[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的下傳指令解碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310471238.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN103573258A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫炳章;白璟;劉慶成;胡超;劉煥雨;謝意;唐雅琴;劉小瑋;李旭東;劉偉;朱強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天科工慣性技術(shù)有限公司;中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B47/12
• 分類號(hào): E21B47/12
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于地面指令下傳時(shí)，井下系統(tǒng)對(duì)地面指令的接收及解碼方法。

背景技術(shù)

在石油鉆井作業(yè)中，能實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆進(jìn)過程閉環(huán)控制的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于石油勘探開發(fā)作業(yè)中。目前，在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井領(lǐng)域，大部分關(guān)鍵技術(shù)均掌握在國外幾家油氣開發(fā)服務(wù)公司手中，國內(nèi)公司在該領(lǐng)域正處于發(fā)展初期。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)石油資源的勘探開發(fā)需求日趨緊迫，對(duì)高效的石油鉆井系統(tǒng)的要求越來越高。因此，開發(fā)出自己成熟的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，已經(jīng)成為國內(nèi)石油鉆井行業(yè)的重要任務(wù)。

相對(duì)于以往的石油鉆井系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的一個(gè)重要特征就是實(shí)現(xiàn)了鉆井過程的閉環(huán)控制，既在鉆井過程中，井下系統(tǒng)在無需停鉆的情況下，可以接收通過泥漿傳輸?shù)牡孛嬷噶畈⒄{(diào)整鉆具的運(yùn)行狀態(tài)，其中關(guān)鍵的一步就是井下系統(tǒng)對(duì)下傳指令的準(zhǔn)確接收及解算。

現(xiàn)有的編解碼方法，比如參考專利號(hào)：ZL201210113132，一般通過控制脈沖閥按照指定的時(shí)序開啟或關(guān)閉，在井底產(chǎn)生四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖來完成一個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向下傳指令的發(fā)送，四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖中設(shè)置兩命令區(qū)和一校驗(yàn)區(qū)，將兩命令區(qū)中的脈沖時(shí)間間隔排列組合起來表征所發(fā)送的下傳指令，將校驗(yàn)區(qū)的脈沖時(shí)間間隔用作校驗(yàn)下傳指令；與編碼方法對(duì)應(yīng)，解碼方法通過井底泥漿壓力測(cè)量裝置對(duì)井底四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖的下降沿進(jìn)行檢測(cè)，獲取實(shí)測(cè)脈沖中與命令區(qū)和校驗(yàn)區(qū)對(duì)應(yīng)的時(shí)間參數(shù)，然后通過計(jì)算解析出井底接收到的下傳指令，并校驗(yàn)其正確性。該方法指令編解碼方法比較復(fù)雜，而且由于井下環(huán)境非常復(fù)雜，存在各種高強(qiáng)度的振動(dòng)、沖擊、電磁干擾等干擾因素，井下系統(tǒng)對(duì)下傳的泥漿脈沖信號(hào)的接收及正確識(shí)別會(huì)受到不同程度的影響，甚至?xí)斐尚畔⑾聜魇　?/p>

因此，如何接收并正確識(shí)別下傳信息是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)研制過程中必需解決的一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本項(xiàng)發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)Φ孛嫦聜餍畔?zhǔn)確接收并識(shí)別的處理方法，解決了下傳信息因衰減、干擾而造成的接收及識(shí)別錯(cuò)誤率高的難題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的下傳指令解碼方法，其步驟為：

1）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)通過指令轉(zhuǎn)換單元將下傳指令轉(zhuǎn)換為設(shè)定脈寬的泥漿流量信息，發(fā)送給旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的井下控制系統(tǒng)；

2）井下控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集泥漿流量信息，并對(duì)一定時(shí)間范圍內(nèi)采集到的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，如果處理后的數(shù)據(jù)峰值達(dá)到設(shè)定值H，則判定有指令信息開始下傳，進(jìn)行步驟3）；否則沒有指令信息下傳；

3）井下控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集泥漿流量信息并進(jìn)行匹配濾波處理，得到下傳的脈沖位置信息；

4）井下控制系統(tǒng)根據(jù)確定出的脈沖位置信息計(jì)算每一脈沖的梯度值，如果信號(hào)梯度變化超過設(shè)定值h1且為正，則判定出現(xiàn)脈沖上升沿；如果信號(hào)梯度變化超過設(shè)定值h2且為負(fù)，則判定出現(xiàn)脈沖下降沿；

5）井下控制系統(tǒng)根據(jù)確定出的脈沖信號(hào)信息得到所下傳的指令信息。

進(jìn)一步的，所述脈沖信號(hào)信息包括脈沖信號(hào)的位置和脈沖寬度。

進(jìn)一步的，當(dāng)判定有指令信息開始下傳時(shí)，所述井下控制系統(tǒng)立即發(fā)送指令給井下控制系統(tǒng)的上傳工具，停止該上傳工具的工作。

進(jìn)一步的，所述設(shè)定值H大于設(shè)定值h1、設(shè)定值h2。

進(jìn)一步的，所述設(shè)定值h1>h2。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果為：

由于井下的復(fù)雜環(huán)境，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的振動(dòng)、沖擊，產(chǎn)生或大或小的脈沖，這些干擾信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)間和大小難以掌控，進(jìn)而對(duì)泥漿脈沖信息的傳輸嚴(yán)重干擾，本發(fā)明利用匹配濾波算法，通過對(duì)下傳脈沖寬度的適當(dāng)調(diào)整，提高對(duì)下傳信息識(shí)別的準(zhǔn)確率。通過對(duì)泥漿脈沖上升（下降）沿附近信號(hào)梯度的變化率，確定泥漿脈沖位置，從而根據(jù)解碼出的脈沖信息得到下傳的指令信息，大大提高了解碼的準(zhǔn)確率。

為了便于井下系統(tǒng)準(zhǔn)確識(shí)別出將要有信息下傳，本發(fā)明在信息下傳開始時(shí)，首先產(chǎn)生一個(gè)較強(qiáng)的脈沖信息，即峰值H大于信息脈沖的峰值，以便井下系統(tǒng)準(zhǔn)確判斷出將有信息下傳并準(zhǔn)備采集、識(shí)別和解碼。

考慮到脈沖在實(shí)際傳播過程中，下降沿一般會(huì)低于上升沿的高度，因此本發(fā)明將脈沖檢測(cè)過程中的檢測(cè)值設(shè)定為h1<h2。

附圖說明

附圖為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實(shí)施方式