【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及随钻测控，具体地说，涉及一种随钻工况智能监测系统。
技术介绍
1、随钻测量(mwd)和随钻测井(lwd)可在钻井过程中实时提供定向参数、工程参数、地质参数等信息，便于进行井眼轨迹调整，可提高钻遇率，是未来自动化智能化钻井的关键装备。
2、随钻测量(测井)仪器在入井工作时多使用电池供电，电池电量消耗待尽时需起钻更换电池，然后下钻继续工作，由于随钻仪器更换电池导致非钻井作业时间的大幅增加。多年来，电池技术未能取得重大突破，电池电量严重制约着钻进速度、作业时间和仪器的使用成本。虽然多种随钻仪器通过简化硬件系统、加强软件控制等方法降低了仪器功耗，但仪器在井下运行时工作模式单一，无法有效识别随钻工况并对工作模式进行针对性调整，电池的使用时长难以获得突破性提高。
3、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种随钻工况智能监测系统。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种随钻工况智能监测系统，所述系统包含：
2、三轴加速度传感器，其用于采集仪器的三轴振动信息；
3、陀螺仪，其用于采集仪器的旋转信息；
4、微处理器，其基于所述三轴振动信息以及所述旋转信息，实时确定仪器入井后的随钻工况。
5、根据本专利技术的一个实施例，所述系统包含：模拟数字转换器，其由所述微处理器控制实现所述三轴加速度传感器以及所述陀螺仪的高速、有序采集，并对采集得到的信号进行模拟/数字转换，得到数字信号。
6、
7、根据本专利技术的一个实施例，所述系统包含：
8、微处理器监控芯片，其用于监控所述微处理器的工作状态，在程序跑飞时重启硬件电路，确保所述系统的稳定运行；
9、电源转换模块，其用于将电池提供的电压转换为供所述系统工作所需的特定电压值。
10、根据本专利技术的一个实施例，所述微处理器包含：
11、采集控制单元，其用于控制所述三轴加速度传感器以及所述陀螺仪的数据采集过程；
12、表征值计算单元，其用于依据所述三轴振动信息计算得到仪器三轴加速度变化的表征值；
13、状态判断单元，其用于依据所述表征值、所述旋转信息确定仪器的随钻工况；
14、状态输出单元，其用于输出所述随钻工况。
15、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种随钻工况智能监测方法，通过如上任一项所述的系统执行，所述方法包含以下步骤：
16、通过所述三轴加速度传感器采集仪器的三轴振动信息；
17、通过所述陀螺仪采集仪器的旋转信息；
18、通过所述微处理器基于所述三轴振动信息以及所述旋转信息，实时确定仪器入井后的随钻工况。
19、根据本专利技术的一个实施例，所述方法包含以下步骤：
20、入井前，确定所述陀螺仪每个计数对应的角度，记录得到刻度系数；
21、入井后，通过所述三轴加速度传感器实时测量得到仪器的三轴加速度值；
22、基于所述三轴加速度值，计算得到仪器三轴加速度变化的表征值，并结合所述刻度系数确定仪器的暂处状态；
23、若当前暂处状态持续时间超过设定阈值，则判断当前暂处状态为稳定状态，将当前稳定状态相应的端口输出高电平，其他端口输出低电平；
24、若当前暂处状态持续时间小于所述设定阈值，则重新判断仪器所处状态，对重新判定得到的暂处状态进行重新计时。
25、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤确定所述表征值：
26、每秒钟采集多组三轴加速度值；
27、基于所述多组三轴加速度值，分别计算得到各轴加速度测量值的算术平均值；
28、分别计算所述多组三轴加速度值与所述算术平均值的差值绝对值；
29、基于所述差值绝对值，分别计算得到各轴差值绝对值的算术平均值，得到包含x轴加速度变化值、y轴加速度变化值、轴向加速度变化值的所述表征值。
30、根据本专利技术的一个实施例，所述方法包含以下步骤：
31、a、判断轴向加速度变化值是否大于轴向第一阈值且小于轴向第二阈值，且x轴加速度变化值与y轴加速度变化值的几何平均值是否小于二维阈值，若判断结果为是，则所述系统暂处于起下钻状态；
32、b、若步骤a的判断结果为否，则在步骤b中判断x轴加速度变化值、y轴加速度变化值与轴向加速度变化值的几何平均值是否小于或等于三维第一阈值，若判断结果为是，则所述系统暂处于停泵状态；
33、c、若步骤b的判断结果为否，则在步骤c中判断x轴加速度变化值、y轴加速度变化值与轴向加速度变化值的几何平均值是否大于三维第一阈值且小于三维第二阈值，若判断结果为是，则所述系统暂处于开泵状态；
34、d、若步骤c的判断结果为否，则在步骤d中判断x轴加速度变化值、y轴加速度变化值与轴向加速度变化值的几何平均值是否大于或等于三维第二阈值，若判断结果为是，则所述系统暂处于钻进状态；
35、e、若所述系统判定并输出的稳定状态为钻进状态，则启动陀螺仪，每秒钟测量一次陀螺仪计数值，根据陀螺仪计数值和所述刻度系数计算转速，若转速小于转速阈值，则判定为滑动钻进，若钻速大于转速阈值，则判定为复合钻进。
36、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的方法步骤的一系列指令。
37、本专利技术提供了一种随钻工况智能监测系统，为mwd/lwd仪器入井工作时实时提供随钻工况信息，mwd/lwd仪器可根据不同工况对工作模式进行调整，仪器进入待机或特定的工作状态，对不同类型的测量短节有选择地进行供电或断电，从而提高仪器的运行效率，降低仪器功耗，延长电池的使用时间，减少由于更换电池所造成的非钻井作业时间。
38、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：
2.如权利要求1所述的一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：模拟数字转换器，其由所述微处理器控制实现所述三轴加速度传感器以及所述陀螺仪的高速、有序采集，并对采集得到的信号进行模拟/数字转换，得到数字信号。
3.如权利要求1或2所述的一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：晶振，其用于为所述微处理器的运行提供时钟节拍。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述微处理器包含：
6.一种随钻工况智能监测方法，其特征在于，通过如权利要求1-5中任一项所述的系统执行，所述方法包含以下步骤：
7.如权利要求6所述的一种随钻工况智能监测方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
8.如权利要求7所述的一种随钻工况智能监测方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述表征值：
9.如权利要求8所述的一种随钻
10.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求6-9中任一项所述的方法步骤的一系列指令。
...【技术特征摘要】
1.一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：
2.如权利要求1所述的一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：模拟数字转换器，其由所述微处理器控制实现所述三轴加速度传感器以及所述陀螺仪的高速、有序采集，并对采集得到的信号进行模拟/数字转换，得到数字信号。
3.如权利要求1或2所述的一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：晶振，其用于为所述微处理器的运行提供时钟节拍。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种随钻工况智能监测系统，其特征在于，所述系统包含：
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种随...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏生，胡越发，光新军，闫娜，赵汩凡，思娜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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