[发明专利]射孔高频振动减震效果测试及分析井下管柱和方法

说明书

本发明公开了一种射孔高频振动减震效果测试及分析井下管柱和方法，包括钻杆或油管、上射孔筛管、上压力计托筒及高频射孔压力计、高频多向减震器、下压力计托筒及高频射孔压力计、下射孔筛管、压力延时起爆器和射孔枪组。本发明可以直接测量油气井射孔后，减震器对射孔高频冲击加速度的减震程度，同时通过一系列信号处理及分析方法，分析并得出减震器对射孔高频振动信号的过滤情况。

技术领域

本发明涉及一种油气井射孔后振动减震效果测试及分析方法，尤其涉及一种油气井射孔后产生的高频振动的减震效果测试及分析井下管柱和方法。

背景技术

近年来，超高温超高压井、超深井不断增加，射孔爆炸后所产生的高频振动成为一个不可忽视的影响因素。在这种油气井射孔作业中，一般采用纵向减震器来缓解射孔振动对油管柱的影响，但纵向减震器能否过滤掉高频振动、减震效果如何却不得而知。为了成功采集射孔爆炸瞬间重要动态参数的变化情况，国内外推出了一些成熟的射孔动态PT仪。如美国IES公司、Qwen公司、英国欧米伽公司等。美国IES公司公司的智能射孔PT仪能够记录压力和温度数据，优点是可以在高冲击的环境下工作，最高抗冲击加速度50000g，缺点是不能采集射孔加速度；Qwen公司的射孔PT仪可以测量温度、压力以及高低量程加速度，但最高耐温123℃；英国欧米伽公司的射孔PT仪耐温175℃、耐压173Mpa，可同时采集包括压力、温度、横向冲击力、纵向冲击力、电池电压在内的多通道数据。国内中科院四川分院、西安石油学院、北京紫贝龙公司、大庆油田等只进行过简单的射孔PT仪设计，不能有效采集射孔瞬间数据，所测得压力或加速度曲线无法反映射孔作业时由爆炸引起的管柱动态响应。以上技术都实现射孔爆炸后的参数采集，但现有技术存在以下不足：1)无法测量出减震器的减震效果如何，具体冲击加速度通过减震器后的降低程度；2)无法分析减震器对射孔高频振动信号的过滤情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种射孔高频振动减震效果测试及分析井下管柱和方法，以克服现有技术的缺陷，本发明可以直接测量油气井射孔后，减震器对射孔高频冲击加速度的减震程度，同时通过一系列信号处理及分析方法，分析并得出减震器对射孔高频振动信号的过滤情况。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

射孔高频振动减震效果测试及分析井下管柱，包括钻杆或油管、上射孔筛管、上压力计托筒及高频射孔压力计、高频多向减震器、下压力计托筒及高频射孔压力计、下射孔筛管、压力延时起爆器和射孔枪组；

所述上射孔筛管一端连接在钻杆或油管下端，一端连接在上压力计托筒及高频射孔压力计上端，上压力计托筒及高频射孔压力计的下端连接高频多向减震器，高频多向减震器的下端连接下压力计托筒及高频射孔压力计，下压力计托筒及高频射孔压力计的下端连接下射孔筛管，下射孔筛管的下端连接压力延时起爆器，压力延时起爆器下端连接射孔枪组。

进一步地，上压力计托筒及高频射孔压力计包括上压力计托筒以及安装在上压力计托筒偏心槽内的高频射孔压力计，上压力计托筒上端连接上射孔筛管，下端连接高频多向减震器。

进一步地，下压力计托筒及高频射孔压力计包括下压力计托筒以及安装在下压力计托筒偏心槽内的高频射孔压力计，下压力计托筒上端连接高频多向减震器，下端连接下射孔筛管。

进一步地，所述高频射孔压力计最高采样频率40000HZ，最高耐温175℃，最高耐压173MPa，能够同时采集射孔瞬间压力、温度、横向冲击加速度及纵向冲击加速度。

一种射孔高频振动减震效果测试及分析方法，包括以下步骤：

步骤一：采用射孔高频振动减震效果测试及分析井下管柱采集井下射孔瞬间减震器前后动态参数的变化情况；

步骤二：提取步骤一采集到的射孔瞬态参数，对比分析加速度降低程度；

步骤三：对步骤一采集到的信号进行频谱分析及频谱校正，对比得出高频振动信号滤振情况。