專利名稱：一種鉆井用傳遞下行命令的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及井下閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向智能鉆井系統(tǒng)中的從地面向井下的信息傳輸通道設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井用傳遞下行命令的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，石油井下裝備逐漸體現(xiàn)出智能化、自動化的趨勢，這種趨勢還在蓬勃發(fā)展的過程中。比如智能鉆井導(dǎo)向系統(tǒng)、井下智能注水控制系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是測控均在井下由微電腦控制的智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成，與此同時(shí)地面也可以遙控。作為遙控的實(shí)現(xiàn)手段，地面到井下的數(shù)據(jù)傳送方法也是相關(guān)人員的熱點(diǎn)研究問題之一，在傳送中就要涉及到傳遞下行命令的系統(tǒng)。目前，在鉆井過程中從井口向井底智能工具傳遞信息的方法，不外乎如下幾種1、利用壓力傳感器敏感井口立管中鉆井液排量改變引發(fā)的壓力波變化；2、利用鉆桿轉(zhuǎn)速的變化或上提、下放操作在井底造成的角速度的變化或加速度的變化來傳遞信息的；3、利用上面提到的這些信號的組合或編碼。根據(jù)以上原理構(gòu)成的信息下傳系統(tǒng)包括敏感壓力、角速度、加速度變化的傳感器和采集處理組件，所說的采集處理組件由信號調(diào)理單元、信號采集單元、解碼單元和命令識別單元組成。作為系統(tǒng)傳輸?shù)拿浇槭倾@井液柱，或是鉆桿。該方法及系統(tǒng)的局限有1、適應(yīng)范圍窄；2、接收靈敏度和容錯(cuò)能力低；3、對安裝要求較高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要提供一種鉆井用傳遞下行命令的方法和系統(tǒng)，以有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的適應(yīng)范圍窄、接收靈敏度和容錯(cuò)能力低、對安裝要求較高和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種鉆井用傳遞下行命令的方法，它是利用安裝在井下鉆頭附近的加速度傳感器敏感振動變化，并將這種變化編碼后給井下工具傳遞控制信號的方法。
上述振動通過改變鉆井液流量實(shí)現(xiàn)，當(dāng)鉆井液循環(huán)時(shí)，與鉆柱相連的鉆頭水眼產(chǎn)生相應(yīng)的振動，加速度傳感器接收到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“1”；當(dāng)鉆井液循環(huán)停止時(shí)，加速度傳感器敏感不到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“0”；對“1”和“0”進(jìn)行編碼傳遞不同的信息。
上述方法中，在振動狀態(tài)與在靜止?fàn)顟B(tài)下，接收器接收到的振動能量(幅度)的差異超過30db以上?？捎行У靥岣咝畔鬏?shù)目煽啃浴?br> 上述振動響應(yīng)可以通過鉆進(jìn)破巖，即地面控制鉆頭進(jìn)尺產(chǎn)生，也可以通過驅(qū)動鉆桿或使鉆桿轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)。
一種使用上述方法的鉆井用傳遞下行命令的系統(tǒng)，包括設(shè)置于鉆鋌內(nèi)部的傳感器1和解碼識別模塊3，其特殊之處在于，還包括信號調(diào)理模塊2，所述傳感器1為加速度傳感器，包括設(shè)置在Z軸、X軸方向上相互垂直的兩個(gè)，兩個(gè)傳感器1的輸出分別接信號調(diào)理模塊2中的兩個(gè)信號調(diào)理單元的輸入，信號調(diào)理單元包括整流、放大和積分電路，信號調(diào)理模塊2的輸出接解碼識別模塊3。
上述傳感器模塊1是以芯片U2A為核心的加速度傳感器，U2A的型號為ADXL203；所述信號調(diào)理模塊2的兩個(gè)信號調(diào)理單元以并行方式與芯片U2A連接，每個(gè)信號調(diào)理單元以型號為OPA4234的四個(gè)串聯(lián)的放大芯片為核心，其中一個(gè)信號調(diào)理單元中的放大芯片U3A的輸入接于傳感器模塊1的第6腳，放大芯片U3D的輸出接于與解碼識別模塊，另一個(gè)信號調(diào)理單元中的放大芯片U4A的輸入接于傳感器模塊1的第7腳，放大芯片U4D的輸出接于與解碼識別模塊；上述解碼識別模塊3以芯片U1為核心，芯片U1的型號為C8051F060；解碼識別模塊3中芯片U1的第9腳與信號調(diào)理模塊中放大芯片U3A的輸出相接，解碼識別模塊3中芯片U1的第18腳與信號調(diào)理模塊中放大芯片U4A的輸出相接。
本發(fā)明提出的是一種利用鉆頭破巖能量大小和鉆井液通過鉆頭水眼引發(fā)的振動能量大小為依據(jù)在鉆井過程中傳遞下行命令的新思路，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、適用范圍廣當(dāng)振動由鉆井液循環(huán)產(chǎn)生時(shí)，不僅適用于泥漿井，也適用于欠平衡鉆井條件下使用。當(dāng)振動由地面操作控制鉆頭破巖產(chǎn)生時(shí)，由于根本不需要泥漿幫助產(chǎn)生振動傳遞信號，因此在欠平衡鉆井條件下使用具有絕對的優(yōu)勢。
2、對安裝要求低由于用動態(tài)加速度傳感器代替了靜態(tài)壓力傳感器，在有限的安裝空間里對機(jī)械結(jié)構(gòu)的安裝就降低了要求；3、測量信號準(zhǔn)確，解碼失誤少在過去的泥漿壓力脈沖通道測量方法中，是當(dāng)流體流動到井底時(shí)，測量環(huán)空壓差的壓力傳感器敏感流體流動，用流體流動或停止流動的方法傳遞命令“1”和“0”。由于鉆頭噴嘴相對于鉆鋌內(nèi)徑的縮徑，使得當(dāng)泥漿循環(huán)時(shí)在鉆頭內(nèi)外產(chǎn)生一個(gè)壓力差，該壓力差在數(shù)值上除了與噴嘴直徑、泥漿性質(zhì)有關(guān)之外，主要的變化是正比于循環(huán)泥漿的流量，例如在長慶油田鉆井時(shí)，泥漿排量一般為2800L/min，通過現(xiàn)場試驗(yàn)和理論分析都可以得到鉆頭內(nèi)外壓差為3MPa，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“1”；當(dāng)井下泥漿循環(huán)停止時(shí)，鉆頭內(nèi)外壓差為0，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“0”；。對“1”和“0”進(jìn)行編碼來傳遞不同的信息。采用這種方法，需要測量井底鉆頭內(nèi)外的壓差，但是在儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于壓力傳感器的安裝位置受到空間尺寸、密封絕緣、安裝位置以及與測量電路的連接等問題的限制，如果只測量到了鉆桿內(nèi)部的壓力變化，在解碼時(shí)，壓力信號上就疊加了隨井深變化的泥漿靜液柱壓力的信號，測量信號不準(zhǔn)確對解碼是不利的。
本發(fā)明提出用加速度傳感器代替壓力傳感器的數(shù)據(jù)傳輸方法，當(dāng)振動由鉆井液循環(huán)產(chǎn)生時(shí)，在與鉆柱相連的鉆頭水眼會產(chǎn)生相應(yīng)的振動，加速度傳感器接收到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“1”；而鉆井液循環(huán)停止時(shí)，加速度傳感器敏感不到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“0”；對“1”和“0”進(jìn)行編碼就可以傳遞不同的信息，由于鉆井液排量是在兩個(gè)顯著差異的范圍內(nèi)變化，因此測量信號準(zhǔn)確。當(dāng)振動由地面操作控制鉆頭破巖產(chǎn)生時(shí)，鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭破巖造成的振動能量很大，而地面停轉(zhuǎn)，鉆柱處于靜止?fàn)顟B(tài)，井下的振動能量最小，利用這種鉆柱旋轉(zhuǎn)與靜止在井下造成的振動能量差異，測量信號準(zhǔn)確。用上面的兩種不同的振動產(chǎn)生途徑均可確定信源的編碼，從而構(gòu)成指令信息，解碼失誤少。
4、對安裝要求低由于用動態(tài)加速度傳感器代替了靜態(tài)壓力傳感器，在有限的安裝空間里對機(jī)械結(jié)構(gòu)的安裝就降低了要求。
5、性能更可靠由于可以把加速度傳感器和測量電路安裝在一起，這樣就可以有效解決電氣連接和密封絕緣問題。系統(tǒng)可在井下可連續(xù)工作48小時(shí)，工作溫度可達(dá)到125℃。接收的井下命令解碼后存貯在存儲器中，并可以通過專用通訊裝置與PC機(jī)聯(lián)接，在地面采用相應(yīng)的控制與處理軟件接收并處理數(shù)據(jù)，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。
6、本方法所采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，工作性能穩(wěn)定，適用于各種環(huán)境條件。


圖1是實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖示；圖2是實(shí)施例2的樣機(jī)下井試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線；圖3為加速度變化示意圖；圖4是鉆進(jìn)狀態(tài)下鉆鉆頭破巖時(shí)的響應(yīng)；圖5是本發(fā)明的原理框圖；圖6是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
一種鉆井用傳遞下行命令的方法用下面的兩個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。
實(shí)施例1，一種鉆井用傳遞下行命令的方法，是利用安裝在井下鉆頭附近的加速度傳感器敏感井口鉆井液排量變化，并將這種變化編碼后給井下工具傳遞控制信號的方法。具體做法是當(dāng)鉆井液，例如泥漿循環(huán)時(shí)(通過控制立管上的旁通閥來控制地面泥漿排量或直接開關(guān)泵)，與鉆柱相連的鉆頭水眼產(chǎn)生相應(yīng)的振動，加速度傳感器接收振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“1”；當(dāng)泥漿循環(huán)停止或有與開泵相比較小的排量時(shí)，加速度傳感器敏感不到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“0”；對“1”和“0”進(jìn)行編碼傳遞不同的信息。
參見圖1，本方法在長慶油田通過現(xiàn)場下井試驗(yàn)驗(yàn)證。
該次試驗(yàn)條件的如下井深2176M；泵壓7MPa；鉆壓15T；轉(zhuǎn)速65rpm；泥漿比重1.08；井斜21°；方位290度試驗(yàn)在2176M井深處開始，一共分7個(gè)階段(1).在第1階段，地面的操作以2800L/min排量開泵，正常循環(huán)泥漿。
這時(shí)從鉆頭內(nèi)壓測量曲線可知在井底由靜液柱造成的靜壓為20MPa；由于泥漿循環(huán)造成的內(nèi)外壓差約為3MPa，該數(shù)值與理論計(jì)算基本吻合。從鉆頭橫向振動和縱向振動曲線可以看出在泥漿循環(huán)時(shí)鉆頭徑向和軸向的振動幅度分別為40g和20g；(2).在第2階段，地面的操作停泵；上提鉆柱一個(gè)立根長度2min，下放鉆柱一個(gè)立根長度1min；上提鉆柱一個(gè)立根長度2min，下放鉆柱一個(gè)立根長度1min；這時(shí)從鉆頭內(nèi)壓測量曲線可知停泵后鉆桿內(nèi)壓就是2176m處靜液柱壓力約20MPa；從鉆頭橫向振動和軸向振動曲線可以看出無論橫向還是縱向都可以敏感到鉆柱的上提、下放操作；(3).在第3階段，地面的操作開泵，地面將立管旁邊的旁通閥打開，以約14000L/min排量循環(huán)泥漿；上提鉆柱一個(gè)立根長度(2min)，下放鉆柱一個(gè)立根長度(1min)；上提鉆柱一個(gè)立根長度2min，下放鉆柱一個(gè)立根長度1min；
這時(shí)從鉆頭內(nèi)壓測量曲線可知由于地面將立管旁邊的旁通閥打開，泥漿排量變?yōu)?400L/min，由于泥漿循環(huán)造成的內(nèi)外壓差約為1.5MPa；從鉆頭橫向振動和縱向振動曲線可以看出無論橫向還是縱向都可以敏感到泥漿的循環(huán)操作。但是此時(shí)從振動曲線上尤其是橫向振曲線看出在開泵時(shí)很難敏感鉆柱的上下運(yùn)動操作。
(4).在第4階段，地面的操作停泵；以65rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)鉆柱2min，停鉆1min；鉆柱20s，停鉆40s；鉆柱20s，停鉆40s；鉆柱20s，停鉆40s；這時(shí)從鉆頭內(nèi)壓測量曲線可知停泵后鉆桿內(nèi)壓就是2176m處靜液柱壓力約20MPa；從鉆頭橫向振動和縱向振動曲線可以看出無論橫向還是縱向的傳感器輸出都與鉆柱的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)。鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)傳感器輸出較高的振動值(40g～50g)，而在鉆柱靜止時(shí)，傳感器輸出為零。
(5).在第5階段，地面的操作停鉆；以2800L/min排量開泵20s，停泵40s；開泵20s，停泵40s；停泵1min(期間活動鉆具)；這時(shí)從鉆頭內(nèi)壓測量曲線可知停泵時(shí)鉆桿內(nèi)壓就是2176m處靜液柱壓力約20MPa；由于泥漿循環(huán)造成20s的內(nèi)外壓差在穩(wěn)定時(shí)約為3MPa。從鉆頭橫向振動和縱向振動曲線可以看出無論橫向還是縱向的傳感器輸出都與泥漿循環(huán)的狀態(tài)相對應(yīng)，只是在活動鉆具時(shí)造成了一個(gè)擾動脈沖。泥漿循環(huán)時(shí)兩個(gè)振動傳感器輸出與壓力傳感器的輸出幅度相對應(yīng)。
(6).在第6階段，地面的操作以2800L/min排量開泵1min，停泵1min；開泵1min，停泵1min；以2800L/min排量開泵5min，停泵2min；開泵2min，停泵2min；從這一階段的試驗(yàn)曲線可知，當(dāng)泥漿循環(huán)時(shí)間超過1min時(shí)，無論是振動傳感器還是壓力傳感器的輸出均非常穩(wěn)定，與泥漿循環(huán)的狀態(tài)及時(shí)間相對應(yīng)。
(7).試驗(yàn)結(jié)束，開泵，正常鉆進(jìn)。
通過多個(gè)井次的室內(nèi)和下井試驗(yàn)，試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)顯示出井下傳感器接收信號可以敏感到地面泥漿泵的開關(guān)操作，進(jìn)而地面泥漿排量的編碼信號就可以通過這種方法傳遞到井下鉆頭附近。具體體現(xiàn)為(1)在井下的加速度傳感器在鉆井井下可以敏感到地面泥漿泵的開泵和停泵操作，說明泥漿循環(huán)對井下鉆具造成了的振動；(2)在停泵的條件下，加速度傳感器可以敏感到鉆桿的上提下放操作；但是在開泵的條件下，加速度傳感器很難敏感到鉆桿的上提下放操作，這是因?yàn)橛赡酀{循環(huán)造成的鉆具井下振動值遠(yuǎn)大于由于上提下放鉆具；(3)在測試條件下，停泵時(shí)，在地面旋轉(zhuǎn)或停止鉆具，井下的加速度傳感器至少可以敏感到地面鉆具的轉(zhuǎn)20s停40s的運(yùn)動；(4)在測試條件下，停鉆時(shí)，只是在地面開、停泵，井下的加速度傳感器可以敏感到周期在1min以上的地面泥漿泵開關(guān)變化。
實(shí)施例2，一種鉆井用傳遞下行命令的方法，是利用安裝在井下鉆頭附近的加速度傳感器敏感鉆頭破巖能量大小帶來的振動變化，并將這種變化編碼后給井下工具傳遞控制信號的方法。具體做法是利用鉆柱鉆進(jìn)產(chǎn)生振動，當(dāng)鉆柱鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭破巖造成的振動能量很大，而地面停轉(zhuǎn)，鉆柱處于靜止?fàn)顟B(tài)，井下的振動能量最小。利用這種鉆柱旋轉(zhuǎn)與靜止在井下造成的振動能量差異，確定信源的編碼，從而構(gòu)成指令信息，當(dāng)鉆頭破巖時(shí)，加速度傳感器接收振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“1”；當(dāng)鉆柱處于靜止?fàn)顟B(tài)或幾乎停鉆時(shí)，加速度傳感器敏感不到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“0”；對“1”和“0”進(jìn)行編碼傳遞不同的信息。
下面通過具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對該實(shí)施例進(jìn)行原理驗(yàn)證參見圖2～圖4，圖2中上面圖中所示為下鉆接立柱時(shí)井底液柱壓力的變化過程，下面圖中所示為鉆頭上對應(yīng)的加速度變化過程。圖3中曲線所示脈沖是上提鉆柱30m時(shí)的加速度變化，曲線其余部分表示鉆頭處休閑狀態(tài)時(shí)，加速度傳感器的響應(yīng)。
觀察如上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆頭破巖時(shí)，鉆柱上振動信號的頻率較高，通常在幾～幾十赫茲范圍內(nèi)變化。振動的幅度在1g～4g；在非鉆進(jìn)狀態(tài)，特別是靜止?fàn)顟B(tài)，鉆頭上的加速度是很小的，約在0.1g之內(nèi)。兩者差別很大。上提鉆桿，起、停之間井底鉆具加速度變化在+0.3g～-0.3g。因此，在地面活動鉆桿(上提、下放或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤)，即施加激勵于鉆桿，與不施加激勵、鉆具靜止相比在井底附近有很明顯的響應(yīng)。因此可以利用這一明顯區(qū)別，編碼后傳遞信息。
根據(jù)鉆柱振動狀態(tài)分析中幾個(gè)振動方面的特征分析，可以將信源編碼確定為若鉆柱靜止30s，視信源信號為“0”；若鉆柱鉆進(jìn)30s，視信源信號為“1”。信源信號“1”與“0”的組合，構(gòu)成十進(jìn)制數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以代表不同的含義。
實(shí)施例2相對于實(shí)施例1更具有突破性。
實(shí)施例和實(shí)施例2所采用的一種鉆井用傳遞下行命令的系統(tǒng)參見圖5，一種鉆井用傳遞下行命令的系統(tǒng)，包括設(shè)置于鉆鋌內(nèi)部的傳感器1、信號調(diào)理模塊2和解碼識別模塊3。所說的傳感器1為加速度傳感器，包括設(shè)置在Z軸、X軸方向上相互垂直的兩個(gè)，兩個(gè)傳感器1的輸出分別接信號調(diào)理模塊2中的兩個(gè)信號調(diào)理單元的輸入，信號調(diào)理單元包括整流、放大和積分電路，信號調(diào)理模塊2的輸出接解碼識別模塊3。
本系統(tǒng)中解碼識別模塊3中芯片U1的輸出第18腳接于導(dǎo)向控制器4上。
參見圖6，所說傳感器模塊1是以芯片U2A為核心的加速度傳感器，U2A的型號為ADXL203；所說信號調(diào)理模塊2的兩個(gè)信號調(diào)理單元以并行方式與芯片U2A連接，每個(gè)信號調(diào)理單元以型號為OPA4234的四個(gè)串聯(lián)的放大芯片為核心，其中一個(gè)信號調(diào)理單元中的放大芯片U3A的輸入接于傳感器模塊1的第6腳，放大芯片U3D的輸出接于與解碼識別模塊，另一個(gè)信號調(diào)理單元中的放大芯片U4A的輸入接于傳感器模塊1的第7腳，放大芯片U4D的輸出接于與解碼識別模塊；上述解碼識別模塊3以芯片U1為核心，芯片U1的型號為C8051F060，解碼識別模塊3中芯片U1的第9腳與信號調(diào)理模塊中放大芯片U3A的輸出相接，解碼識別模塊3中芯片U1的第18腳與信號調(diào)理模塊2中放大芯片U4A的輸出相接。
本發(fā)明的工作原理是本發(fā)明安裝在鉆頭之上的鉆鋌內(nèi)部，其中采用正交安裝在井下鉆具Z軸、X軸方向上的兩個(gè)動態(tài)加速度傳感器接收鉆具的振動信號，其敏感軸分別指向鉆柱的軸向和徑向；加速度傳感器1輸出的是脈沖信號，該信號通過信號調(diào)理模塊2，將雙向脈沖信號變換為反應(yīng)振動水平的電平信號；該信號送入由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的學(xué)習(xí)矢量量化網(wǎng)絡(luò)完成解碼任務(wù)；命令識別的作用是將接收到的命令解釋成下一步需要操作的具體動作，然后通知井下執(zhí)行機(jī)構(gòu)去執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種鉆井用傳遞下行命令的方法，它是利用安裝在井下鉆頭附近的加速度傳感器敏感振動變化，并將這種變化編碼后給井下工具傳遞控制信號的方法。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鉆井用傳遞下行命令的方法，其特征在于所述振動通過改變鉆井液流量實(shí)現(xiàn)，當(dāng)鉆井液循環(huán)時(shí)，與鉆柱相連的鉆頭水眼產(chǎn)生相應(yīng)的振動，加速度傳感器接收到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“1”；當(dāng)鉆井液循環(huán)停止時(shí)，加速度傳感器敏感不到振動信息，對解碼器來說，這時(shí)定義輸入為邏輯“0”；對“1”和“0”進(jìn)行編碼傳遞不同的信息。
3.如權(quán)利要求2所述的一種鉆井用傳遞下行命令的方法，其特征在于所述方法中，在振動狀態(tài)與在靜止?fàn)顟B(tài)下，接收器接收到的振動能量(幅度)的差異超過30db以上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鉆井用傳遞下行命令的方法，其特征在于所述振動響應(yīng)可以通過鉆進(jìn)破巖，即地面控制鉆頭進(jìn)尺產(chǎn)生，也可以通過驅(qū)動鉆桿或使鉆桿轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種使用鉆井用傳遞下行命令的方法的系統(tǒng)，包括設(shè)置于鉆鋌內(nèi)部的傳感器(1)和解碼識別模塊(3)，其特征在于還包括信號調(diào)理模塊(2)，所述傳感器(1)為加速度傳感器，包括設(shè)置在Z軸、X軸方向上相互垂直的兩個(gè)，兩個(gè)傳感器1的輸出分別接信號調(diào)理模塊(2)中的兩個(gè)信號調(diào)理單元的輸入，信號調(diào)理單元包括整流、放大和積分電路，信號調(diào)理模塊(2)的輸出接解碼識別模塊(3)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種鉆井用傳遞下行命令的方法，其特征在于所述傳感器模塊(1)是以芯片U2A為核心的加速度傳感器，U2A的型號為ADXL203；所述信號調(diào)理模塊(2)的兩個(gè)信號調(diào)理單元以并行方式與芯片U2A連接，每個(gè)信號調(diào)理單元以型號為OPA4234的四個(gè)串聯(lián)的放大芯片為核心，其中一個(gè)信號調(diào)理單元中的放大芯片U3A的輸入接于傳感器模塊(1)的第6腳，放大芯片U3D的輸出接于與解碼識別模塊，另一個(gè)信號調(diào)理單元中的放大芯片U4A的輸入接于傳感器模塊(1)的第7腳，放大芯片U4D的輸出接于與解碼識別模塊；上述解碼識別模塊(3)以芯片U1為核心，芯片U1的型號為C8051F060；解碼識別模塊(3)中芯片U1的第9腳與信號調(diào)理模塊中放大芯片U3A的輸出相接，解碼識別模塊(3)中芯片U1的第18腳與信號調(diào)理模塊中放大芯片U4A的輸出相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及井下閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向智能鉆井系統(tǒng)中的從地面向井下的信息傳輸通道設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井用傳遞下行命令的方法和系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)適應(yīng)范圍窄，接收靈敏度和容錯(cuò)能力低，對安裝要求較高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種鉆井用傳遞下行命令的方法，它是利用安裝在井下鉆頭附近的加速度傳感器敏感振動變化，并將這種變化編碼后給井下工具傳遞控制信號的方法。本發(fā)明還提供了一種使用鉆井用傳遞下行命令的方法的系統(tǒng)，包括設(shè)置于鉆鋌內(nèi)部的傳感器和解碼識別模塊，其特征在于還包括信號調(diào)理模塊，所述傳感器為加速度傳感器。
文檔編號E21B44/00GK1948708SQ20061010507
公開日2007年4月18日 申請日期2006年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者傅鑫生, 周靜, 尚海燕, 傅剛, 劉惠恩, 雷誠, 傅杰, 姜偉, 蔣世全 申請人:西安石油大學(xué), 中海石油研究中心