一种井下振动冲击数据记录方法技术

本发明专利技术公开了一种井下振动冲击数据记录方法，包括：对模拟数据进行模数转换，输出采样率为f1的数字格式数据，对所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样存储处理和分析存储处理；其中抽样存储处理包括：多次抽样，输出采样率为fn的数字格式数据；将所述采样率为fn的数字格式数据连续存储至存储模块；分析存储处理包括：将述采样率为f1的数字格式数据缓存至内存中；对所述采样率为f1的数字格式数据进行分析，判断是否发生冲击事件，如果发生，则将当前内存中的数据存储至存储模块，然后跳回到缓存步骤；如果未发生，则直接跳回到缓存步骤。本发明专利技术所述振动冲击数据记录方法，可以有效降低数据存储量，同时又可以分析出振动和冲击数据特性。

【技术实现步骤摘要】
一种井下振动冲击数据记录方法
本专利技术涉及石油勘探
，尤其涉及一种井下振动冲击数据记录方法。
技术介绍
钻探作业是石油勘探开采领域最常见的工作，高效、稳定和低成本的钻探是石油工业的基础。在进行管道钻井、工程地质钻机钻进作业时，钻具的振动和冲击数据是非常重要的参数，通常需要测量并实时记录。通过对钻具震动数据的分析，能够有效保护设备中的某些仪器，通过在监测到振动高于某些量值以后，自动关闭某些功能单元，就能够避免由于受到过高振动造成损坏。同时对于震动参数的记录，也能够明确仪器损坏的原因是否是因为过度振动。进一步的，对于钻具在不同底层下的振动特性和冲击特性的分析，也能够为后续研制设计具有高振动、高冲击承受能力的仪器做参考。现有技术中，记录钻进过程中的振动和冲击数据，主要采取以下方式：对于冲击数据，井下数据采集记录单元不记录原始数据，而是实时分析处理后仅记录分析结果，如大冲击的量值、次数，这种记录方式所需存储空间较小。但由于不记录原始数据，因此无法得到原始数据来对井下钻进的冲击特性进行分析，也不能为后续设计提供参考依据。对于振动数据，井下数据采集记录单元记录原始数据，以某一固定频率连续存储原始数据，这样可以得到大振动的量值、次数，也有原始数据用于后续分析。通常，仪器单次作业时间最长可达200小时，一直连续记录存储的话，数据量非常大，对存储器的容量要求很高，尤其是能适应井下长时间高温(150℃乃至175℃)工作的存储器可选型号少，而且通常体积大、容量小，难以满足整个工作全程全部记录的要求和安装尺寸要求。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种井下振动冲击数据记录方法，能够有效地解决现有技术中对存储设备要求高的技术问题，通过本申请的一个实施例提供了一种振动冲击数据记录方法，其特征在于，包括：S1，以f1采样率对传感器输出的模拟数据进行模数转换，输出采样率为f1的数字格式数据，同时对所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样存储处理和分析存储处理；其中抽样存储处理包括：S2，对所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样，并输出采样率为f2的数字格式数据；S3，对采样率为f2的数字格式数据再进行抽样，输出采样率为f3的数字格式数据，重复抽样步骤，输出采样率为fn的数字格式数据；S4，将所述采样率为fn的数字格式数据连续存储至存储模块；S5，对所述采样率为f1至fn-1的数字格式数据进行间断存储，其中采样率为f1的数字格式数据存储时间长度为t1，采样率为f2的数字格式数据存储时间长度为t2，采样率为fn-1的数字格式数据存储时间长度为tn-1，有t1<t2<tn-1；其中分析存储处理包括：S6，将述采样率为f1的数字格式数据缓存至内存中；S7，对当前内存中缓存的所述采样率为f1的数字格式数据进行分析，得到当前的冲击状况；S8，对所述冲击状况进行分析，判断是否发生冲击事件，如果发生了冲击事件，则执行步骤S9；如果未发生冲击事件，则直接回到步骤S6；S9，将当前内存中的数据存储至存储模块，然后回到步骤S4。优选的，还包括步骤在数据存储完成后，使用专门的数据读出程序读出数据。优选的，所述模数转换通过24位高速模数转换器实现。优选的，f1＝10KHz，f2＝1KHz。优选的，所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样前还要进行抗混叠滤波。优选的，所述抗混叠滤波的截止频率为0.5*f2。优选的，所述冲击状况包括冲击量大小和冲击发生的时间。优选的，判断是否发生冲击事件方法为冲击量的大小是否大于阈值A。优选的，所述缓存数据的模式为：先进先出。优选的，所述存储模块为高温大容量flash存储器。与传统的连续存储格式相比，本专利技术实施例所述的井下振动冲击数据记录方法，通过产生2种采样率的数据流，并对不同采样率的数据流使用不同的存储策略，低采样率数据连续存储，高采样率数据则先缓存，在冲击发生时，存储冲击发生前后一段时间的数据，这样可以有效降低数据存储量，同时又可以分析出振动和冲击数据特性，尤其是频谱特性，在充分保留了原始数据信息的情况下，极大的降低了对存储设备的要求，尤其适用于地下环境温度、压力均较大，对设备性能要求极高的极深层钻探作业，符合国家向深地进军的要求。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一个实施例提供的一种振动冲击数据记录方法示意图。图2为本专利技术的一个实施例提供的多种采样率数据存储时间示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。钻井过程中产生的冲击信号具有频率高(可达几百甚至2kHz)，持续时间短的特征。若要分析其特性，根据数据采样定律，则采样频率必须要更高(至少是冲击信号频率的2倍)，而石油勘探领域的振动信号能量主要集中在100Hz以下，因此若用适于记录振动数据的低采样率来记录数据，则无法记录冲击信号的特性，因此本领域技术人员通常采用较高采样率记录冲击和振动信号，但这样就存在采样率过高，数据大量冗余，存储器难以容纳的问题。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种井下振动冲击数据记录方法，包括：S1，以f1采样率对传感器输出的模拟数据进行模数转换，输出采样率为f1的数字格式数据。在本专利技术的一个实施例中，为了保证响应速率，模数转换通过高速模数转换器(ADC)进行，优选的，所述高速ADC的最高采样率为100kSps。进一步优选的，为了提高采样精度，所述高速ADC为24位ADC。所述f1采样率的频率范围为500Hz-20kHz，针对石油勘探领域的钻井振动数据记录的特点，优选的是10kHz。在步骤S1完成后，分别对所述采样率为f1的数字格式数据进行两种处理，一种为抽样存储处理，包括步骤S2-S3，一种为分析存储处理，包括步骤S4-S7，这两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下振动冲击数据记录方法，其特征在于，包括：S1，以f1采样率对传感器输出的模拟数据进行模数转换，输出采样率为f1的数字格式数据，同时对所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样存储处理和分析存储处理；其中抽样存储处理包括：S2，对所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样，并输出采样率为f2的数字格式数据；S3，对采样率为f2的数字格式数据再进行抽样，输出采样率为f3的数字格式数据，重复抽样步骤，输出采样率为fn的数字格式数据；S4，将所述采样率为fn的数字格式数据连续存储至存储模块；S5，对所述采样率为f1至fn‑1的数字格式数据进行间断存储，其中采样率为f1的数字格式数据存储时间长度为t1，采样率为f2的数字格式数据存储时间长度为t2，采样率为fn‑1的数字格式数据存储时间长度为tn‑1，有t1

【技术特征摘要】
1.一种井下振动冲击数据记录方法，其特征在于，包括：S1，以f1采样率对传感器输出的模拟数据进行模数转换，输出采样率为f1的数字格式数据，同时对所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样存储处理和分析存储处理；其中抽样存储处理包括：S2，对所述采样率为f1的数字格式数据进行抽样，并输出采样率为f2的数字格式数据；S3，对采样率为f2的数字格式数据再进行抽样，输出采样率为f3的数字格式数据，重复抽样步骤，输出采样率为fn的数字格式数据；S4，将所述采样率为fn的数字格式数据连续存储至存储模块；S5，对所述采样率为f1至fn-1的数字格式数据进行间断存储，其中采样率为f1的数字格式数据存储时间长度为t1，采样率为f2的数字格式数据存储时间长度为t2，采样率为fn-1的数字格式数据存储时间长度为tn-1，有t1<t2<tn-1；其中分析存储处理包括：S6，将述采样率为f1的数字格式数据缓存至内存中；S7，对当前内存中缓存的所述采样率为f1的数字格式数据进行分析，得到当前的冲击状况；S8，对所述冲击状况进行分析，判...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中兴，杨永友，底青云，王自力，陈文轩，张天信，洪林峰，谢棋军，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11