钻具控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及钻井，特别涉及一种钻具控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在钻井过程中，钻柱在井下的受力情况极为复杂，常常伴随着多种振动现象的产生，包括轴向振动、横向振动及扭转振动等。尤其是在横向振动和扭转振动的共同作用下，钻柱容易产生涡动现象。其中，涡动现象指的是钻柱在自转的同时，围绕井眼轴线进行公转的运动现象。涡动现象会加剧钻具的磨损，缩短钻具使用寿命，降低钻井效率，严重时会导致钻具损坏。因此，如何减缓或抑制钻柱涡动的产生，延长钻具使用寿命成为了一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种钻具控制方法、装置、设备及存储介质，可以减少由于钻柱涡动带来的非正常磨损以及井眼轨迹偏差等问题，提高钻井效率，延长钻具使用寿命。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种钻具控制方法，所述方法包括：

3、获取钻柱钻进过程中的第一加速度数据和第二加速度数据，所述第一加速度数据为所述钻柱切向振动时第一加速度的数据，所述第二加速度数据为所述钻柱法向振动时第二加速度的数据；

4、基于频域上的误差控制方程，对所述第一加速度数据进行二次积分，得到第一位移数据；

5、基于所述第一加速度数据、所述第二加速度数据和所述第一位移数据，确定所述钻柱的振动形式；

6、在确定所述钻柱的振动形式为涡动的情况下，控制所述钻柱的运动。

7、在一种可能的实现方式中，所述基于频域上的误差控制方程，对所述第一加速度数据进行二次积分，得到第一位移数据，包括：

8、基于加速度和位移，构建第一误差方程；

9、对所述第一误差方程进行傅里叶变换，得到频域上的所述误差控制方程；

10、基于所述误差控制方程，确定目标关系数据，所述目标关系数据用于表示加速度与位移的关系；

11、将所述第一加速度数据代入所述目标关系数据中，得到所述第一位移数据。

12、在另一种可能的实现方式中，所述对所述第一误差方程进行傅里叶变换，得到频域上的所述误差控制方程，包括：

13、对所述第一误差方程进行傅里叶变换，得到基于频率的传递函数；

14、基于预设精度和所述传递函数，确定频域上的所述误差控制方程，所述预设精度用于表示实际值与测量值之间允许的偏差。

15、在另一种可能的实现方式中，所述基于预设精度和所述传递函数，确定频域上的所述误差控制方程，包括：

16、对所述传递函数进行归一化处理，得到归一化处理后的传递函数；

17、基于所述预设精度，确定正则化因子；

18、将所述正则化因子代入到所述归一化处理后的传递函数中，得到频域上的所述误差控制方程。

19、在另一种可能的实现方式中，所述基于所述第一加速度数据、所述第二加速度数据和所述第一位移数据，确定所述钻柱的振动形式，包括：

20、基于所述第一加速度数据、所述第二加速度数据和所述第一位移数据，分别确定所述第一加速度的振幅、所述第二加速度的振幅和第一位移的振幅；

21、若所述第一加速度的振幅与第一预设振幅的比值大于或等于第一阈值，所述第二加速度的振幅与第二预设振幅的比值大于或等于所述第一阈值，所述第一位移的振幅与第三预设振幅的比值大于或等于第二阈值，且所述第一位移呈现周期性波动，则确定所述钻柱的振动形式为涡动。

22、在另一种可能的实现方式中，所述在确定所述钻柱的振动形式为涡动的情况下，控制所述钻柱的运动，包括以下至少一种方式：

23、确定转速区间，所述转速区间为避免所述钻柱产生涡动的转速区间；基于所述转速区间，调整所述钻柱的转速；

24、确定钻压区间，所述钻压区间为避免所述钻柱产生涡动的钻压区间；基于所述钻压区间，增加钻压；

25、获取所述钻柱的受力状态；基于所述钻柱的受力状态，调整所述钻柱的姿态；

26、基于所述钻柱上的减震装置，降低所述钻柱的振动幅度。

27、另一方面，提供了一种钻具控制装置，所述装置包括：

28、获取模块，用于获取钻柱钻进过程中的第一加速度数据和第二加速度数据，所述第一加速度数据为所述钻柱切向振动时第一加速度的数据，所述第二加速度数据为所述钻柱法向振动时第二加速度的数据；

29、第一确定模块，用于基于频域上的误差控制方程，对所述第一加速度数据进行二次积分，得到第一位移数据；

30、第二确定模块，用于基于所述第一加速度数据、所述第二加速度数据和所述第一位移数据，确定所述钻柱的振动形式；

31、控制模块，用于在确定所述钻柱的振动形式为涡动的情况下，控制所述钻柱的运动。

32、在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块，用于基于加速度和位移，构建第一误差方程；对所述第一误差方程进行傅里叶变换，得到频域上的所述误差控制方程；基于所述误差控制方程，确定目标关系数据，所述目标关系数据用于表示加速度与位移的关系；将所述第一加速度数据代入所述目标关系数据中，得到所述第一位移数据。

33、在另一种可能的实现方式中，所述第一确定模块，用于对所述第一误差方程进行傅里叶变换，得到基于频率的传递函数；基于预设精度和所述传递函数，确定频域上的所述误差控制方程，所述预设精度用于表示实际值与测量值之间允许的偏差。

34、在另一种可能的实现方式中，所述第一确定模块，用于对所述传递函数进行归一化处理，得到归一化处理后的传递函数；基于所述预设精度，确定正则化因子；将所述正则化因子代入到所述归一化处理后的传递函数中，得到频域上的所述误差控制方程。

35、在另一种可能的实现方式中，所述第二确定模块，用于基于所述第一加速度数据、所述第二加速度数据和所述第一位移数据，分别确定所述第一加速度的振幅、所述第二加速度的振幅和第一位移的振幅；若所述第一加速度的振幅与第一预设振幅的比值大于或等于第一阈值，所述第二加速度的振幅与第二预设振幅的比值大于或等于所述第一阈值，所述第一位移的振幅与第三预设振幅的比值大于或等于第二阈值，且所述第一位移呈现周期性波动，则确定所述钻柱的振动形式为涡动。

36、在另一种可能的实现方式中，所述控制模块，用于确定转速区间，所述转速区间为避免所述钻柱产生涡动的转速区间；基于所述转速区间，调整所述钻柱的转速；确定钻压区间，所述钻压区间为避免所述钻柱产生涡动的钻压区间；基于所述钻压区间，增加钻压；获取所述钻柱的受力状态；基于所述钻柱的受力状态，调整所述钻柱的姿态；基于所述钻柱上的减震装置，降低所述钻柱的振动幅度。

37、另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由所述处理器加载并执行，以实现上述任一项所述的钻具控制方法。

38、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由处理器加载并执行，以实现上述任一项所述的钻具控制方法。

39、另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由处理器加载并执行，以实现上述任一项所述的钻具控制方法。

40、本技术实施例提供了一种钻具控制方法，该方法先根据第一加速度数据、第二加速度数据和第一位移数据，确定钻柱的振动形式，在确定钻柱的振动形式为涡动的情况下，通过控制钻柱的运动来减缓或抑制钻柱产生涡动，从而减少由于钻柱涡动带来的非正常磨损以及井眼轨迹偏差等问题，提高钻井效率，延长钻具使用寿命。

41、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。