一種測量鉆鋌軸心振動幅度的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種測量鉆鋌軸心振動幅度的方法和裝置，包括：采集鉆鋌上同一橫截面相對稱的兩點的即時加速度，并采集該橫截面上任意一點的大地磁感應強度；根據(jù)采集得到的兩點的即時加速度和大地磁感應強度，獲取鉆鋌軸心上質點在預設坐標系中的絕對加速度；根據(jù)獲得的絕對加速度獲取質點的振動幅度。本發(fā)明實現(xiàn)了對鉆鋌軸心的振動幅度的實時測量。
【專利說明】—種測量鉆挺軸心振動幅度的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井中隨鉆振動測量技術，尤指一種測量鉆鋌軸心振動幅度的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)對石油資源不斷增長的需求，以及面對地下淺層石油儲層儲能日益枯竭的嚴酷現(xiàn)實，對當前石油勘探及鉆井、測井技術提出了更高的要求。隨鉆振動測量技術因為其可以在鉆井的過程中提供實時的地層評價結果的特點，受到了世界各國石油采掘業(yè)的重視和發(fā)展。
[0003]現(xiàn)有的隨鉆振動測量技術通常利用光學或磁通量測量技術，將傳感器安裝在距離被測振動部件一定距離處，通過測量傳感器到被測部件之間的距離變化，得到隨機振動部件的幅度變化。然而在隨鉆測井中測量儀器包括傳感器只能安裝在鉆鋌中，因此傳統(tǒng)幅度測量技術不能被應用在隨鉆測井中。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種測量鉆鋌軸心振動幅度的方法和裝置，能夠實時測量鉆鋌軸心的振動幅度。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明提出了一種測量鉆鋌軸心振動幅度的方法，包括:
[0006]采集鉆鋌上同一橫截面相對稱的兩點的即時加速度，并采集該橫截面上任意一點的大地磁感應強度；
[0007]根據(jù)采集得到的兩點的即時加速度和大地磁感應強度，獲取鉆鋌軸心上質點在預設坐標系中的絕對加速度；
[0008]根據(jù)獲得的絕對加速度獲取質點的振動幅度。
[0009]優(yōu)選地，所述根據(jù)采集得到的兩點的即時加速度和大地磁感應強度，獲取鉆鋌軸心上質點的絕對加速度包括:
[0010]根據(jù)所述大地磁感應強度將所述即時加速度轉換為所述預設坐標系中的即時加速度；根據(jù)所述預設坐標系中的即時加速度獲取所述絕對加速度。
[0011]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述大地磁感應強度將所述即時加速度轉換為所述預設坐標系中的即時加速度包括:
[0012]將所述即時加速度轉換為動坐標系中的即時加速度，所述動坐標系的三個坐標軸的方向與其中一個加速度計的三個坐標軸的方向相同；

[0013]再根據(jù)公式
【權利要求】
1.一種測量鉆鋌軸心振動幅度的方法，其特征在于，包括: 采集鉆鋌上同一橫截面相對稱的兩點的即時加速度，并采集該橫截面上任意一點的大地磁感應強度； 根據(jù)采集得到的兩點的即時加速度和大地磁感應強度，獲取鉆鋌軸心上質點在預設坐標系中的絕對加速度； 根據(jù)獲得的絕對加速度獲取質點的振動幅度。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)采集得到的兩點的即時加速度和大地磁感應強度，獲取鉆鋌軸心上質點的絕對加速度包括: 根據(jù)所述大地磁感應強度將所述即時加速度轉換為所述預設坐標系中的即時加速度；根據(jù)所述預設坐標系中的即時加速度獲取所述絕對加速度。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述大地磁感應強度將所述即時加速度轉換為所述預設坐標系中的即時加速度包括: 將所述即時加速度轉換為動坐標系中的即時加速度，所述動坐標系的三個坐標軸的方向與其中一個加速度計的三個坐標軸的方向相同； 再根據(jù)公式
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預設坐標系中的即時加速度獲取所述絕對加速度包括: 將所述預設坐標系中的即時加速度和所述絕對加速度分別分解為對應的牽連加速度和相對旋轉加速度；所述絕對加速度對應的相對旋轉加速度為O ; 根據(jù)公式
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)獲得的絕對加速度獲取質點的振動幅度包括: 對于所述絕對加速度每一個坐標軸分量，將各分量分別分解為各簡諧振動對應的加速度； 根據(jù)各簡諧振動對應的加速度獲取各簡諧振動的幅度； 將所述各簡諧振動的幅度合成獲取所述軸心上質點的振動幅度。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述將各分量分別分解為各簡諧振動對應的加速度包括: 對所述各分量的坐標值做離散傅里葉變換得到各分量各簡諧振動的振幅、頻率和相位。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各簡諧振動對應的加速度獲取各簡諧振動的幅度包括: 根據(jù)公式為=44 +42得到各簡諧振動的幅度;其中，Ak為第k個簡諧振動的振動幅度，ak為第k個簡諧振動振幅的實部，bk為第k個簡諧振動振幅的虛部。
8.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述將所述各簡諧振動的幅度合成獲取所述軸心上質點的振動幅度包括: 根據(jù)所述各簡諧波的幅度和簡諧振動合成公式得到對應的各分量的幅度，根據(jù)向量合成原理將所述各分量的幅度合成為所述軸心上質點的振動幅度。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)所述絕對加速度獲取所述質點的位移； 根據(jù)獲得的所述質點的位移獲取所述質點的運動軌跡。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述絕對加速度獲取所述質點的位移包括: 將所述絕對加速度各分量進行二重積分得到所述質點各分量的位移； 采用向量合成方法將得到的各分量的位移合成得到所述質點的位移。
11.一種測量鉆鋌軸心振動幅度的裝置，其特征在于，至少包括: 采集模塊，用于采集鉆鋌上同一橫截面相對稱的兩點的即時加速度，并采集該橫截面上任意一點的大地磁感應強度； 絕對加速度獲取模塊，用于根據(jù)采集得到的兩點的即時加速度和大地磁感應強度，獲取鉆鋌軸心上質點在預設坐標系中的絕對加速度； 幅度獲取模塊，用于根據(jù)獲得的絕對加速度獲取質點的振動幅度。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述采集模塊包括: 兩個加速度計，分別用于采集所述鉆鋌上同一橫截面相對稱的兩點的即時加速度； 磁力計，用于采集所述橫截面上任意一點的大地磁感應強度。
13.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述絕對加速度獲取模塊，具體用于: 根據(jù)所述磁感應強度將所述即時加速度轉換為所述預設坐標系中的即時加速度；根據(jù)所述預設坐標系中的即時加速度獲取所述絕對加速度。
14.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述幅度獲取模塊，具體用于: 將所述絕對加速度分解為各簡諧振動對應的加速度；根據(jù)各簡諧振動對應的加速度獲取各簡諧振動的幅度；將所述各簡諧振動的幅度合成獲取所述軸心上質點的振動幅度。
15.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括:位移獲取模塊，用于根據(jù)所述絕對加速度獲取所述質點的位移； 運動軌跡獲取模塊，用于根據(jù)預設時間內獲得的所述質點的位移獲取所述質點的運動軌跡。
【文檔編號】G01H11/02GK103884420SQ201410137021
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權日:2014年4月4日
【發(fā)明者】張嘉偉, 宋公仆, 程晶晶, 孫豫斌 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司