恭喜青島智騰科技有限公司徐江燕獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜青島智騰科技有限公司申請的專利基于振動傳感器的鉆井振動測量及實時校準系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119437409B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-06-03發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510037582.9,技術領域涉及:G01H17/00;該發明授權基于振動傳感器的鉆井振動測量及實時校準系統是由徐江燕;王曉偉;程金晶;劉軍;錢滿滿;張建功設計研發完成,并于2025-01-10向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于振動傳感器的鉆井振動測量及實時校準系統在說明書摘要公布了:本公開公開了基于振動傳感器的鉆井振動測量及實時校準系統,涉及數據處理技術領域。所述系統包括:信號測量部分、信號校正補償部分、信號分析部分和信號校準部分;所述信號測量部分,用于在鉆頭或鉆柱附近安裝振動傳感器和加速度計,生成基頻振動信號;所述信號校正補償部分,用于對基頻振動信號進行粘滑效應補償,得到第一補償信號;計算鉆井系統的共振頻率;計算鉆柱彎曲應力;計算井眼軌跡偏差;所述信號分析部分,用于計算鉆井系統的動態載荷,得到鉆井系統的振動能量耗散;計算鉆井系統的系統響應;所述信號校準部分,用于計算校準系數。本發明顯著提升了振動信號測量的精度和校準能力。
本發明授權基于振動傳感器的鉆井振動測量及實時校準系統在權利要求書中公布了:1.基于振動傳感器的鉆井振動測量及實時校準系統,其特征在于,包括:信號測量部分、信號校正補償部分、信號分析部分和信號校準部分;所述信號測量部分,用于在鉆頭或鉆柱附近安裝振動傳感器和加速度計,分別記錄三軸加速度信號,根據三軸加速度信號,生成基頻振動信號;所述信號校正補償部分,用于對基頻振動信號進行粘滑效應補償,得到第一補償信號;根據第一補償信號,計算鉆井系統的共振頻率;根據鉆井系統的共振頻率,計算鉆柱彎曲應力;根據鉆柱彎曲應力,計算井眼軌跡偏差;所述信號分析部分,用于基于信號測量部分和信號校正補償部分的輸出結果,計算鉆井系統的動態載荷,從而對鉆井系統進行振動能量耗散評估,得到鉆井系統的振動能量耗散;根據振動能量耗散,計算鉆井系統的系統響應;所述信號校準部分,用于根據系統響應、鉆井系統的共振頻率、振動能量耗散和軌跡偏差,計算校準系數,使用校準系數乘以基頻振動信號,得到校準后的振動信號;基頻振動信號使用如下公式進行表示: ;其中,為鉆頭的旋轉頻率;為鉆頭在X軸方向的三軸加速度分量;為鉆頭在Y軸方向的三軸加速度分量;為鉆頭在Z軸方向的三軸加速度分量;為鉆壓;為時間;為鉆頭的轉動慣量;為鉆井液脈動頻率;為基頻振動信號;信號測量部分根據三軸加速度信號,生成基頻振動信號的過程具體包括:對三軸加速度信號進行采樣,得到采樣信號;采樣頻率至少為鉆頭的振動頻率的兩倍;根據采樣后的三軸加速度信號計算合成加速度幅值,作為基頻信號的幅值;利用鉆頭的實時旋轉速度,計算基頻信號的頻率;使用鉆井液脈動頻率,對基頻信號進行調制,形成實際振動特性;引入鉆壓和鉆頭轉動慣量對基頻信號進行指數衰減修正,得到最終的基頻振動信號;所述信號校正補償部分,使用如下公式,對基頻振動信號進行粘滑效應補償,得到第一補償信號: ;其中,為第一補償信號;為動摩擦系數,表示鉆頭與地層間在相對滑動時的摩擦力特性參數;為靜摩擦系數,表示鉆頭與地層在靜止狀態下的摩擦特性,大于動摩擦系數;為鉆頭瞬時速度;為特征速度,為設定值;為鉆頭在鉆壓和摩擦力作用下的最大扭轉力矩;為鉆柱的扭轉剛度;為鉆柱兩端的角位移差,是鉆柱上下端的扭轉角差,用于表征鉆柱的扭轉形變程度;為當量循環密度,為設定值,當量循環密度越大,鉆柱穩定性越高;為地層壓力;所述信號校準部分,通過如下公式,根據系統響應、鉆井系統的共振頻率、振動能量耗散和軌跡偏差,計算校準系數: ;其中,表示系統響應的幅值,為鉆井系統的共振頻率,為臨界頻率,為鉆井系統的振動能量耗散,為基頻振動信號的初始值為鉆柱長度為井眼軌跡偏差。
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