[實用新型]一種具有休眠喚醒功能的井下驅(qū)動執(zhí)行系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720486253.3
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN206972219U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李紹輝;馮強;白大鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B4/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 龐學欣

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于石油天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有休眠喚醒功能的井下驅(qū)動執(zhí)行系統(tǒng)。

背景技術(shù)

石油鉆井領(lǐng)域中，智能鉆井工具在隨鉆測量或后期開采過程中，實時記錄井下壓力、溫度等參數(shù)信息，通過傳輸介質(zhì)上傳至地面控制系統(tǒng)，同時，地面控制系統(tǒng)發(fā)出的指令下傳到智能鉆井工具的控制單元，解碼后驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的操作。井下與地面通信方式的選擇，與通信距離、傳輸介質(zhì)類型、地層特性、井下工況等多種因素密切相關(guān)，單靠某一種通信方式難以滿足復雜工況下的通信要求。此外，智能鉆井工具在鉆進、等待、起出等過程中，通常并不需要其整個控制執(zhí)行系統(tǒng)持續(xù)工作，若各單元在井下工作時間內(nèi)均處于上電喚醒狀態(tài)，在造成大量無效數(shù)據(jù)測量、存儲的同時，必然降低智能鉆井工具供電系統(tǒng)的性能，縮短智能鉆井工具井下工作時間，影響鉆進效率。

研究一種多級多通道井下低功耗控制執(zhí)行系統(tǒng)，通過設(shè)計多種通信方式實現(xiàn)地面與井下的多通道數(shù)據(jù)通信，通過多級休眠喚醒控制，實現(xiàn)井下控制單元與驅(qū)動執(zhí)行單元的分級喚醒策略，通過此種方式，在保證地面與井下雙向數(shù)據(jù)通信的同時，降低井下控制執(zhí)行系統(tǒng)的功率損耗，延長智能鉆井工具的井下工作時間，具有創(chuàng)新性和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種具有休眠喚醒功能的井下驅(qū)動執(zhí)行系統(tǒng)，提高地面控制系統(tǒng)與智能鉆井工具間通信的穩(wěn)定性和成功率，同時降低智能鉆井工具的功率損耗，延長智能鉆井工具井下工作時間。

為了達到上述目的，本實用新型提供的多級多通道井下低功耗控制執(zhí)行系 統(tǒng)包括：地面控制單元、多通道數(shù)據(jù)通信單元、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、喚醒單元、井下控制單元、驅(qū)動喚醒單元、驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)、井下電源管理單元，其中：地面控制單元通過多通道數(shù)據(jù)通信單元與系統(tǒng)協(xié)調(diào)、喚醒單元連接，系統(tǒng)協(xié)調(diào)、喚醒單元與井下控制單元連接，井下電源管理單元分別與系統(tǒng)協(xié)調(diào)、喚醒單元、井下控制單元、驅(qū)動喚醒單元和驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)相連接。

所述的系統(tǒng)協(xié)調(diào)、喚醒單元通過帶緩沖的I²C總線結(jié)構(gòu)與所述多通道數(shù)據(jù)通信單元連接。

所述的系統(tǒng)協(xié)調(diào)、喚醒單元中帶緩沖的I²C總線結(jié)構(gòu)包括第一控制芯片U1及其外圍電路，所述第一控制芯片U1選用LTC-4300系列總線緩沖器，所述第一控制芯片U1的上電使能引腳ENABLE連接所述井下電源管理單元中3.3V直流穩(wěn)壓電源，第一電容C1為去耦電容，一端連接所述井下電源管理單元中3.3V直流穩(wěn)壓電源VDD3.3，另一端接地，所述第一控制芯片U1的電源正引腳VCC連接所述井下電源管理單元中3.3V直流穩(wěn)壓電源VDD3.3，所述第一控制芯片U1的連接標志位引腳READY連接所述第一控制芯片U1的電源正引腳VCC，所述第一控制芯片U1的地線引腳GND接地，所述第一控制芯片U1的I²C總線時鐘輸入引腳SCLIN連接所述多通道數(shù)據(jù)通信單元中I²C總線時鐘輸出引腳，所述第一控制芯片U1的I²C總線數(shù)據(jù)輸入引腳SDAIN連接所述多通道數(shù)據(jù)通信單元中I²C總線數(shù)據(jù)輸出引腳，所述第一控制芯片U1的I²C總線時鐘輸出引腳SCLOUT連接所述井下控制單元中I²C總線時鐘輸入引腳，所述第一控制芯片U1的I²C總線數(shù)據(jù)輸出引腳SDAOUT連接所述井下控制單元中I²C總線數(shù)據(jù)輸入引腳，第一電阻R1的一端連接所述井下電源管理單元中3.3V直流穩(wěn)壓電源VDD3.3，另一端連接所述第一控制芯片U1的總線數(shù)據(jù)輸入引腳SDAIN，第二電阻R2的一端連接所述井下電源管理單元中3.3V直流穩(wěn)壓電源VDD3.3，另一端連接所述第一控制芯片U1的I²C總線時鐘輸入引腳SCLIN，第三電阻R3的一端連接所述井下電源管理單元中3.3V直流穩(wěn)壓電源VDD3.3，另一端連接所述第一控制芯 片U1的I²C總線時鐘輸出引腳SCLOUT，第四電阻R4的一端連接所述井下電源管理單元中3.3V直流穩(wěn)壓電源VDD3.3，另一端連接所述第一控制芯片U1的I²C總線數(shù)據(jù)輸出引腳SDAOUT，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4均為上拉電阻。