井下钻头运动状态的数字孪生仿真方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种井下钻头运动状态的数字孪生仿真方法、装置及系统。其中，该方法包括：获取钻头的实际井下测量数据，所述实际井下测量数据包括钻速数据和振动数据；基于所述振动数据，进行所述钻头的速度重建和位移重建，得到所述钻头振动位移数据；同时，利用预先训练的神经网络模型判断所述实际井下测量数据对应的井下钻具组合的运动工况；基于虚拟现实技术，利用所述振动位移数据、所述钻速数据和所述运动工况，构建虚拟现实场景下的所述钻头的井下钻井过程，以数字孪生仿真井下所述钻头的运动状态。本申请解决了现有技术中井下钻头运动状态仿真效果不佳的技术问题。头运动状态仿真效果不佳的技术问题。头运动状态仿真效果不佳的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
井下钻头运动状态的数字孪生仿真方法、装置及系统


[0001]本申请涉及虚拟现实仿真领域，具体而言，涉及一种井下钻头运动状态的数字孪生仿真方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]随着国家与社会的发展，石油资源的重要性越来越突出，石油钻井也向着越来越复杂的地层迈进。但在钻井作业过程中，各种复杂工况频发，一旦对于复杂工况的应对操作不正确，很容易导致钻井事故的爆发。对于井下测量数据的分析解释，不仅是安全钻井作业的关键，也是加快钻井效率，减少资金消耗的重要手段之一。如何分析好、解释好、展示好、利用好井下测量数据是亟待解决的问题。
[0003]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种井下钻头运动状态的数字孪生仿真方法、装置及系统，以至少解决现有技术中井下钻头运动状态仿真效果不佳的技术问题。
[0005]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种井下钻头运动状态的数字孪生仿真方法，包括：获取钻头的实际井下测量数据，所述实际井下测量数据包括钻速数据和振动数据；基于所述振动数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下钻头运动状态的数字孪生仿真方法，其特征在于，包括：获取钻头的实际井下测量数据，所述实际井下测量数据包括钻速数据和振动数据；基于所述振动数据，进行所述钻头的速度重建和位移重建，得到所述钻头的振动位移数据；同时，利用预先训练的神经网络模型判断所述实际井下测量数据对应的井下钻具组合的运动工况；基于虚拟现实技术，利用所述振动位移数据、所述钻速数据和所述运动工况，构建虚拟现实场景下的所述钻头的井下钻井过程，以数字孪生仿真井下所述钻头的运动状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述位移重建包括：从所述实际井下测量数据中提取振动数据，并将所述振动数据转换为振动加速度数据，其中，所述振动数据包括法向振动、切向振动和轴向振动数据；对所述振动加速度数据进行两次分段式频域积分，来进行所述速度重建和所述位移重建，以得到所述振动位移数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述振动加速度数据进行两次分段式频域积分，来进行所述位移重建，以得到所述振动位移数据，包括：在所述振动加速度数据的时域内选择预设的时间步长；对所述时间步长内的振动加速度数据进行傅里叶变换得到频域加速度数据，对所述频域加速度数据进行一次分段频域积分得到振动速度数据；对所述振动速度数据进行消除趋势项处理，并对消除趋势项后的所述振动速度数据进行二次分段频域积分，以得到所述振动位移数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于虚拟现实技术，利用所述振动位移数据、所述钻速数据和所述运动工况，构建虚拟现实场景下的所述钻头的井下钻井过程，包括：基于所述虚拟现实技术，利用所述振动位移数据和所述钻速数据驱动底部钻具组合模型，并利用所述钻速数据驱动地层模型，来构建虚拟现实场景下的所述钻头的井下钻井过程；利用所述虚拟现实技术在所述虚拟现实场景下显示所识别出的运动工况以及所述实际井下测量数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述振动位移数据和所述钻速数据驱动底部钻具组合模型包括以下至少之一：在所述运动工况为处于正常钻进工况时，利用所述振动位移数据和所述钻速数据驱动所述底部钻具组合模型进行小于振动阈值的振动和连续转动；在所述运动工况为处于停钻工况时，通过所述振动位移数据和所述钻速数据控制所述底部钻具组合模型停止运动；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，白俊华，李玉梅，王凯凯，
申请(专利权)人：沧州格锐特钻头有限公司，
类型：发明
国别省市：