一种模块化井下钻柱多点振动测量系统及测量方法技术方案

一种模块化井下钻柱多点振动测量系统及测量方法。系统由安装在井下钻具组合不同位置上的1～N个钻柱振动测量短节构成，钻柱振动测量短节用于测量、采集、存储所述井下钻具组合产生的振动信息，N由所需测量位置数目决定。本发明专利技术效果：将振动测量电路集成到独立短节上，可根据井下钻柱不同位置测量的需要，安装在某一或多个位置上进行多点测量，同时振动电路采用独立电源供电、独立芯片进行数据处理，随钻测量，钻后分析，与国外技术中仅进行单点测量、集成功能复杂、需外接MWD上传数据相比，本发明专利技术提出的方法步骤简单、无需改变钻柱结构尺寸和当前工艺流程，稳定性、操控性好，具有创新性和较好的实用价值。

A modular multipoint vibration measurement system and measurement method for downhole drill string

A multi-point vibration measurement system and measurement method for the modular downhole drill string. The system is composed of 1 to N drill string vibration measurement nodes installed on different positions of downhole drilling assembly. Drill string vibration measurement section is used to measure, collect and store vibration information produced by downhole drilling assembly. N is determined by the number of measured positions. The effect of the invention: vibration measurement circuit integrated into independent short, according to the needs of different downhole drilling string position measurement, installation in one or more locations for multi-point measurement, and vibration circuit adopts independent power supply, independent chip for data processing, measurement while drilling, drilling and analysis, and foreign technology only a single point measurement, integrated complex function and external MWD upload data compared to the method proposed is simple, no need to change the drill string structure size and the current process, stability, good maneuverability, innovative and practical.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化井下钻柱多点振动测量系统及测量方法
本专利技术属于石油天然气钻井
，特别是涉及一种模块化井下钻柱多点振动测量系统及测量方法。
技术介绍
在钻井过程中，钻头与地层的冲击、钻头的偏心钻进、钻柱与井壁之间的摩擦碰撞，都会产生强烈的振动。钻柱振动信号包含了大量的钻井工况信息，通过采集这些振动数据，分析钻柱振动机理并做出合理的故障诊断，对于减少钻井事故、优化钻井参数、提高钻进速度都具有非常重要的意义。国外早在20世纪60年代就开始了振动信号测量技术的研究并取得了丰硕的技术成果，国内对井下振动测量的研究始于20世纪80年代，取得的成果主要是通过建立理想的模型和理论计算得到的，还没有实用的井下振动测量工具，相对国外还有相当的差距。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种模块化井下钻柱多点振动测量系统及测量方法，实现井下钻柱多轴振动数据的获取与分析。为了达到上述目的，本专利技术提供的模块化井下钻柱多点振动测量系统由安装在井下钻具组合不同位置上的1～N个钻柱振动测量短节构成，所述井下钻具组合作为振动源，在钻井过程中产生轴向、径向和扭转振动，所述钻柱振动测量短节用于测量、采集、存储所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化井下钻柱多点振动测量系统，其特征在于：所述的模块化井下钻柱多点振动测量系统由安装在井下钻具组合(100)不同位置上的1～N个钻柱振动测量短节(200)构成，所述井下钻具组合(100)作为振动源，在钻井过程中产生轴向、径向和扭转振动，所述钻柱振动测量短节(200)用于测量、采集、存储所述井下钻具组合(100)产生的振动信息，N由所需测量位置数目决定。

【技术特征摘要】
1.一种模块化井下钻柱多点振动测量系统，其特征在于：所述的模块化井下钻柱多点振动测量系统由安装在井下钻具组合(100)不同位置上的1～N个钻柱振动测量短节(200)构成，所述井下钻具组合(100)作为振动源，在钻井过程中产生轴向、径向和扭转振动，所述钻柱振动测量短节(200)用于测量、采集、存储所述井下钻具组合(100)产生的振动信息，N由所需测量位置数目决定。2.根据权利要求1所述的模块化井下钻柱多点振动测量系统，其特征在于：所述钻柱振动测量短节(200)包括钻柱振动测量壳体(210)、钻柱振动测量电路封装壳体(211)、钻柱振动测量电路(212)，所述钻柱振动测量壳体(210)为内通径外壳，其外壁设有带盖板的电路仓；钻柱振动测量壳体(210)用于安装所述钻柱振动测量电路封装壳体(211)，同时提供与所述井下钻具组合(100)的机械连接端口，所述钻柱振动测量电路封装壳体(211)用于固定安装所述钻柱振动测量电路(212)，所述钻柱振动测量电路封装壳体(211)放入所述钻柱振动测量壳体(210)上的电路仓中，由盖板压紧固定，所述钻柱振动测量电路(212)用于测量、采集、存储所述井下钻具组合(100)产生的振动信号，其密闭封装于所述钻柱振动测量电路封装壳体(211)中，上述结构使得所述钻柱振动测量电路(212)独立于所述钻柱振动测量壳体(210)，钻柱振动测量壳体(210)独立于所述井下钻具组合(100)，实现分离式模块化设计。3.根据权利要求2所述的模块化井下钻柱多点振动测量系统，其特征在于：所述钻柱振动测量电路(212)包括钻柱振动测量单元(2121)、振动信号调理单元(2122)、井下控制单元(2123)、振动信号存储单元(2124)、数据通信单元(2125)、井下电源管理单元(2126)，其中：钻柱振动测量单元(2121)和振动信号调理单元(2122)连接，井下控制单元(2123)分别与振动信号调理单元(2122)、振动信号存储单元(2124)和数据通信单元(2125)连接，井下电源管理单元(2126)分别与钻柱振动测量单元(2121)、振动信号调理单元(2122)、井下控制单元(2123)、振动信号存储单元(2124)和数据通信单元(2125)连接，数据通信单元(2125)与地面设备(300)连接。4.根据权利要求3所述的模块化井下钻柱多点振动测量系统，其特征在于：所述钻柱振动测量电路(212)中的井下控制单元(2123)包括微处理器U1及其外围电路，微处理器U1选用PIC18F系列单片机，外围电路中的第一电阻R1的一端连接直流3.3V电源VDD3.3，另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接微处理器U1的可编程控制引脚MCLR，第一电容C1的一端与第一电阻R1和第二电阻R2的连接点连接，第一电容C1另一端接地，第二电容C2的一端连接微处理器U1的VCPP引脚，另一端接地，第一晶振Y1的第一端连接微处理器U1的OSC1引脚，第一晶振Y1的第二端连接微处理器U1的OSC2引脚，第三电容C3的一端连接微处理器U1的OSC1引脚，另一端接地，第四电容C4的一端连接微处理器U1的OSC2引脚，另一端接地，第五电容C5的一端连接直流3.3V电源VDD3.3，另一端接地，微处理器U1的电源引脚VDD连接直流3.3V电源VDD3.3，微处理器的VSS引脚接地。5.根据权利要求3所述的模块化井下钻柱多点振动测量系统，其特征在于：所述钻柱振动测量电路(212)中的振动信号存储单元(2124)包括存储芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍辉，陈世春，冯强，雷中清，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12