[发明专利]基于低频弹性波响应特征的井筒气侵早期主动监测方法

摘要

本发明公开了一种基于低频弹性波响应特征的井筒气侵早期主动监测系统及方法，其能够在钻井过程中，实时监测钻头上方附近环空的含气率，尽早发现气侵并及时预警，监测灵敏可靠，为地面设计和实施井控操作争取宝贵时间，保障油气钻井工程安全。在钻井过程中，钻井液由环空流经井下监测短节，井下监测短节按照固定频率发射脉冲信号并将接收响应信号转化为电信号，提取电信号首波初至时间和峰值大小两个属性值进行编码，判断是否发生气侵，若确定发生气侵，则将气侵信息通过井下无线信号发射器发送至地面控制中心。

主权项

1.基于低频弹性波响应特征的井筒气侵早期主动监测系统，包括无线通信的井下无线信号发射器与地面控制中心，以及与井下无线信号发射器连接的井下监测短节，其特征在于，所述井下监测短节包括：弹性波脉冲发射盘，包括环形的弹性波发射盘基底，所述弹性波发射盘基底设有沿环形周向均匀分布的四个居中扶正翼片，每个居中扶正翼片的中央设有一个低频压电感应片Ⅰ，低频压电感应片Ⅰ连接至低频脉冲发生器，并受其激励产生低频弹性波脉冲；弹性波信号接收盘，结构与弹性波脉冲发射盘相同，其设置有低频压电感应片Ⅱ，它们与所述低频压电感应片Ⅰ的位置一一对齐，将弹性波响应信号转化为电信号；数字信号采集卡，采集低频脉冲发生器产生的矩形电脉冲信号以及弹性波信号接收盘的转化电信号；以及数字信号处理器，对数字信号采集卡采集的信号进行气侵判断，并将判断结果发送至井下无线信号发射器。