用于数据微存储器和测井微示踪器的自动回收装置及方法与流程

本发明涉及钻井随钻测控，尤其涉及一种用于数据微存储器和测井微示踪器的自动回收装置及方法，对释放式随钻数据传输的微存储器及投放井筒测量的微示踪器随钻井液上返后进行连续的监测和自动识别。

背景技术：

1、随着勘探开发工程的深度发展，各类难开发油气储层已进入普遍开发阶段，超深井、超长水平井等钻井新技术普遍应用；为了对井筒、井下地质和油气实现更准确的认识和评价，保障钻井安全，提升钻井质量和钻井时效，需要对井筒进行测量，因此很多高精度lwd测量工具投入了钻井应用。这些高精度的lwd工具作业中会产生大量的数据，目前的mwd随钻数据传输速率不能将这些数据无损传输到地面，这显然不能充分发挥这些lwd工具的随钻指导作用。因此，发展了井筒示踪器测量和大容量微芯片存储器井下释放式数据随钻传输技术。前者将传感器、存储器集成，封装为小尺寸探测器，通过将其投入井内随钻井液循环而测量井筒温度和压力，最后由钻井液携带至地面振动筛处进行回收和数据读取的设备；后者安装在释放式钻铤内，将lwd测量数据先转存至微芯片存储器中，在适当的时候将微芯片存储器释放到钻井环空内，由钻井液携带至地面钻井振动筛处进行回收，在振动筛处获取微芯片存储器，将数据读取并进行应用。

2、以上两种方式都有一个关键的技术，即是能在振动筛处自动识别和回收到成功上返的微示踪器和微存储器，只有成功回收到微存储器和微示踪器，这种测量或数传方式才有价值，自动识别微存储器和微存储器是保证上返的微存储器和微示踪器完全回收，减小人工影响因素和劳动强度的关键。微示踪器和微存储器的识别和回收技术存在两个方面的挑战，一是钻井液携带微示踪器和微存储器至地面的时间与理论计算时间有较大出入，主要受井筒、钻井液的影响，无法轻易清楚地知道它们何时返回地面，识别难度大；二是振动筛处泥浆、岩屑等杂物很多，人工识别少量的微存储器和微示踪器很容易漏失目标。

3、部分研究者针对识别和回收微示踪器和微存储器的技术进行了研究，如专利zl201610880811.4提供了一种回收方法，在回收装置内设置无线接收装置，利用微存储器内的信号发送与回收装置内置的无线接收装置之间的联系，识别微存储器并读取数据，能够对内置无线数据通信的微存储器实现回收回收，但是该回收手段的应用存在局限，在安装和使用方面不能适应所有钻井振动筛。论文“a distributed microchip system forsubsurface measurement”内记录了一种利用强磁工具和滤网回收的装置，但是这种方案是对回收目标内的元器件等磁性材料进行作用，由于回收目标内的磁性材料磁性很弱，因此实现微存储器的回收作业时，回收效率低，且很容易漏失目标。

4、另外，随着技术的研究，新兴的有线微存储器内只封存了电路板，不再带有电池和天线，上述传统的回收手段也无法很好地适应这种新技术的微存储器，因此亟需提供一种科学的释放式微芯片存储器回收方案，以实现高效精确的自动化回收作业。

5、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种用于数据微存储器和测井微示踪器的自动回收装置，对随钻井液上返至振动筛处的释放式随钻数据传输的微存储器或投放井筒测量的微示踪器进行连续的监测和自动识别，通过高速图像采集系统，进行振动筛面的高清光学和荧光图像高速采集，通过分析采集图像，进行微存储器/微示踪器特征分析，如果符合微存储器/微示踪器的图像特征，提示微存储器/微示踪器已返出，随钻井液返回地面的微存储器/微示踪器在离开振动筛后会进入微存储器/微示踪器的捕集装置，进行捕集，从而完成回收，实现微存储器/微示踪器的自动化识别，提升回收率。优选地，一个实施例中，所述装置包括：

2、图像采集模块，其设置在钻井地面振动筛处，用于实时获取振动筛的整体筛面图像；

3、管理控制模块，其与图像采集模块通信连接，包含电源管理模块和运行控制模块，用于获取采集的图像数据，并对装置各子模块进行供电管理，控制各子模块的运行；

4、图像识别系统，其与所述管理控制模块通信连接，用于接收采集的整体筛面图像，并依据光学特征进行微存储器和/或微示踪器的识别，并生成识别结果输出；

5、目标捕集模块，设置在振动筛出砂口处，用于捕集识别到的微存储器和/或微示踪器，供用户直接回收及提取微存储器保存的井下随钻测量工具数据或示踪器本身的测井数据。

6、进一步地，一个实施例中，设置所述图像采集模块设置在钻井地面振动筛的筛面及出砂口上方正面或侧面等对应位置，根据振动筛的顶部结构和型号设置一个或多个图像采集模块。可以安装在振动筛出砂口正面，或在振动筛出砂口侧面，如果振动筛为顶部开放式振动筛，还可以在振动筛顶部位置进行安装(即根据振动筛的具体型号和应用环境，可以单独或组合安装在振动筛的顶部，和/或出砂口的正面和/或出砂口的侧面)，对振动筛面进行完全的图像采集，以便对筛面进行整体图像识别，能够获取振动筛顶部、侧面、正面的图像。从而全方位对图像进行分析和识别，提高微存储器和微示踪器的识别效率。

7、一个可选的实施例中，所述图像采集模块包括图像采集器件主模块和安装支架，图像采集器件主模块采用广角高速摄像光学成像装置，对振动筛的筛面进行高速清晰成像，获得通过高清成像采集到振动筛面的自然光图片。

8、进一步地，一个优选的实施例中，设置图像采集模块还包括感光器和自然光补光灯，所述感光器实时监测振动筛处的光强信息，传输至管理控制模块，若光强符合设定的补光情况，则控制自然光补光灯自动实现补光，感光器感知振动筛面的光强，判断振动筛面的光强是否充路，如果不充足，则向振动筛面进行补光使之光线充足，以保障图像采集环境的光强始终充足。

9、优选地，一个实施例中，所述图像采集模块还包括紫外灯，响应于管理控制模块的指令向振动筛的筛面提供紫外光照射，激发微存储器和微示踪器荧光封装材料的荧光，以提高微存储器和微示踪器光学特征的辨识度。图像采集模块具有紫外荧光的摄像功能，从而能通过识别微存储器/微示踪器荧光的方式来识别返出的微存储器/微示踪器，更进一步增强识别能力。

10、进一步地，图像采集模块的安装支架包括固定底座、固定杆和连接固定板，固定底座固定设置在振动筛旁边，固定杆通过连接固定板与所述图像采集模块连接，所述连接固定板与固定杆采用齿轮连接结构活动连接，设置有锁紧结构，以使图像采集模块按需转动和锁定，保障安装支架和图像采集器件主模块作业稳定性的同时，提升了调节灵活度。

11、实际应用时，一个实施例中，所述图像识别系统接收一个或多个振动筛的图像数据，对接收到的白光整体筛面图像和/或紫外光荧光整体筛面图像进行分析，判识图像中是否存在符合微存储器和微示踪器特征的颗粒形状和荧光颗粒，若存在，生成表明目标已经上返的识别结果并输出，输出识别结果的方式包括：声音提醒、光信号提醒和消息提醒。

12、优选地，一个实施例中，设置所述图像识别系统集成设置远程测控模块，与管理控制模块连接，供工作人员输入或者设置控制指令和参数，实现对管理控制模块和各子模块的远程控制；通过远程控制的方法获取图像数据，并通过网络/无线获取数据，极大程度增加了系统的易用性。

13、一个可选的实施例中，所述管理控制模块设置在井场与振动筛设定距离范围内的位置，所述管理控制模块的供电管理模块包括防爆机箱，将供电电源及转换电路包裹在内。

14、具体地，一个实施例中，所述管理控制模块包括数据采集模块和通信模块，数据采集模块通过传输总线与图像采集模块连接，传输获取采集的图像数据，进而通过通信模块利用无线或有线的通信协议方式发送至图像识别系统。

15、进一步地，一个可选的实施例中，所述自动捕集模块设置在振动筛出砂口外，低于振动筛的出砂口，包括岩屑导板、导流槽和捕集挡板，根据微存储器和微示踪器的结构尺寸设置捕集挡板与导板之间的高度，以使微存储器和微示踪器被拦集。

16、与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：

17、本发明提供的一种用于数据微存储器和测井示踪器的自动回收装置及方法，该装置通过设置在振动筛处的图像采集模块实时获取振动筛的整体筛面图像；通过持续监测振动筛面的全方位高清图像，为微存储器和微示踪器的识别提供高精度的数据基础，且图像采集模块的设置极具灵活性，能够适用于各种类型的振动筛结构；

18、与图像采集模块通信连接设置管理控制模块，包含电源管理模块和运行控制模块，用于与图像采集模块通信连接设置管理控制模块，配置为获取采集的图像数据，并为各子模块提供电源和运行控制；现场安装图像采集的控制模块，基于控制程序或远程控制指令的方法获取图像数据，并通过网络/无线获取图像数据实现识别，极大程度增加了系统的易用性；

19、图像识别系统通过管理控制模块接收采集的整体筛面图像，依据光学特征进行微存储器和/或微示踪器的识别，生成识别结果输出；不存在对识别目标型号和原理的局限性，适用于多种微存储器和微失踪器；进而由设置在振动筛出砂口处的目标捕集模块，自动拦集微存储器和/或微示踪器，供用户回收及提取微存储器中的存储数据和/或示踪器的测井数据，减少人工作业局限，显著提升自动识别质量和效率。

20、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。