一種測(cè)量鉆鋌軸心振動(dòng)幅度的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種測(cè)量鉆鋌軸心振動(dòng)幅度的方法和裝置，包括：采集鉆鋌上同一橫截面相對(duì)稱的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度，并采集該橫截面上任意一點(diǎn)的大地磁感應(yīng)強(qiáng)度；根據(jù)采集得到的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度和大地磁感應(yīng)強(qiáng)度，獲取鉆鋌軸心上質(zhì)點(diǎn)在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的絕對(duì)加速度；根據(jù)獲得的絕對(duì)加速度獲取質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉆鋌軸心的振動(dòng)幅度的實(shí)時(shí)測(cè)量。
【專利說明】—種測(cè)量鉆挺軸心振動(dòng)幅度的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井中隨鉆振動(dòng)測(cè)量技術(shù)，尤指一種測(cè)量鉆鋌軸心振動(dòng)幅度的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)對(duì)石油資源不斷增長(zhǎng)的需求，以及面對(duì)地下淺層石油儲(chǔ)層儲(chǔ)能日益枯竭的嚴(yán)酷現(xiàn)實(shí)，對(duì)當(dāng)前石油勘探及鉆井、測(cè)井技術(shù)提出了更高的要求。隨鉆振動(dòng)測(cè)量技術(shù)因?yàn)槠淇梢栽阢@井的過程中提供實(shí)時(shí)的地層評(píng)價(jià)結(jié)果的特點(diǎn)，受到了世界各國(guó)石油采掘業(yè)的重視和發(fā)展。
[0003]現(xiàn)有的隨鉆振動(dòng)測(cè)量技術(shù)通常利用光學(xué)或磁通量測(cè)量技術(shù)，將傳感器安裝在距離被測(cè)振動(dòng)部件一定距離處，通過測(cè)量傳感器到被測(cè)部件之間的距離變化，得到隨機(jī)振動(dòng)部件的幅度變化。然而在隨鉆測(cè)井中測(cè)量?jī)x器包括傳感器只能安裝在鉆鋌中，因此傳統(tǒng)幅度測(cè)量技術(shù)不能被應(yīng)用在隨鉆測(cè)井中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種測(cè)量鉆鋌軸心振動(dòng)幅度的方法和裝置，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量鉆鋌軸心的振動(dòng)幅度。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種測(cè)量鉆鋌軸心振動(dòng)幅度的方法，包括:
[0006]采集鉆鋌上同一橫截面相對(duì)稱的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度，并采集該橫截面上任意一點(diǎn)的大地磁感應(yīng)強(qiáng)度；
[0007]根據(jù)采集得到的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度和大地磁感應(yīng)強(qiáng)度，獲取鉆鋌軸心上質(zhì)點(diǎn)在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的絕對(duì)加速度；
[0008]根據(jù)獲得的絕對(duì)加速度獲取質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度。
[0009]優(yōu)選地，所述根據(jù)采集得到的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度和大地磁感應(yīng)強(qiáng)度，獲取鉆鋌軸心上質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)加速度包括:
[0010]根據(jù)所述大地磁感應(yīng)強(qiáng)度將所述即時(shí)加速度轉(zhuǎn)換為所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度；根據(jù)所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度獲取所述絕對(duì)加速度。
[0011]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述大地磁感應(yīng)強(qiáng)度將所述即時(shí)加速度轉(zhuǎn)換為所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度包括:
[0012]將所述即時(shí)加速度轉(zhuǎn)換為動(dòng)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度，所述動(dòng)坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸的方向與其中一個(gè)加速度計(jì)的三個(gè)坐標(biāo)軸的方向相同；

[0013]再根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量鉆鋌軸心振動(dòng)幅度的方法，其特征在于，包括: 采集鉆鋌上同一橫截面相對(duì)稱的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度，并采集該橫截面上任意一點(diǎn)的大地磁感應(yīng)強(qiáng)度； 根據(jù)采集得到的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度和大地磁感應(yīng)強(qiáng)度，獲取鉆鋌軸心上質(zhì)點(diǎn)在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的絕對(duì)加速度； 根據(jù)獲得的絕對(duì)加速度獲取質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)采集得到的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度和大地磁感應(yīng)強(qiáng)度，獲取鉆鋌軸心上質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)加速度包括: 根據(jù)所述大地磁感應(yīng)強(qiáng)度將所述即時(shí)加速度轉(zhuǎn)換為所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度；根據(jù)所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度獲取所述絕對(duì)加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述大地磁感應(yīng)強(qiáng)度將所述即時(shí)加速度轉(zhuǎn)換為所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度包括: 將所述即時(shí)加速度轉(zhuǎn)換為動(dòng)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度，所述動(dòng)坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸的方向與其中一個(gè)加速度計(jì)的三個(gè)坐標(biāo)軸的方向相同； 再根據(jù)公式
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度獲取所述絕對(duì)加速度包括: 將所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度和所述絕對(duì)加速度分別分解為對(duì)應(yīng)的牽連加速度和相對(duì)旋轉(zhuǎn)加速度；所述絕對(duì)加速度對(duì)應(yīng)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)加速度為O ; 根據(jù)公式
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)獲得的絕對(duì)加速度獲取質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度包括: 對(duì)于所述絕對(duì)加速度每一個(gè)坐標(biāo)軸分量，將各分量分別分解為各簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)應(yīng)的加速度； 根據(jù)各簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)應(yīng)的加速度獲取各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的幅度； 將所述各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的幅度合成獲取所述軸心上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述將各分量分別分解為各簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)應(yīng)的加速度包括: 對(duì)所述各分量的坐標(biāo)值做離散傅里葉變換得到各分量各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅、頻率和相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)應(yīng)的加速度獲取各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的幅度包括: 根據(jù)公式為=44 +42得到各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的幅度;其中，Ak為第k個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)幅度，ak為第k個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅的實(shí)部，bk為第k個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅的虛部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述將所述各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的幅度合成獲取所述軸心上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度包括: 根據(jù)所述各簡(jiǎn)諧波的幅度和簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成公式得到對(duì)應(yīng)的各分量的幅度，根據(jù)向量合成原理將所述各分量的幅度合成為所述軸心上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)所述絕對(duì)加速度獲取所述質(zhì)點(diǎn)的位移； 根據(jù)獲得的所述質(zhì)點(diǎn)的位移獲取所述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述絕對(duì)加速度獲取所述質(zhì)點(diǎn)的位移包括: 將所述絕對(duì)加速度各分量進(jìn)行二重積分得到所述質(zhì)點(diǎn)各分量的位移； 采用向量合成方法將得到的各分量的位移合成得到所述質(zhì)點(diǎn)的位移。
11.一種測(cè)量鉆鋌軸心振動(dòng)幅度的裝置，其特征在于，至少包括: 采集模塊，用于采集鉆鋌上同一橫截面相對(duì)稱的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度，并采集該橫截面上任意一點(diǎn)的大地磁感應(yīng)強(qiáng)度； 絕對(duì)加速度獲取模塊，用于根據(jù)采集得到的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度和大地磁感應(yīng)強(qiáng)度，獲取鉆鋌軸心上質(zhì)點(diǎn)在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的絕對(duì)加速度； 幅度獲取模塊，用于根據(jù)獲得的絕對(duì)加速度獲取質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述采集模塊包括: 兩個(gè)加速度計(jì)，分別用于采集所述鉆鋌上同一橫截面相對(duì)稱的兩點(diǎn)的即時(shí)加速度； 磁力計(jì)，用于采集所述橫截面上任意一點(diǎn)的大地磁感應(yīng)強(qiáng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述絕對(duì)加速度獲取模塊，具體用于: 根據(jù)所述磁感應(yīng)強(qiáng)度將所述即時(shí)加速度轉(zhuǎn)換為所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度；根據(jù)所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的即時(shí)加速度獲取所述絕對(duì)加速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述幅度獲取模塊，具體用于: 將所述絕對(duì)加速度分解為各簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)應(yīng)的加速度；根據(jù)各簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)應(yīng)的加速度獲取各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的幅度；將所述各簡(jiǎn)諧振動(dòng)的幅度合成獲取所述軸心上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括:位移獲取模塊，用于根據(jù)所述絕對(duì)加速度獲取所述質(zhì)點(diǎn)的位移； 運(yùn)動(dòng)軌跡獲取模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)獲得的所述質(zhì)點(diǎn)的位移獲取所述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
【文檔編號(hào)】G01H11/02GK103884420SQ201410137021
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】張嘉偉, 宋公仆, 程晶晶, 孫豫斌 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司