本申请公开了一种振动粘滑测量短节方法及装置，通过计算粘滑和振动来确定钻具工况，粘滑是通过连续获取磁阻传感器的多个位置坐标，根据位置坐标计算磁力工具面和转速，再根据转速计算出粘滑的；振动是通过采用三轴加速度传感器进行采样并计算出三轴振动和振动有效值来确定振动等级的。本申请提供的振动粘滑测量短节方法及装置，可以监控钻具的工况，进而能提前采取措施，避免或者减少钻井损失。避免或者减少钻井损失。避免或者减少钻井损失。
【技术实现步骤摘要】
振动粘滑测量短节方法及装置
[0001]本申请涉及钻井安全
，具体涉及一种振动粘滑测量短节方法及装置。
技术介绍
[0002]随着石油工业技术的发展以及社会对油气资源需求的增长，石油钻采逐渐向深部地层和深海海域发展。在深井钻井中，随着井深增加，井底围压使岩层硬度增大，塑性增强；同时深井钻井穿过多套压力地层，跨越地质年代较多，相应地质条件复杂。随着钻柱长度的增加，钻柱的等效扭转刚度降低，传递转矩不足，在钻柱、钻头与井壁、井底的摩擦作用下，钻柱系统极易产生粘滑振动。
[0003]粘滑振动过程中井下钻柱的扭矩通常波动较大，不仅会大幅度降低钻井效率，也会威胁到钻井安全，甚至可能达到钻杆接头丝扣的极限扭矩而导致钻具断裂，可见振动粘滑对钻头和钻柱有严重的破坏性。
技术实现思路
[0004]为此，本申请提供一种振动粘滑测量短节方法及装置，以解决现有技术存在的粘滑振动造成的钻井效率低和存在安全隐患的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0006]一种振动粘滑测量短节方法，包括：
[0007]连续获取磁阻传感器的多个位置坐标；
[0008]根据第一公式计算磁力工具面MTF；
[0009]所述第一公式为：MTF＝arctan(
‑
My/Mx)+MTF0，其中，M为磁阻传感器，Mx、My分别为磁阻传感器的X、Y坐标；当Mx>0，My<0时，MTF0＝0；当Mx>0，My>0时，MTF0＝2π；当Mx<0时，MTF0＝π；
[0010]根据第二公式计算转速；
[0011]所述第二公式为：RPM＝ΔMTF
÷
2π
÷
50
×
60000，其中，ΔMTF为两次磁力工具面MTF的差值；
[0012]根据第三公式计算出粘滑并确定粘滑等级；
[0013]所述第三公式为：(最大转速
‑
最小转速)/(2
×
平均转速)
×
100％；
[0014]通过三轴加速度传感器获取钻具位置坐标；
[0015]计算三轴振动，所述三轴振动包括横向振动；
[0016]所述横向振动为：
[0017]计算横向振动最大值、横向振动有效值、轴向振动最大值和轴向振动有效值并确定振动等级；
[0018]所述横向振动有效值为：
[0019]所述纵向振动有效值为：
[0020]根据所述粘滑等级和所述振动等级确定钻具工况。
[0021]进一步的，所述磁阻传感器的型号为HMC1052L。
[0022]进一步的，所述获取磁阻传感器的位置坐标时获取5个位置坐标。
[0023]进一步的，所述转速每隔50ms计算一次。
[0024]进一步的，所述三轴加速度传感器的型号为ADXL357。
[0025]进一步的，所述三轴加速度传感器的测量范围为0～40g。
[0026]第二方面，一种振动粘滑测量短节装置，包括：
[0027]磁阻传感器位置获取模块，用于连续获取磁阻传感器的多个位置坐标；
[0028]磁力工具面计算模块，用于根据第一公式计算磁力工具面MTF；
[0029]所述第一公式为：MTF＝arctan(
‑
My/Mx)+MTF0，其中，M为磁阻传感器，Mx、My分别为磁阻传感器的X、Y坐标；当Mx>0，My<0时，MTF0＝0；当Mx>0，My>0时，MTF0＝2π；当Mx<0时，MTF0＝π；
[0030]转速计算模块，用于根据第二公式计算转速；
[0031]所述第二公式为：RPM＝ΔMTF
÷
2π
÷
50
×
60000，其中，ΔMTF为两次磁力工具面MTF的差值；
[0032]粘滑计算模块，用于根据第三公式计算出粘滑并确定粘滑等级；
[0033]所述第三公式为：(最大转速
‑
最小转速)/(2
×
平均转速)
×
100％；
[0034]钻具位置获取模块，用于通过三轴加速度传感器获取钻具位置坐标；
[0035]三轴振动计算模块，用于计算三轴振动，所述三轴振动包括横向振动；
[0036]所述横向振动为：
[0037]有效值计算模块，用于计算横向振动最大值、横向振动有效值、轴向振动最大值和轴向振动有效值并确定振动等级；
[0038]所述横向振动有效值为：
[0039]所述纵向振动有效值为：
[0040]钻具工况确定模块，用于根据所述粘滑等级和所述振动等级确定钻具工况。
[0041]第三方面，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现振动粘滑测量短节方法的步骤。
[0042]第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现振动粘滑测量短节方法的步骤。
[0043]相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0044]本申请提供了一种振动粘滑测量短节方法及装置，通过计算粘滑和振动来确定钻具工况，粘滑是通过连续获取磁阻传感器的多个位置坐标，根据位置坐标计算磁力工具面和转速，再根据转速计算出粘滑的；振动是通过采用三轴加速度传感器进行采样并计算出三轴振动和振动有效值来确定振动等级的。本申请提供的振动粘滑测量短节方法及装置，可以监控钻具的工况，进而提前采取措施，避免或者减少钻井损失。
附图说明
[0045]为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
[0046]图1为本申请实施例一提供的一种振动粘滑测量短节方法流程图。
具体实施方式
[0047]以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。
[0048]在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
[0049]本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种振动粘滑测量短节方法，其特征在于，包括：连续获取磁阻传感器的多个位置坐标；根据第一公式计算磁力工具面MTF；所述第一公式为：MTF＝arctan(
‑
My/Mx)+MTF0，其中，M为磁阻传感器，Mx、My分别为磁阻传感器的X、Y坐标；当Mx>0，My<0时，MTF0＝0；当Mx>0，My>0时，MTF0＝2π；当Mx<0时，MTF0＝π；根据第二公式计算转速；所述第二公式为：RPM＝ΔMTF
÷
2π
÷
50
×
60000，其中，ΔMTF为两次磁力工具面MTF的差值；根据第三公式计算出粘滑并确定粘滑等级；所述第三公式为：(最大转速
‑
最小转速)/(2
×
平均转速)
×
100％；通过三轴加速度传感器获取钻具位置坐标；计算三轴振动，所述三轴振动包括横向振动；所述横向振动为：计算横向振动最大值、横向振动有效值、轴向振动最大值和轴向振动有效值并确定振动等级；所述横向振动有效值为：所述轴向振动有效值为：根据所述粘滑等级和所述振动等级确定钻具工况。2.根据权利要求1所述的振动粘滑测量短节方法，其特征在于，所述磁阻传感器的型号为HMC1052L。3.根据权利要求1所述的振动粘滑测量短节方法，其特征在于，所述获取磁阻传感器的位置坐标时获取5个位置坐标。4.根据权利要求1所述的振动粘滑测量短节方法，其特征在于，所述转速每隔50ms计算一次。5.根据权利要求1所述的振动粘滑测量短节方法，其特征在于，所述三轴加速度传感器的型号为ADXL357。6.根据权利要求5所述的振动粘滑测量短节方法，其特征在于，所述三轴加速度传感器的测量范围为0～40...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯建宇，张勇，张文超，王羽，秦允海，刘一阳，
申请(专利权)人：商丘睿控仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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