[发明专利]用于使用磁流变阻尼器衰减钻柱中的振动的系统和方法

权利要求书

1.一种衰减钻入地层的钻柱的井下部分中的振动的方法，包括下列步骤：

(a)提供具有至少一个线圈并且包括磁流变流体的磁流变阀，所述磁流变流体流经所述磁流变阀中形成的通道，所述磁流变阀具有与其关联的极限磁滞回环，所述极限磁滞回环把所述磁流变阀中的磁场的强度与被供应给所述线圈的电流关联，其中，所述磁流变阀包含在所述钻柱的井下部分中，并且所述磁流变阀通过响应于所述钻柱的钻头振动的大小和频率改变衰减力的大小以抑制所述钻头的振动；

(b)向所述线圈供应变化的电流，以使所述磁流变阀中的所述磁流变流体经受由所述线圈产生的变化的磁场；

(c)随着供应给所述线圈的电流变化，通过测量所述变化的电流和计算由该变化的电流产生的磁场的强度，确定所述磁流变阀的磁化历史，所述磁场的强度使用代表关联所述磁流变阀的所述极限磁滞回环的信息确定，其中所述磁流变阀的所述磁化历史包括第一数据点集的第一栈，每个所述第一数据点集包括第一数据点和第二数据点，所述第一数据点代表供应给所述线圈的电流并且所述第二数据点代表供应该电流所导致的磁场；

(d)使用在步骤(c)中确定的所述磁流变阀的所述磁化历史，确定将导致期望磁场的待供应给所述线圈的电流；其中确定待供应给所述线圈的电流包括：

(d1)复制所述第一数据点的第一栈，以产生数据点的第二栈；

(d2)把一个或多个第二数据点集添加至所述数据点的第二栈，被添加至所述第二栈的每个所述第二数据点集包括选择的测试电流以及如果把所述测试电流供应给所述线圈预期导致的磁化强度；和

(d3)在已经把所述一个或多个第二数据点集添加至所述第二栈之后，对所述第二栈中的所述数据点执行二分搜索，以确定将被供应给所述线圈的将导致所述期望磁场的电流；

(e)向所述线圈供应在步骤(d)中确定的电流，以基本获得所述期望磁场。

2.根据权利要求1所述的衰减振动的方法，其中每个所述第一数据点代表的、被供应给所述线圈的电流是被供应给所述线圈的电流的变化方向反转的电流。

3.根据权利要求1所述的衰减振动的方法，还包括下列步骤：

(i)在步骤(e)之后，进一步向所述线圈供应电流，该电流与在步骤(e)中供应给所述线圈的电流不同；

(j)与导致了在步骤(e)中电流被供应给所述线圈的电流的变化方向相比，仅当在步骤(i)中供应给所述线圈的电流代表了供应给所述线圈的电流的变化方向的反转，才更新在步骤(c)中确定的所述磁流变阀的所述磁化历史，以包括在步骤(e)中供应给所述线圈的电流。

4.根据权利要求1所述的衰减振动的方法，其中在步骤(c)中确定的所述磁流变阀的所述磁化历史包括第一数据点集，每个所述第一数据点集包括第一数据点和第二数据点，所述第一数据点代表被供应给所述线圈的电流并且所述第二数据点代表供应该电流所导致的磁场，并且其中在步骤(d)中确定待供应给所述线圈的电流包括对所述第一数据点集执行二分搜索。

5.根据权利要求4所述的衰减振动的方法，其中执行所述二分搜索的步骤包括将一个或多个第二数据点集添加至所述第一数据点集的步骤，每个所述第二数据点集包括选择的测试电流以及如果把所述测试电流供应给所述线圈预期导致的磁化强度，在所述第一数据点集和所述第二数据点集的组合上执行所述二分搜索。

6.根据权利要求4所述的衰减振动的方法，其中每个所述第一数据点代表的、被供应给所述线圈的电流是被供应给所述线圈的电流的变化方向反转的电流。

7.根据权利要求4所述的衰减振动的方法，还包括下列步骤：

(f)在步骤(e)之后，进一步向所述线圈供应电流，该电流与在步骤(e)中供应给所述线圈的电流不同；

(g)与导致了在步骤(e)中电流被供应给所述线圈的电流的变化方向相比，仅当在步骤(f)中供应给所述线圈的电流代表了供应给所述线圈的电流的变化方向的反转，才更新在步骤(c)中确定的所述磁流变阀的所述磁化历史，以包括在步骤(e)中供应给所述线圈的电流。

8.根据权利要求1所述的衰减振动的方法，还包括下列步骤：

(h)基于在步骤(e)中供应给所述线圈的电流，更新在所述步骤(c)中确定的所述磁流变阀的所述磁化历史。