更多個(gè)鉆探控制參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，還包括：

估計(jì)所述鉆柱(107)的所述接頭(205，206，207，208)中的多個(gè)接頭或全部接頭的剛度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，還包括當(dāng)所有接頭(205，206，207，208)都要被松動(dòng)時(shí)進(jìn)行以下操作：

借助于對(duì)所述接頭(205，206，207，208)的剛度的估計(jì)，確定所有接頭(205，206，207，208)是否都松動(dòng)，以及

當(dāng)確定所有接頭(205，206，207，208)都松動(dòng)時(shí)，生成信號(hào)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括：

借助于鉆機(jī)控制系統(tǒng)控制所述沖擊元件(115)向所述鉆柱(107)施加沖擊，

借助于對(duì)所述接頭(205，206，207，208)的剛度的估計(jì)來持續(xù)地確定所有接頭(205，206，207，208)是否都松動(dòng)，以及

當(dāng)確定所有接頭(205，206，207，208)都松動(dòng)時(shí)，停止向所述鉆柱(107)施加沖擊。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，還包括通過估計(jì)所述傳感器(209)在時(shí)間上何時(shí)能夠檢測到源自特定接頭的反射來確定所述接頭的狀態(tài)。