本发明专利技术提出了一种扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统，涉及油气勘探技术领域，该监测方法包括：步骤1，在井下测量扭力冲击器的工程参数并对所述工程参数进行存储；步骤2，在井下对所述工程参数进行分析并得到所述分析数据，再根据所述分析数据判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到判断结果；步骤3，将所述判断结果传输至地面。本发明专利技术提出的扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统能够快速地获得扭力冲击器的工作状态。系统能够快速地获得扭力冲击器的工作状态。系统能够快速地获得扭力冲击器的工作状态。
【技术实现步骤摘要】
扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统
[0001]本专利技术涉及油气勘探
，特别涉及一种扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统。
技术介绍
[0002]随着石油钻井技术的不断发展，深井、超深井大量增多，遭遇“三高地层”(岩石硬度高、岩石可钻性极值高、岩石研磨性高)的可能性越来越大。在对上述“三高地层”钻井过程中采用常规钻井方法时容易出现粘滑振动现象，严重制约了深部硬质地层机械钻速的提升。通过对粘滑振动的抑制方法进行了深入的研究，发现扭力冲击钻井技术是抑制钻头粘滑的有效方法之一，该技术依托所研制的扭力冲击器，给钻头提供高频低幅的扭转冲击，改善钻头的切削状态，同时增大切削扭矩，实现快速破岩。
[0003]现有的扭力冲击器已经是一个较为成熟的钻井提速技术，近年来，扭力冲击器在钻井中的使用提升了钻井效率。但是，扭力冲击器的品类众多，质量也参差不齐，不同类型的扭力冲击器在不同深度的井段，不同岩性条件下的使用效果差异较大。如果不能监测扭力冲击器的工作状态，则无法准确判断扭力冲击器是否在正常工作；同时，扭力冲击器工作效率也无法通过井下数据直接表示。
[0004]现有技术中，对扭力冲击器井下工作状态进行监测的方法有限，钻井人员往往无法准确判断扭力冲击器是否在正常工作，极大的限制了扭力冲击器的进一步发展。
[0005]有鉴于此，本专利技术人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统，以期解决现有技术存在的问题。
专利
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统，能够快速地获得扭力冲击器的工作状态。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提出一种扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其中，所述监测方法包括：
[0008]步骤1，在井下测量扭力冲击器的工程参数并对所述工程参数进行存储；
[0009]步骤2，在井下对所述工程参数进行分析并得到分析数据，再根据所述分析数据判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到判断结果；
[0010]步骤3，将所述判断结果传输至地面。
[0011]如上所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其中，所述步骤2包括：
[0012]步骤21，对测量得到的所述工程参数进行预处理；
[0013]步骤22，将处理后的所述工程参数进行傅里叶变换，使所述工程参数由时域数据变换为频域数据，再分析所述频域数据的频率峰值即可得到扭力冲击器的实时工作频率；
[0014]步骤23，根据所述实时工作频率判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到
所述判断结果。
[0015]如上所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其中，所述步骤21包括：
[0016]步骤211，将所述工程参数中的异常数据进行清洗，剔除所述工程参数中的异常值并补充所述工程参数中的缺失值；
[0017]步骤212，对清洗后的所述工程参数进行滤波处理，将所述工程参数中的高频信号滤波，仅保留所述工程参数中的低频信号。
[0018]如上所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其中，在所述步骤23中，通过钻井液排量计算所述扭力冲击器正常工作时产生的冲击频率，如果所述实时工作频率与所述冲击频率相同，即得到扭力冲击器正常工作的判断结果，否则得到扭力冲击器非常工作的判断结果。
[0019]如上所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其中，在所述步骤1中，所述工程参数包括轴向振动参数、切向振动参数和法向振动参数。
[0020]如上所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其中，所述步骤3中，通过电磁波信号或泥浆脉冲信号的传输方式将所述判断结果传输至地面。
[0021]本专利技术还提出一种扭力冲击器井下工作状态的监测装置，安装在扭力冲击器上，其中，所述监测装置包括监测短节和安装在所述监测短节上的：
[0022]振动传感器，用于测量所述扭力冲击器的工程参数；
[0023]处理器，与所述振动传感器电连接受所述振动传感器测量得到的所述工程参数；所述处理器还能对所述工程参数进行分析并得到分析数据，根据所述分析数据判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到判断结果；
[0024]存储器，与所述处理器电连接并用于存储所述工程参数；
[0025]无线发送器，与所述处理器电连接并将所述判断结果传输至地面；
[0026]电池组件，分别与所述振动传感器、所述处理器、所述存储器和所述无线发送器电连接。
[0027]如上所述的扭力冲击器井下工作状态的监测装置，其中，所述监测短节呈筒状，在所述监测短节的外壁上沿周向等距开设有三个安装凹槽，各所述安装凹槽上分别盖设有能够封闭所述安装凹槽的盖板，每两个相邻的所述安装凹槽之间通过通孔相连接，所述处理器、所述存储器和所述无线发送器集成于一核心电路板上，所述核心电路板设于一所述安装凹槽内，所述电池组件包括两个电池组，两个所述电池组分别设于另外两个所述安装凹槽内，各所述电池组通过贯穿所述通孔的电线与所述核心电路板电连接。
[0028]如上所述的扭力冲击器井下工作状态的监测装置，其中，所述处理器包括：
[0029]信号调节模块，与所述振动传感器电连接并接受所述振动传感器测量得到的所述工程参数，
[0030]滤波模块，对所述工程参数进行预处理；
[0031]分析模块，对预处理后的所述工程参数进行分析并得到所述分析数据，根据所述分析数据判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到判断结果。
[0032]本专利技术还提出一种扭力冲击器井下工作状态的监测系统，其中，所述监测系统包括如上所述的监测装置、无线接收器和地面分析装置，所述监测装置能够连接于扭力冲击器并随所述扭力冲击器下入井下，所述无线接收器设于钻杆上并与所述地面分析装置电连
接，所述无线接收器接受所述无线发送器发送的所述判断结果并将所述判断结果传输给所述地面分析装置。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下特点和优点：
[0034]本专利技术提出的扭力冲击器井下工作状态的监测方法、监测装置及监测系统，对扭力冲击器的各项工程参数在井下进行数据分析，仅将扭力冲击器是否正常工作的判断结果实时发送至地面，无线发射器所需发射的数据量少，不易中断，便于地面接受；同时，监测装置还能记录各工程参数，在扭力冲击器使用完成升至地面后，工作人员还能通过存储器内存储的工程参数对记录的工程参数进行详细分析，以为扭力冲击器的优化提供数据支撑，有助于后续对扭力冲击器优化和改进。
附图说明
[0035]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：步骤1，在井下测量扭力冲击器的工程参数并对所述工程参数进行存储；步骤2，在井下对所述工程参数进行分析并得到分析数据，再根据所述分析数据判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到判断结果；步骤3，将所述判断结果传输至地面。2.如权利要求1所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤21，对测量得到的所述工程参数进行预处理；步骤22，将处理后的所述工程参数进行傅里叶变换，使所述工程参数由时域数据变换为频域数据，再分析所述频域数据的频率峰值即可得到扭力冲击器的实时工作频率；步骤23，根据所述实时工作频率判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到所述判断结果。3.如权利要求2所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其特征在于，所述步骤21包括：步骤211，将所述工程参数中的异常数据进行清洗，剔除所述工程参数中的异常值并补充所述工程参数中的缺失值；步骤212，对清洗后的所述工程参数进行滤波处理，将所述工程参数中的高频信号滤波，仅保留所述工程参数中的低频信号。4.如权利要求2所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其特征在于，在所述步骤23中，通过钻井液排量计算所述扭力冲击器正常工作时产生的冲击频率，如果所述实时工作频率与所述冲击频率相同，即得到扭力冲击器正常工作的判断结果，否则得到扭力冲击器非常工作的判断结果。5.如权利要求1所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述工程参数包括轴向振动参数、切向振动参数和法向振动参数。6.如权利要求1所述的扭力冲击器井下工作状态的监测方法，其特征在于，所述步骤3中，通过电磁波信号或泥浆脉冲信号的传输方式将所述判断结果传输至地面。7.一种扭力冲击器井下工作状态的监测装置，安装在所述扭力冲击器上，其特征在于，所述监测装置包括监测短节和安...
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，查春青，李玉梅，刘奕呈，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：
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