[发明专利]重钩自由下落最优制动时间点的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种重钩自由下落最优制动时间点的控制方法，具体地说是一种通过测定重钩在钻杆和泥浆液中运动时所受阻力的阻尼系数，及针对不同钻进深度，确定重钩从自由下放到开始制动的时间点及下放总时长的控制方法。

背景技术

金刚石绳索取芯钻进技术由于其钻进效率高、钻头寿命长、勘探周期短，被广泛应用在地质取芯找矿施工中，特别是深孔和复杂地层取芯钻探施工。

传统捞取岩心钻具的操作，从开始下放重钩到绞车制动这段时间凭经验而定，钻进深度不同，制动时间也不同，这对工作人员要求很高；重钩在泥浆中运动时，其所受的阻力与泥浆阻尼系数有关；泥浆液的阻尼系数与泥浆的密度、粘度，重钩的形状等参数有关，目前泥浆的阻尼系数在绳索取芯中还没有权威描述，因此重钩下放速度控制起来也依靠经验；如果控制不好，下放速度过大会对岩心筒造成冲击而破坏岩心筒，速度太小不能和岩心筒有效连接，影响钻井效率。目前，国内也公开了一些对重钩自由下落速度的控制技术,如恒功率自动调速收放绞车、测井绞车电传动控制系统，自由下落式卷扬机的速度控制方法及实施该方法的装置，这些技术的不足之处是：借助安装相关的装置或控制部件达到控制重钩的下落速度。在速度的控制中如果用相关装置或控制部件则使整套装备的性价比比较低。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术的不足，而提供一种重钩自由下落最优制动时间点的控制方法，本方法不需要安装复杂的装置或控制部件，而是通过测定重钩在钻杆和泥浆液中运动时所受阻力的阻尼系数，及针对不同钻进深度，经过计算机编程，优化确定重钩自由下落最优制动时间点的控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种重钩自由下落最优制动时间点的控制方法，按如下步骤操作：

步骤1、测定重钩的重力、体积及泥浆液密度参量；

步骤2、在钻进现场测定泥浆阻尼系数，测定中使用的设备包括：绞车、张力传感器、固定轮系、钢丝绳、导向轮和重钩，所述的绞车通过钢丝绳顺序连接固定轮系、导向轮和重钩，固定轮系上安装有张力传感器；通过绞车输出两组重钩不同的下落速度，由张力传感器测出连接在重钩上的钢丝绳的张力，根据重钩所受的浮力、阻力、制动力和重力四力平衡，测得重钩在泥浆中所受阻力的阻尼系数，并记录数据；

步骤3、测定钻进深度，钻进深度使用标号法，对每一根下放的钻杆进行标号，通过当前下放钻杆的编号，计算钻进的深度；

步骤4、将上述步骤测量的参数输入到计算机中，同时将与控制重钩自由下落最优制动时间点相关的计算公式输入到计算机中，在计算机中编制重钩自由下落的控制流程，通过计算机流程软件快速计算确定重钩从自由下放到开始制动的最优时间点、制动力的值及下放总时长；所述的计算公式包括方程式⑦为   dv1dt=g-Fm-kmv12]]>；

方程式⑧为   dv2dt=g-F+Tm-kmv22]]>；