[发明专利]一种利用空气锤三轴振动信号识别井下憋跳钻的方法

权利要求书

1.一种利用空气锤三轴振动信号识别井下憋跳钻的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.安装信号采集设备

在钻柱上安装三轴振动信号传感器，将三轴振动信号传输至三轴振动信号采集器，三轴振动信号采集器安装于钻柱顶驱位置，三轴振动信号采集器连接无线发射模块，通过无线发射模块将获取的钻柱振动数据实时传输到地面监控系统；

S2.建立正常钻进时的振动样本库

在地面监控系统中建立空气锤正常钻进时的钻柱振动样本库，空气锤正常钻进时的钻柱振动样本库用于存储典型正常状况下钻柱在轴向、径向、周向上的振动曲线，作为正常钻进时钻柱振动的比对样本；

S3.建立憋钻情况下的钻柱振动样本库和跳钻情况下钻柱振动样本库建立空气锤钻进时在憋钻情况下的钻柱振动样本库和空气锤钻进时在跳钻情况下的钻柱振动样本库，分别用于存储憋钻和跳钻情况下钻柱在轴向、径向、周向上的振动曲线，作为钻进过程中憋钻和跳钻情况下钻柱振动的比对样本；

S4.采集钻进过程中的三轴信号

钻进过程中，三轴振动信号采集器随钻采集三轴振动信号传感器获取的振动模拟信号并转换为数字信号，实时记录钻柱在轴向、径向和周向上的振动数据；

S5.将采集的三轴数据与样本库中的数据进行比对

以当前单位时间t_s作为起点，测试并记录t_s-t_s+p，P个单位时间内的钻柱在轴向、径向和周向上钻柱三轴振动曲线，分别与空气锤正常钻进时的钻柱振动样本库、空气锤钻进时在憋钻情况下的钻柱振动样本库、空气锤钻进时在跳钻情况的钻柱振动样本库中的样本进行比对；

若与其中的样本比对成功，则可判断为井底发生该样本对应的情况，即正常、憋钻或跳钻；

当发现憋钻或跳钻时，应采取对应的处理措施。

2.根据权利要求1所述的利用空气锤三轴振动信号识别井下憋跳钻的方法，其特征在于，三轴振动信号传感器紧贴钻柱，且三轴振动信号传感器三轴方向与钻柱的三轴方向一致。

3.根据权利要求1所述的利用空气锤三轴振动信号识别井下憋跳钻的方法，其特征在于，空气锤正常钻进时的钻柱振动样本库中，每个样本均由P个单位时间内轴向、径向、周向的钻柱振动曲线构成。

4.根据权利要求1所述的利用空气锤三轴振动信号识别井下憋跳钻的方法，其特征在于，所述空气锤钻进时在憋钻情况下的钻柱振动样本库和空气锤钻进时在跳钻情况下的钻柱振动样本库中，每个样本均由P个单位时间内轴向、径向、周向的钻柱振动曲线构成。

5.根据权利要求1所述的利用空气锤三轴振动信号识别井下憋跳钻的方法，其特征在于，空气锤正常钻进时的钻柱振动样本库、空气锤钻进时在憋钻情况下的钻柱振动样本库、空气锤钻进时在跳钻情况下的钻柱振动样本库通过实验室实验、现场试验或参考邻井钻井钻进资料的方式确定和建立。

6.根据权利要求1所述的利用空气锤三轴振动信号识别井下憋跳钻的方法，其特征在于，步骤S5中，采用动态时间规整算法将需要比对的振动曲线逐个与样本库中样本求取匹配距离，筛选出最小匹配距离，则振动曲线对应的情况与匹配距离最小的样本对应的情况一致。