一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法，通過地面分析對(duì)MWD通過泥漿脈沖上傳的工作模式和井下參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要調(diào)整工作模式，生成一組數(shù)據(jù)編碼；泥漿負(fù)脈沖下傳將生成的數(shù)據(jù)編碼下傳到井下，泥漿負(fù)脈沖下傳采用三降三升模式，三降三升產(chǎn)生五個(gè)脈沖周期，利用每個(gè)周期內(nèi)泥漿排量對(duì)井下設(shè)備參數(shù)的影響將數(shù)據(jù)下傳到井下設(shè)備，井下設(shè)備采集受影響的參數(shù)并解碼，提取出數(shù)據(jù)信息將數(shù)據(jù)信息用于設(shè)備控制；井下設(shè)備將自身參數(shù)信息和控制狀態(tài)發(fā)送給MWD4，MWD4通過控制泥漿脈沖上傳，將隨鉆信息發(fā)送到地面。節(jié)約了數(shù)據(jù)下載時(shí)間，提高了參數(shù)下傳效率，對(duì)提高鉆井軌跡質(zhì)量有重要意義。
【專利說明】一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石油鉆井用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向設(shè)備井下工作時(shí)，需要根據(jù)地面指令調(diào)整工具的工作狀態(tài)及參數(shù)。目前鉆井現(xiàn)場(chǎng)一般用泥漿負(fù)脈沖進(jìn)行數(shù)據(jù)下傳、泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳傳輸速率低、而旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)種類相對(duì)較多、而且數(shù)據(jù)量也相對(duì)較大，例如需要下載的井斜信息范圍從0°到180°，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的分辨能力可達(dá)0.1°，如果下載井斜信息絕對(duì)值，需要編碼預(yù)留1800個(gè)數(shù)據(jù)表示能力；所以簡(jiǎn)單采用參數(shù)數(shù)值的編碼方式顯然不符合鉆井實(shí)際情況，增加鉆井時(shí)間和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
[0003]數(shù)據(jù)下傳編碼方法采用我國較為通用的泥漿負(fù)脈沖下傳技術(shù)，能夠適用目前我國幾乎所有的鉆井現(xiàn)場(chǎng)需要?，F(xiàn)場(chǎng)操作方便，下傳方法控制鉆井泥漿排量，引起井下設(shè)備部分參數(shù)變化，井下控制模塊對(duì)參數(shù)進(jìn)行采集并解碼完成數(shù)據(jù)下傳。數(shù)據(jù)編碼方法簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)覆蓋全面、指令調(diào)整靈活靈活、方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用泥漿負(fù)脈沖進(jìn)行數(shù)據(jù)下載的編碼方法，它能夠適用目前幾乎所有的鉆井現(xiàn)場(chǎng)需要。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法，地面分析對(duì)MWD通過泥漿脈沖上傳的工作模式和井下參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要調(diào)整工作模式，生成一組數(shù)據(jù)編碼；泥漿負(fù)脈沖下傳將生成的數(shù)據(jù)編碼下傳到井下，泥漿負(fù)脈沖下傳采用三降三升模式，三降三升產(chǎn)生五個(gè)脈沖周期，利用每個(gè)周期內(nèi)泥漿排量對(duì)井下設(shè)備參數(shù)的影響將數(shù)據(jù)下傳到井下設(shè)備，井下設(shè)備采集受影響的參數(shù)并解碼，提取出數(shù)據(jù)信息將數(shù)據(jù)信息用于設(shè)備控制；井下設(shè)備將自身參數(shù)信息和控制狀態(tài)發(fā)送給MWD4，MWD4通過控制泥漿脈沖上傳，將隨鉆信息發(fā)送到地面。
[0006]需要下載的數(shù)據(jù)編碼由數(shù)據(jù)頭、參數(shù)值和校驗(yàn)位組成。
[0007]所述的數(shù)據(jù)頭信息包含需要下載的參數(shù)類型，如角度、造斜力或?qū)蛄?，用一個(gè)或兩個(gè)位表示；參數(shù)值信息是數(shù)據(jù)參數(shù)的具體值，校驗(yàn)位為整個(gè)編碼的校驗(yàn)位，將數(shù)據(jù)頭和參數(shù)值按照二進(jìn)制或其他進(jìn)制進(jìn)行編碼，再對(duì)編碼取奇偶校驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)位為校驗(yàn)位。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，編碼方法采用順序編碼方法，編碼利用率高，編碼利用井下存儲(chǔ)的原始信息，對(duì)數(shù)據(jù)下傳數(shù)據(jù)進(jìn)行了優(yōu)化，按照不同指令進(jìn)行了編碼劃分，充分考慮了不同控制指令所需的編碼個(gè)數(shù)；對(duì)井下信息進(jìn)行利用，有效的控制了編碼個(gè)數(shù)，提高了下傳效率；解碼采用查表法進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，解碼過程簡(jiǎn)單。編碼中自帶數(shù)據(jù)校驗(yàn)位，可以對(duì)編碼下傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)失敗則不進(jìn)行解碼。編碼方式充分利用井下設(shè)備已存信息，對(duì)編碼范圍大的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使得數(shù)據(jù)碼變短易于下載，節(jié)約了數(shù)據(jù)下載時(shí)間，提高了參數(shù)下傳效率，對(duì)提高鉆井軌跡質(zhì)量有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所提供的一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法示意圖；
[0010]圖2為數(shù)據(jù)編碼格式圖。
[0011]圖中，I地面分析，2泥漿負(fù)脈沖下傳，3井下設(shè)備，4MWD，5泥漿脈沖上傳，6數(shù)據(jù)頭，7參數(shù)值，8校驗(yàn)位。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0013]編碼方法由編碼方法、解碼方法組成。編碼方法將需要下載的指令及參數(shù)進(jìn)行編碼，規(guī)定各個(gè)數(shù)據(jù)位表示的意義，將需要下載的指令進(jìn)行分類，確定指令種類和每種指令附帶的參數(shù)大小，根據(jù)種類和數(shù)據(jù)大小進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，對(duì)于值域?qū)挼膮?shù)，充分利用井下設(shè)備已有信息，采用保持加微調(diào)的方式編碼，改變井下設(shè)備參數(shù)；明確每個(gè)數(shù)據(jù)位的意義，并將參數(shù)按照一定順序排列；解碼方法包括參數(shù)的采集、判斷和解析出指令和參數(shù)，井下設(shè)備因?yàn)槟酀{流量變化引起的設(shè)備參數(shù)變化(如電源電壓)，對(duì)參數(shù)變化進(jìn)行測(cè)量和記錄，當(dāng)記錄數(shù)據(jù)滿足設(shè)定規(guī)則時(shí)，井下設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將解析的指令和參數(shù)傳遞給目標(biāo)設(shè)備。
[0014]本發(fā)明所述的工作原理編碼過程和解碼過程兩部分組成。
[0015]如圖1所示，地面分析I對(duì)MWD4通過泥漿脈沖上傳5的工作模式和井下參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要調(diào)整工作模式，生成一組數(shù)據(jù)編碼；泥漿負(fù)脈沖下傳2將生成的數(shù)據(jù)編碼下傳到井下，泥漿負(fù)脈沖下傳2 —般采用三降三升模式，三降三升產(chǎn)生五個(gè)脈沖周期，利用每個(gè)周期內(nèi)泥漿排量對(duì)井下設(shè)備參數(shù)的影響將數(shù)據(jù)下傳到井下設(shè)備3，井下設(shè)備3采集受影響的參數(shù)并解碼，提取出數(shù)據(jù)信息將數(shù)據(jù)信息用于設(shè)備控制；井下設(shè)備將自身參數(shù)信息和控制狀態(tài)發(fā)送給MWD4，MWD4通過控制泥漿脈沖上傳6，將隨鉆信息發(fā)送到地面。
[0016]如圖2所示，需要下載的數(shù)據(jù)編碼由數(shù)據(jù)頭7、參數(shù)值8和校驗(yàn)位9組成。數(shù)據(jù)頭7信息包含需要下載的參數(shù)類型，如角度、造斜力或?qū)蛄Γ靡粋€(gè)或兩個(gè)位表示；參數(shù)值8信息是數(shù)據(jù)參數(shù)的具體值，校驗(yàn)位9為整個(gè)編碼的校驗(yàn)位，將數(shù)據(jù)頭7和參數(shù)值8按照二進(jìn)制或其他進(jìn)制進(jìn)行編碼，再對(duì)編碼取奇偶校驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)位為校驗(yàn)位；
[0017]編碼過程是根據(jù)需要下載的指令及參數(shù)填寫數(shù)據(jù)頭7、參數(shù)值8。每個(gè)指令和數(shù)據(jù)7值一一對(duì)應(yīng)；參數(shù)值8根據(jù)需要下傳的指令參數(shù)范圍不同，采用兩種不同的編碼方式，當(dāng)需要下傳的數(shù)據(jù)范圍偏大時(shí)編碼原則采用保持加微調(diào)方式:在泥漿脈沖上傳5中，包含了井下設(shè)備3工作模式和當(dāng)前控制參數(shù)，參數(shù)值8的編碼可以利用井下設(shè)備3上傳的參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，參數(shù)值8即為井下設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)的微調(diào)值；當(dāng)需要下傳的數(shù)據(jù)范圍小時(shí)，參數(shù)值8為目標(biāo)參數(shù)的索引值。
[0018]解碼過程是根據(jù)井下設(shè)備3傳感器采集的信號(hào)還原出下傳數(shù)據(jù)的過程。井下設(shè)備3將傳感器采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)序列，對(duì)數(shù)據(jù)序列首先進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，對(duì)通過校驗(yàn)的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行解碼。解碼過程是編碼過程的擬過程。根據(jù)不同數(shù)據(jù)頭7，采用不同的解碼方法；對(duì)保持加微調(diào)數(shù)據(jù)，將參數(shù)值8當(dāng)作索引查表，然后將井下設(shè)備對(duì)應(yīng)控制參數(shù)按照查表值進(jìn)行調(diào)整。[0019]本發(fā)明編碼和解碼過程簡(jiǎn)單，編碼長度短，下載時(shí)間短，能夠快速高效的完成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制任務(wù)。本發(fā)明除了用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳外，還可用于其他鉆井過程中需要進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼下傳的場(chǎng)合。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法，其特征在于:地面分析(I)對(duì)MWD (4)通過泥漿脈沖上傳(5)的工作模式和井下參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要調(diào)整工作模式，生成一組數(shù)據(jù)編碼；泥漿負(fù)脈沖下傳(2)將生成的數(shù)據(jù)編碼下傳到井下，泥漿負(fù)脈沖下傳(2)采用三降三升模式，三降三升產(chǎn)生五個(gè)脈沖周期，利用每個(gè)周期內(nèi)泥漿排量對(duì)井下設(shè)備參數(shù)的影響將數(shù)據(jù)下傳到井下設(shè)備(3)，井下設(shè)備(3)采集受影響的參數(shù)并解碼，提取出數(shù)據(jù)信息將數(shù)據(jù)信息用于設(shè)備控制；井下設(shè)備將自身參數(shù)信息和控制狀態(tài)發(fā)送給MWD4，MWD4通過控制泥漿脈沖上傳(6)，將隨鉆信息發(fā)送到地面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法，其特征在于:需要下載的數(shù)據(jù)編碼由數(shù)據(jù)頭(7)、參數(shù)值(8)和校驗(yàn)位(9)組成。
3.如權(quán)利要求2所述的一種鉆井用泥漿負(fù)脈沖數(shù)據(jù)下傳編碼方法，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)頭(7)信息包含需要下載的參數(shù)類型，如角度、造斜力或?qū)蛄Γ靡粋€(gè)或兩個(gè)位表示；參數(shù)值(8)信息是數(shù)據(jù)參數(shù)的具體值，校驗(yàn)位(9)為整個(gè)編碼的校驗(yàn)位，將數(shù)據(jù)頭(7)和參數(shù)值(8)按照二進(jìn)制或其他進(jìn)制進(jìn)行編碼，再對(duì)編碼取奇偶校驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)位為校驗(yàn)位。
【文檔編號(hào)】E21B47/22GK103670381SQ201210320314
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】吳文晉, 白玉新, 梁軍, 張建國, 李雪, 李廣慶, 解慶 申請(qǐng)人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院