[发明专利]一种控制随钻成像测井仪器切换模式的装置及方法

说明书

本发明提供了一种控制随钻成像测井仪器切换模式的装置及方法，该装置包括：用于获取所述随钻成像测井仪器工作时的运转数据的惯性传感器，用于同步测量所述随钻成像测井仪器的运行时间的计时器，以及用于预处理运转数据和运行时间信号，根据预处理后的运转数据和运行时间计算随钻成像测井仪器的转速，并基于转速生成控制随钻成像测井仪器以不同工作模式运行的控制信号的数据处理模块。本发明实施例的技术方案适用于不同斜度的井筒，有效地使测井过程中的随钻成像仪器具有根据自身状态切换不同工作模式的能力，结构简单，操作效率高，在不影响测井精确度的前提下，合理地降低随钻成像仪器的信号采集量，降低运行时的功耗，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，尤其涉及一种控制随钻成像测井仪器切换模式的装置及方法。

背景技术

随钻测量/测井技术是大斜度井、水平井开发中识别裂缝、薄层、低孔低渗等复杂油气藏的重要手段。常规的随钻测井技术通过测量一条地层参数性质随深度的曲线，反应地层信息，每一点处测量的信息作为该位置处的宏观响应。随钻成像测井仪器的设计考虑了地层的复杂性和非均质性，利用传感器阵列扫描或旋转扫描测量，沿井眼纵向、径向或周向大量采集地层信息，传输到井上后通过图像处理技术得到井壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像。这比以往的曲线表示方法更精确、更直观、更方便。

随钻成像测井仪器接在钻具组合中，工作时需要通过大量的扫描操作测得地层和仪器信息，且相对于电缆仪器，随钻仪器在井下工作时间较长，而且随钻仪器并非只在特定目的层或具备成像需求的环境下运行。例如仪器正在从井口往下随钻具下放，这一过程往往是缓慢的，再如钻具未处在旋转状态时，随钻仪器是始终处于常规运行状态的，但是并无法有效实现井筒扫描，浪费资源，获取大量无效数据，且会导致随钻仪器的使用寿命缩短。

现有技术中提出一种井下钻具(钻头)旋转速度和方向的测量方法及短节，短节上设置两组磁通门组件，两组磁通门组件分别位于旋转面的90度弧度区域内的不同轴向垂线上，利用地磁场测量仪器转速。这种方案存在以下不足：(1)使用2路传感器，测量电路方案较为复杂：(2)两个传感器之间的差异不容易校正，影响操作结果的精确度；(3)采用地磁场测量东南西北只适用于垂直井的情况，在水平井中无法应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种控制随钻成像测井仪器切换模式的装置，在一个实施例中，所述装置包括：惯性传感器，其设置在随钻成像测井仪器上，配置为获取所述随钻成像测井仪器工作时的运转数据；

计时器，其配置为同步测量所述随钻成像测井仪器的运行时间；

数据处理模块，其配置为对获取的运转数据和运行时间进行预处理，根据预处理后的运转数据和运行时间计算随钻成像测井仪器的转速，并基于随钻成像测井仪器的转速生成对应的控制信号，控制所述随钻成像测井仪器采用不同的工作模式运行。

在一个实施例中，所述数据处理模块包括：

预处理单元，其配置为获取所述运转数据电信号和运行时间电信号，采用模数转换电路分别将运转数据电信号和运行时间电信号转换为对应的数字信号；

运算控制单元，其通过SPI总线获取来自预处理单元的所述运行时间电信号转换为对应的数字信号，基于其计算随钻成像测井仪器的转速，并根据所述转速生成对应的控制信号和模式标志位，以控制所述随钻成像测井仪器采用不同的工作模式运行。

在一个实施例中，所述惯性传感器采用陀螺仪，所述数据处理模块的运算控制单元按照以下公式计算随钻成像测井仪器的转速：

其中，R为随钻成像测井仪器的转速，单位为转/秒，t为随钻成像测井仪器的运行时间，单位为秒，Ga为惯性传感器在t时间内转过的角度，Gs为惯性传感器静止状态下采集M个数据点时的基准值，Gr为惯性传感器转动状态下转动L周时的比率系数，Vgsn为惯性传感器在n时刻的读数，Vgst为惯性传感器在t时刻的读数。