一种地层地质界面仪器钻探感应识别系统

摘要

本发明一种地层地质界面仪器钻探感应识别系统，该系统包括数据感应单元，数据采集单元和数据分析单元；该系统将钻机工作参数的监测与钻头钻进参数的监测有效结合，一方面，通过钻机工作压力、温度、冲洗液及燃料油的监测，可实现对钻机工作状态、油耗及发热等状态进行实时监测、故障诊断和控制管理；另一方面，通过对钻头旋转钻进的轴向应变以及振动等进行监测，对钻头钻进过程中的受力进行分析，根据钻进力对所穿透的地质材料进行地层的力学判层和分级，无须取样、土工试验及室内岩土力学性能测试，可节省取样钻进时间的2/3左右；易于安装，操作简单，识别精度高。

主权项

一种地层地质界面仪器钻探感应识别系统，其特征在于，该系统包括数据感应单元，数据采集单元和数据分析单元；所述数据感应单元，由压力传感器，流量传感器，温度传感器，振动传感器，应力传感器构成；其中，所述压力传感器用于采集钻机水平向前或后退运动、钻头及钻杆的前进或后退、冲洗水/液压力产生动力荷载时的液体或气体压力，所产生的电信号通过标定输出为压力信号；所述流量传感器用于采集钻进液的流量以及燃料油、液压油及润滑油的消耗量，所产生的电信号通过标定输出为压力信号；所述温度传感器用于采集钻井液或燃料油、润滑油和液压油的温度变化信号；所述振动传感器用于采集钻进过程中钻机的轴向和横向振动所产生振动信号；所述应力传感器用于采集钻机在旋转钻进过程中，钻头破碎岩石时所产生的应力波信号；所述数据采集单元，由转换盒、放大器、数字应变仪和数据集成盒构成；其中，所述压力信号经转换盒转化成数字信号后通过所述数字应变仪进入所述数据集成盒，所述振动信号和应力波信号经所述放大器放大后通过所述数字应变仪进入所述数据集成盒，所述温度变化信号直接进入数据集成盒；所述信号通过所述数据集成盒进行数据集成后，上传到所述数据分析单元；所述数据分析单元，由计算机，打印机和外部显示单元构成，所述数据分析单元通过分析所述应力传感器感应钻具中的轴向应力‑应变的变化和所述振动传感器振动及钻进特征参数来判别不同阻抗材料的分异性，实现对钻进地层进行识别和力学分级；通过监控压力、温度、燃料耗量及流量对钻机进行故障诊断和管理。