[發明專利]一種基于壓力波通訊的控制系統

在審

• 申請號: 202211687566.7
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN115657574A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 侯立東;高福剛;王畋富;任銘
• 申請（專利權）人: 合力（天津）能源科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 楊盼盼

本發明公開了一種基于壓力波通訊的控制系統，所述系統包括液壓傳感器、壓力波采集模塊、濾波處理模塊、信號解析模塊、輸出控制模塊、電機驅動器A、電機A、絲桿、電機驅動器B、電機B、液壓泵，液壓傳感器、壓力波采集模塊、濾波處理模塊、信號解析模塊依次電連接，且信號解析模塊的輸出端與輸出控制模塊的輸入端連接，所述輸出控制模塊分別通過電機驅動器A、電機驅動器B與電機A、電機B連接。本系統通過接收井上壓力波的形式實現井下動作的執行控制，該終端主要實現對泥漿壓力信號的接收處理及電機動作邏輯執行。

技術領域

本發明涉及電子設備相關技術領域，具體為一種基于壓力波通訊的控制系統。

背景技術

根據油田鉆井技術的發展，井上人員需要對井下設備進行調整控制，這就需要井下工具可以接收井上設備的指令并做出相應的動作。因此對井下工具的數據通訊提出了要求。

在油田開發過程中，一般井深多數會達到幾百米，甚至會達到幾千米，采用電纜方式進行數據通訊，所需電纜要幾千米長，同時還要配備專用的電纜絞線車，在現場連接使用相對困難，借用井下循環泥漿進行通訊，極大的減少了現場設備數量，簡化了井上與井下的通訊難度。

根據井下泥漿壓力受干擾嚴重，鉆桿振動造成雜波干擾等，采用了方波通訊，數學模糊算法處理方式濾除干擾。

發明內容

為解決現有技術存在的缺陷，本發明提供一種基于壓力波通訊的控制系統。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：一種基于壓力波通訊的控制系統，所述系統包括液壓傳感器、壓力波采集模塊、濾波處理模塊、信號解析模塊、輸出控制模塊、電機驅動器A、電機A、絲桿、電機驅動器B、電機B、液壓泵，液壓傳感器、壓力波采集模塊、濾波處理模塊、信號解析模塊依次電連接，且信號解析模塊的輸出端均與輸出控制模塊的輸入端連接，所述輸出控制模塊分別通過電機驅動器A、電機驅動器B與電機A、電機B連接，其中；

壓力波采集模塊用于實時對液壓傳感器的數據進行電壓數據采集，此采集通過AD轉換模式，將模擬量轉換成數字量傳輸給濾波處理模塊，濾波處理模塊將波形數據發送給信號解析模塊解析出電機A、電機B的控制命令，由輸出控制模塊通過電機驅動器A、電機驅動器B對電機A、電機B進行控制。

具體的，所述濾波處理模塊包含短時間單組采樣濾波和長時間多組采樣濾波兩種模式，其中：

單組采樣濾波使用數學期望求得均方根值，剔除掉偏差大于倍均方值的數據，取其他數據的平均值作為采集值；

多組采樣濾波采用多組數據從小到大排列后，去除最小的五組數據和最大的五組數據，其他數據進行差值計算，超過規定數值后認為取樣成功，超過規定個數的差值后認為方波出現，從而認定采樣成功。

具體的，所述液壓傳感器用于泥漿的壓力檢測。

具體的，所述濾波處理模塊具體使用了濾波處理機制和信號編碼機制。

具體的，所述的濾波處理機制為使用了數學模糊算法濾除數據中的干擾項。

具體的，所述的壓力波采集模塊使用了數學期望方式進行了AD采集校對，具體使用了數學期望濾波算法。

具體的，所述的輸出控制模塊還連接有電機電流采集模塊A、電機電流采集模塊B，所述的電機電流采集模塊A、電機電流采集模塊B分別與所述電機A、電機B所在的電路串聯。

本發明的有益效果是：

1、該種基于壓力波通訊的控制系統，可以省略掉相應的通訊電纜，不再需要繁瑣的現場電纜鋪設過程，使井上井下通訊更加方便。

2、該種基于壓力波通訊的控制系統，可以對脈沖編碼進行編碼波形控制，可增加或者減少脈沖周期，從而減慢或者加快通訊速率。