[发明专利]用于功率损失故障表征的方法、系统和装置

权利要求书

1.一种用于通过测量与用于钻探井筒的钻柱相关联的信号传播的功率损失来实时确定故障的方法，其中所述方法包括：

a.从与第一井中的井筒中的钻柱相关联的柱中钻探子传感器采集第一时间序列；

b.从与所述钻柱相关联的传感器采集第二时间序列，其中所述传感器位于大地表面；

c.确定所述井筒的几何形状；

d.使用所述第一时间序列、所述第二时间序列和所述井筒的几何形状通过推导出信号传播的功率损失来确定用于表征井筒的第一模型参数、第二模型参数和第三模型参数；以及

e.减轻在钻另一井时至少使用所述第一模型参数和所述第二模型参数而确定的钻探故障。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述另一井包括另一钻柱，所述另一钻柱没有采集和发送时间序列数据到所述钻柱中的柱中钻探子传感器。

3.如权利要求1所述的方法，还包括在钻探所述另一井时从与另一井筒中的钻柱相关联的另一传感器采集第三时间序列，其中所述另一传感器位于大地表面上。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述钻探故障还被使用所述第三时间序列以及所述另一井筒的几何形状来确定。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用所述第一模型参数和所述第二模型参数来确定几何曲折度、累积的弯折和/或夹紧效率。

6.如权利要求1所述的方法，其中确定所述第一模型参数和所述第二模型参数包括两步的参数估算：(1)对于i＝1,2,…,N_z；j＝1,2,…,N_s，有ln(P_0,j/P_i,j)+a_iz_i＝0，以及(2)是为了考虑到组合的片状和纤维状效应的三参数问题，其中，P是功率损失，a是信号传播强度，z是深度，α是第一模型参数，β是所述第二模型参数，γ是所述第三模型参数，i是深度上的指数且j是关于观测站的指数。

7.如权利要求5所述的方法，还包括使用所述第一模型参数、所述第二模型参数和所述第三模型参数来确定选自下组的至少一项：i)几何曲折度，ii)累计的弯折值，和/或iii)夹紧效率。

8.一种用于通过测量与用于钻探井筒的钻柱相关联的信号传播的功率损失来实时确定故障的系统，其中所述系统包括：

a.与第一井中的第一井筒中的第一钻柱相关联的柱中钻探子传感器，所述柱中钻探子传感器用于采集第一时间序列；

b.与所述第一井钻柱相关联的传感器，所述传感器用于采集第二时间序列，其中所述传感器位于在大地表面；

c.与所述钻柱相关联的井底钻具组合，所述井底钻具组合用于提供数据以确定所述第一井筒的几何形状；以及

d.计算机，所述计算机包括存储器、处理器和通过所述存储器存储的一个或多个程序，所述一个或多个程序被所述处理器执行时导致所述计算机：确定用于使用所述第一时间序列、所述第二时间序列和所述第一井筒的几何形状通过推导出信号传播的功率损失来确定表征所述第一井筒的第一模型参数、第二模型参数和第三模型参数，并且减轻在钻另一井时至少使用所述第一模型参数和所述第二模型参数而确定的钻探故障。

9.如权利要求8所述的系统，还包括另一钻柱，所述另一钻柱没有采集和发送时间序列数据到所述另一钻柱中的柱中钻探子传感器。

10.如权利要求8所述的系统，还包括具有另一传感器的另一钻柱，其中所述另一传感器位于大地表面，所述另一传感器被配置为提供数据来使用所述另一传感器采集的第三时间序列数据与所确定的所述第一模型参数和所述第二模型参数相组合地确定在另一井筒中的所述另一井钻柱的动态状态。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述钻探故障被使用所述第三时间序列以及所述另一井筒的几何形状来确定。