[发明专利]一种井下工况安全评估方法及系统

权利要求书

1.一种井下工况安全评估方法，其特征在于，所述井下工况安全评估方法包括以下步骤:

步骤1：获取钻柱的井下转速信息；

步骤2：根据钻柱的井下转速信息确定地面粘滑参数和粘滑等级；

步骤3：获取钻柱的井下振动信息；

步骤4：根据钻柱的井下振动信息确定钻柱的振动参数和振动等级；

步骤5：根据粘滑等级以及振动等级对井下工况的安全进行评估。

2.根据权利要求1所述的井下工况安全评估方法，其特征在于，步骤1所述井下转速信息包括井下钻柱在预设时间内的最大转速、最小转速和平均转速。

3.根据权利要求2所述的井下工况安全评估方法，其特征在于，步骤1包括：

采用磁阻传感器对分别代表地球磁场在X、Y两个方向上的分矢量值Mx和My分别进行连续采样，进行平滑滤波后根据等式1计算钻具所处磁工具面角度MTF，

MTF＝arctan(-My/Mx)+MTF0 (1)

其中，MTF0为磁工具面角度初始修正值；

根据等式2每固定时间间隔计算一次转速RPM，

RPM＝ΔMTF÷2π÷10×60000 (2)

其中，ΔMTF为固定时间间隔的磁工具面角度差；

每固定时间间隔统计一次最大转速RPM_max、最小转速RPM_min和平均转速RPM_avg。

4.根据权利要求1所述的井下工况安全评估方法，其特征在于，步骤2包括：

根据以下等式3计算粘滑参数Stick_Slip，

Stick_Slip＝((RPM_max-RPM_min)/(2*RPM_avg)*100)％ (3)

其中，RPM_max、RPM_min、RPM_avg分别为井下钻柱在预设时间内的最大转速、最小转速和平均转速；

根据所得粘滑参数将粘滑度分为不同的等级。

5.根据权利要求1所述的井下工况安全评估方法，其特征在于，步骤3所述振动信息包括横向振动最大值、横向振动有效值、轴向振动最大值、轴向振动有效值。

6.根据权利要求1所述的井下工况安全评估方法，其特征在于，步骤3包括：

采用兼容两种量程的三轴加速度传感器，进行振动信息测量；根据等式4每固定时间间隔计算一次三轴振动，

其中，A_Li、A_xi、A_yi分别代表横向振动的有效值、X轴方向的振动值、Y轴方向的振动值，其中，i代表测量次数。

7.根据权利要求1所述的井下工况安全评估方法，其特征在于，步骤4包括：

根据等式5、等式6每固定时间间隔计算一次横向振动最大值、横向振动有效值、轴向振动最大值、轴向振动有效值，

其中，A_L、A_Z分别为每固定时间间隔测得的横向振动的有效值、轴向振动有效值；A_L1、A_L2……A_L1000分别为每固定时间间隔测得的横向振动有效值；A_Z1、A_Z2……A_Z1000分别为每固定时间间隔测得的轴向振动有效值；

根据所得振动参数将井下振动分为不同的等级。