[发明专利]一种钻井泥浆泵冲速和冲次测定装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井泥浆泵冲速和冲次测定的装置和方法，尤其涉及基于测量泥浆泵振动频谱，进而分析计算冲速和冲次的装置和方法。

背景技术

现有的泵冲传感器采用接近感应开关，需要安装感应片。接近感应开关的工作原理是：一个振荡器在空气介质中能正常振荡，如在它的电磁场内出现金属导体(感应片)，由于涡流损耗了电磁场能量，相当于振荡回路品质因素降低，由此造成振荡停止。正常振荡时振荡器工作电流为Imax，停止振荡时振荡器工作电流为Imin，则ΔI＝Imax-Imin反映了感应片的有和无。由于感应片是按装在泥浆泵的飞轮上的，而飞轮的运动情况又简接代表了泥浆泵活塞的往复运动情况，所以利用接近感应开关可以获取泥浆泵的冲次信息，利用二次冲次信号的时间间隔，可以计算出冲速。由于接近感应开关和感应片之间距离为数毫米，二者之间存在相对运动，安装时对操作人员要求高，费时费力，稍有不慎很可能损坏整个泵冲传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需安装感应片的泥浆泵冲速和冲次测定装置，采用该装置能提高安装效率，降低操作人员的素质要求，使用方便，测定结果重复性好。

本发明的技术方案是，一种钻井泥浆泵冲速和冲次测定装置，包括：加速度传感器，设置在所述泥浆泵缸体上，用来测量所述泥浆泵活塞的振动频谱信号；信号采集处理电路，与所述加速度传感器相连，对所述振动频谱信号进行采集、放大、滤波；振动频谱分析电路，与所述信号采集处理电路相连，进一步包括：小波分析模块，根据提供的临界频谱点对信号采集处理后的信号进行小波分析，保留分析得到的低频信号；变换模块，将时间域上的所述低频信号转换成频率域上的信号；判定模块，用于判定所述频率域上的信号是否为稳定波，如果不是稳定波，需要重新调整临界频谱点，再返回所述小波分析模块；计算模块，在稳定波情况下，计算出在所述稳定波频率下的平均冲速，根据平均冲速和相对应时间段计算出冲次；信号输出接口，与所述振动频谱分析电路的输出端相连，用于输出所述平均冲速。

比较好的是，所述计算模块采用如下公式：

$\stackrel{\‾}{V}=V_{t(i-1)}+(V_{\mathrm{ti}}-V_{t(i-1)})*f\left(t\right)$

其中，为平均冲速，V_ti是后一时刻的瞬时冲速，V_t(i-1)是前一时刻的瞬时冲速，i为0以上的自然数，f(t)为e为底的指数函数。