[发明专利]一种用于扭矩测量的标定方法系统有效

专利信息
申请号: 201810397369.9 申请日: 2018-04-28
公开(公告)号: CN108593202B 公开(公告)日: 2021-05-28
发明(设计)人: 高文凯;李中;李明印;钟尤刚;黄熠;罗鸣;陈浩东;顾纯巍;李炎军;贾衡天;张磊;范锦辉 申请(专利权)人: 中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团工程技术研究院有限公司
主分类号: G01L25/00 分类号: G01L25/00
代理公司: 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 代理人: 李振文
地址: 10012*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 扭矩 测量 标定 方法 系统
【说明书】:

发明涉及一种标定方法系统,属于钻探技术领域,尤其是涉及一种用于扭矩测量的标定方法系统。该方法及系统使用大型扭矩标定装置产生不同的扭矩力加载到随钻井下扭矩测量装置的钻铤本体上,利用测量到的电信号和对应的压力进行标定,并且,标定时考虑温度影响,提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及一种标定方法系统,属于钻探技术领域,尤其是涉及一种用于扭矩测量的标定方法系统。

背景技术

随钻测量MWD(Measurement While Drilling)是指钻机在钻进的同时连续不断地检测有关钻孔或钻头的信息。

钻井过程中,近钻头处的钻压、扭矩等钻井工程参数的随钻准确测量对安全、高效钻井是十分重要的。随着钻井深度的增加,特别是各种分支井、水平井的开发,各种卡钻、掉牙轮、钻具断落等钻井事故时有发生,给钻井生产的安全与效率带来很大影响,实时测量近钻头处的钻压扭矩等钻井工程参数的变化可以有效地防止此类事故的发生,为安全、高效钻井提供技术支持。

公知的钻井监控技术大多采用地面扭矩仪和指重表来测量扭矩和钻压,由于钻井过程中钻柱与井壁的相互作用过程复杂,由地面测量数据推算得到近钻头处工程参数的准确度较差。并且钻铤在钻井液中受到浮力与摩擦力、钻铤下放的冲击力和弹性力、不规则井眼的井壁对钻铤的摩擦力、钻铤螺旋弯曲旋转的离心力、以及钻铤在井下的纵振、横振等因素都不易精确计算,即便推算模型考虑因素再多,推算结果的准确度与可信度也很低。

因此,如何实时准确的测量钻具所承受的扭矩力是现有技术所面临的一个重要难题。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题,提供了一种用于扭矩测量的标定方法系统。该方法及系统使用大型扭矩标定装置产生不同的扭矩力加载到随钻井下扭矩测量装置的钻铤本体上,利用测量到的电信号和对应的压力进行标定,并且,标定时考虑温度影响,提高了测量精度。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:

一种用于扭矩测量的标定方法,包括:

标定测量步骤,将不同的扭矩力加载到随钻井下扭矩测量装置的钻铤本体上;

线性拟合步骤,将不同扭矩力值及其对应的电压值带入下式并利用最小二乘拟合方法计算多项式系数aTi

式中,X是随钻井下扭矩测量装置的输出电压值,y是所加载的扭矩力的真实值;N为标定次数;

实际测量步骤,利用求解得到的多项式系数aTi将实际测量得到的随钻井下扭矩测量装置的输出电压值转换为对应的扭矩力。

优化的,上述的一种用于扭矩测量的标定方法,还包括:

温度系统拟合步骤,改变钻铤本体所处环境温度,并求取对应的多项式系数;根据求解的多项式系数,基于以下公式拟合温度系数bTij

式中,M为温度标定次数。

优化的,上述的一种用于扭矩测量的标定方法,所述实际测量步骤中,基于下式获取扭矩力yT

式中,t为温度,bTij为aTi拟合多项式的温度标定系数。

优化的,上述的一种用于扭矩测量的标定方法,所述实际测量步骤中,基于下式获取扭矩力yT

yT=T*BT*X

式中,

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