[發明專利]鉆井導向參數的傳輸方法及設備

有效

• 申請號: 201811397318.2
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109356570B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 程彩鳳;林德樹
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;E21B47/26
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本發明實施例提供了一種鉆井導向參數的傳輸方法及設備。其中，所述方法包括：采用差量動態方式表示鉆井導向參數，得到差量動態鉆井導向參數，將所述差量動態鉆井導向參數封裝成鉆井導向參數數據包；將封裝成鉆井導向參數數據包的差量動態鉆井導向參數，發送至井下旋轉導向鉆井系統。本發明實施例提供的鉆井導向參數的傳輸方法及設備，通過采用動態差量法表示壓縮后的鉆井導向參數數據，并采用編碼的方法將較大的鉆井導向參數數據進行壓縮，可以及時高效地將鉆井導向參數傳輸至井下旋轉導向鉆井控制系統。

技術領域

本發明實施例涉及石油鉆探技術領域，尤其涉及一種鉆井導向參數的傳輸方法及設備。

背景技術

石油鉆井過程中，尤其是水平井、大位移井和分支井等復雜結構井的鉆井過程中，井場人員需要實時了解的各項井下參數是由隨鉆測量、測井(Logging while Drilling，LWD)系統完成的。隨鉆測量、測井系統是由井下控制器、各種井下參數測量儀器、隨鉆測量信息傳輸系統和地面信息接收、處理、顯示系統組成的。長期以來隨鉆測量、測井系統的各個子系統之間發展極不均衡，主要表現為需要傳輸的井下信息量不斷地增加與信息傳輸子系統傳輸速率低兩者之間的矛盾。隨著各種新的測量儀器的研制成功與應用，隨鉆測量需要的參數越來越多，從最初的井斜、方位、工具面等幾何參數測量發展到現在鉆壓、扭矩、壓力、溫度、自然伽馬、地層電阻率等多個地質參數的測量。從 1960年每 1000 英尺需要測量的數據量 45Kb 增加到1993年的 60Mb，到 1997 年需要傳輸的MWD 數據已經達到150bps。上世紀90年代以來，隨鉆測量的信息傳輸速率卻止步不前，成為隨鉆測量、測井系統發展的瓶頸。

地面控制系統接收到井下的實時鉆井數據，計算機系統利用這些數據模擬再現井下鉆井工具的工作情況，通過對比實際鉆井軌跡與設計鉆井軌跡，計算出應矯正的鉆頭工作參數，然后將這些實現鉆頭變化的操作的干預命令再通過傳輸通道發送給井下旋轉導向鉆井工具系統。而井下旋轉導向鉆井工具系統的控制器接收控制指令，從而指導井下導向工具的導向姿態，實現對井眼軌跡的實時控制。這樣，整個旋轉導向鉆井系統的閉環控制得到了實現。地面鉆井導向參數傳輸的井下接收技術而達到閉環控制。現有技術中鉆進導向參數的變化過程緩慢，其微小變化不易察覺，且數據量通常較大，造成不能按預計的井眼軌道進行鉆進。基于上述現實情況，找到一種能夠高效及時且靈敏有效地向井下旋轉導向鉆井系統傳遞鉆井導向參數的方法，就成為業界廣泛關注的技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明實施例提供了一種鉆井導向參數的傳輸方法及設備。

第一方面，本發明的實施例提供了一種鉆井導向參數的傳輸方法，包括：采用差量動態方式表示鉆井導向參數，得到差量動態鉆井導向參數，將所述差量動態鉆井導向參數封裝成鉆井導向參數數據包；將封裝成鉆井導向參數數據包的差量動態鉆井導向參數，發送至井下旋轉導向鉆井系統。

進一步地，在所述采用差量動態方式表示鉆井導向參數之前，還包括：對鉆井導向參數進行時間長度值編碼，得到編碼后鉆井導向參數，將所述編碼后鉆井導向參數發送至井下旋轉導向鉆井系統。

進一步地，所述對鉆井導向參數進行時間長度值編碼，包括：

；

其中，Ta為時長值，用于表示方位角度值；T為第一編碼時長，用于將360壓縮成數值為T的時間長度。

進一步地，所述對鉆井導向參數進行時間長度值編碼，包括：

；

其中，Ti為時長值，用于表示造斜強度；N為第二編碼時長，用于將180壓縮成數值為N的時間長度。

進一步地，所述鉆井導向參數數據包的格式，包括：數據包類型標識、數據域界定、數據包編號及參數域；所述數據包類型標識，用于標明數據包的性質；所述數據域界定，用于標明參數域的數據長度；所述數據包編號，用于標明數據包的具體類型；所述參數域，用于存放井下參數的數據域。