[发明专利]一种井下振动实时测量系统

权利要求书

1.一种井下振动实时测量系统，其特征在于，包括供电单元、扶正器单元、振动测量单元，锥形密封帽及定向托盘，其中，所述振动测量单元包括单片机，保护壳体，铜接头组件及振动参数测量器；

所述定向托盘固定连接钻铤，用于固定所述井下振动实时测量系统；

所述锥形密封帽固定连接所述定向托盘，用于降低钻井液流速；

所述单片机设置在所述保护壳体内；所述保护壳体通过所述铜接头组件固定连接所述锥形密封帽；所述铜接头组件内固定有插头，该插头通过信号线电连接所述单片机；所述振动参数测量器设置在所述保护壳体内，电连接所述单片机，用于测量钻具振动相关数据，并将测得的数据发送至所述单片机，以由所述单片机处理钻具振动相关数据并存储处理后的数据；

所述扶正器单元固定连接在所述供电单元与所述保护壳体之间，用于平衡井下振动实时测量系统；

所述供电单元电连接所述单片机及所述振动参数测量器，用于提供电能；

其中，所述振动参数测量器包括：三轴加速度传感器，用于测量钻具X、Y、Z三轴的加速度；

所述单片机处理加速度传感器所测数据的过程包括：设置测量周期，对所述测量周期内测得的X、Y、Z轴的测量数据分别进行排序；

对于每轴的排序结果，截取中间第一预定个数的测量数据，根据截取出的测量数据计算该轴的第一中间变量值；

根据第二预定个数个测量周期之内得到的各轴的第一中间变量值，通过公式一，计算得到第二中间变量，

其中，A、B、C分别表示X、Y、Z轴的第二中间变量，n表示第二预定个数，A_i、B_i、C_i表示第i个第一中间变量；

通过如下公式二计算X、Y、Z三轴的加速度：

其中，a_X、a_Y、a_Z分别表示X、Y、Z轴的加速度，f为三轴加速度传感器的频率，σ为转换系数。

2.如权利要求1所述的井下振动实时测量系统，其特征在于，所述振动参数测量器还包括：温度传感器及转速传感器；

所述温度传感器用于测量温度；

所述转速传感器用于测量转速。

3.如权利要求1所述的井下振动实时测量系统，其特征在于，所述振动测量单元还包括电路板，通过电路板支架固定在所述保护壳体内；

所述电路板上设置有所述单片机、转速传感器及温度传感器。

4.如权利要求3所述的井下振动实时测量系统，其特征在于，所述振动测量单元还包括电压变换器，设置在所述电路板上，用于将所述供电单元输出的电压转换为单片机及所述振动参数测量器所需电压。

5.如权利要求3所述的井下振动实时测量系统，其特征在于，所述振动测量单元还包括减震橡胶圈，设置在所述保护壳体内，用于保护所述电路板。

6.如权利要求1所述的井下振动实时测量系统，其特征在于，所述铜接头组件包括铜接头及母铜接头；

所述铜接头一端连接所述保护壳体，所述铜接头另一端连接所述母铜接头一端，所述母铜接头另一端连接所述锥形密封帽；

所述插头设置在所述母铜接头内，并通过插头固定件固定连接所述铜接头。

7.如权利要求1所述的井下振动实时测量系统，其特征在于，所述锥形密封帽圆台部分设置有一倾角为20°的斜坡面，斜坡面延伸至定位接头。

8.如权利要求1所述的井下振动实时测量系统，其特征在于，所述单片机还控制井下振动实时测量系统的工作模式：

当井下振动实时测量系统在没有下入指定井深时，所述单片机处于待机模式，控制所述振动参数测量器处于休眠状态；

当所述单片机接收到上位机发出的启动指令时，所述单片机从所述待机模式转为命令模式；

当所述单片机接收到上位机发出的采集不存储指令时，所述单片机从所述命令模式转为采集不存储模式，控制所述振动参数测量器处于工作状态，上传所述振动参数测量器测得的数据，但不存储数据；

当所述单片机接收到上位机发出的采集存储指令或维持采集不存储模式超过预定时间或待机模式时间倒计时归零时，所述单片机转为采集存储模式，控制所述振动参数测量器处于工作状态，处理所述振动参数测量器测得的数据并存储处理后的数据；

当所述单片机接收到上位机发出的待机指令时，所述单片机从命令模式转为待机模式。