專利名稱：一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種指令編解碼方法，特別是關(guān)于一種用于鉆井技術(shù)領(lǐng)域的基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的自動化閉環(huán)鉆井技術(shù)，是典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，它以穩(wěn)定、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)在石油天然氣鉆井作業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。其中的指令下傳系統(tǒng)承擔(dān)著將地面的下傳指令向下傳輸至井底旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的作用，指令下傳系統(tǒng)和用于將信號向上傳輸?shù)碾S鉆測量系統(tǒng)(MWD系統(tǒng))構(gòu)成了地面系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的閉環(huán)通訊，是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制不可缺少的組成部分。目前，無論是國外技術(shù)成熟的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具還是國內(nèi)正在研發(fā)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具大多都是通過地面旁通管路泄流或者調(diào)整泵沖的方式，在鉆井的主循環(huán)管路中形成泥漿壓力脈沖，以實(shí)現(xiàn)地面下傳指令向井底傳輸?shù)哪康?。它們均配置有相?yīng)的泥漿壓力脈沖發(fā)生裝置，可以產(chǎn)生較為理想的泥漿壓力脈沖。因此設(shè)計(jì)一種簡單易行的泥漿壓力脈沖編解碼方法對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向指令下傳系統(tǒng)可靠、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具提供一種簡單易行的基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，它包括一編碼方法和一解碼方法，編碼方法通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具指令下傳系統(tǒng)中的脈沖閥控制系統(tǒng)控制脈沖閥按照指定的時(shí)序開啟或關(guān)閉，在井底產(chǎn)生四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖來完成一個(gè)下傳指令的發(fā)送，四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖中設(shè)置有一個(gè)以上的命令區(qū)、一校驗(yàn)區(qū)和一結(jié)束標(biāo)志，通過命令區(qū)中的脈沖時(shí)間間隔表征發(fā)送的下傳指令，通過校驗(yàn)區(qū)的脈沖時(shí)間間隔校驗(yàn)下傳指令，通過結(jié)束標(biāo)志表示下傳指令發(fā)送結(jié)束；與編碼方法對應(yīng)，解碼方法通過井底泥漿壓力測量裝置對井底四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖進(jìn)行檢測，獲取實(shí)測脈沖中與命令區(qū)和校驗(yàn)區(qū)對應(yīng)的時(shí)間參數(shù)，通過計(jì)算解析出對應(yīng)的下傳指令，并驗(yàn)證井底下傳指令的正確性。上述編碼方法中，指令下傳系統(tǒng)每發(fā)送一個(gè)下傳指令，脈沖閥控制系統(tǒng)控制脈沖閥按照以下時(shí)序開啟或關(guān)閉①控制脈沖閥開啟時(shí)間TF，再關(guān)閉時(shí)間TF+TK1，Tei = mXTF, m為大于等于O的整數(shù)；②控制脈沖閥開啟時(shí)間TF，再關(guān)閉時(shí)間TF+TK2，TE2 = nXTF,η為大于等于O的整數(shù)控制脈沖閥開啟時(shí)間TF，再關(guān)閉時(shí)間TF+TK3，TK3為校驗(yàn)碼，其值由n、m共同確定控制脈沖閥開啟時(shí)間Tf后關(guān)閉，直至指令下傳系統(tǒng)發(fā)送下一個(gè)下傳指令時(shí)為止;m、η通過排列組合與下傳指令一一對應(yīng)；四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖中設(shè)置的命令區(qū)有兩個(gè)第一命令區(qū)和第二命令區(qū)；第一與第二負(fù)脈沖的下降沿之間為第一命令區(qū)，第二與第三負(fù)脈沖的下降沿之間為第二命令區(qū)；第三與第四負(fù)脈沖的下降沿之間為校驗(yàn)區(qū)；解碼方法包括以下步驟1)通過井底泥漿壓力測量裝置對井底泥漿壓力負(fù)脈沖的下降沿進(jìn)行檢測，獲取第一與第二實(shí)測負(fù)脈沖下降沿之間的時(shí)間T1，第二與第三實(shí)測負(fù)脈沖下降沿之間的時(shí)間T2，第三與第四實(shí)測負(fù)脈沖下降沿之間的時(shí)間T3 ；2)根據(jù)步驟I)獲得的I\、T2和T3的數(shù)值，通過下列表達(dá)式計(jì)算相應(yīng)的三個(gè)參數(shù)Cp C2和C3
權(quán)利要求
1.一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，它包括一編碼方法和一解碼方法，其特征在于 編碼方法通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具指令下傳系統(tǒng)中的脈沖閥控制系統(tǒng)控制脈沖閥按照指定的時(shí)序開啟或關(guān)閉，在井底產(chǎn)生四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖來完成一個(gè)下傳指令的發(fā)送，四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖中設(shè)置有一個(gè)以上的命令區(qū)、一校驗(yàn)區(qū)和一結(jié)束標(biāo)志，通過命令區(qū)中的脈沖時(shí)間間隔表征發(fā)送的下傳指令，通過校驗(yàn)區(qū)的脈沖時(shí)間間隔校驗(yàn)下傳指令，通過結(jié)束標(biāo)志表示下傳指令發(fā)送結(jié)束； 與編碼方法對應(yīng)，解碼方法通過井底泥漿壓力測量裝置對井底四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖進(jìn) 行檢測，獲取實(shí)測脈沖中與命令區(qū)和校驗(yàn)區(qū)對應(yīng)的時(shí)間參數(shù)，通過計(jì)算解析出對應(yīng)的下傳指令，并驗(yàn)證井底下傳指令的正確性。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，其特征在于 所述編碼方法中，指令下傳系統(tǒng)每發(fā)送一個(gè)下傳指令，脈沖閥控制系統(tǒng)控制脈沖閥按照以下時(shí)序開啟或關(guān)閉①控制脈沖閥開啟時(shí)間TF，再關(guān)閉時(shí)間TF+TK1，Tei = mXTF，m為大于等于O的整數(shù)控制脈沖閥開啟時(shí)間TF，再關(guān)閉時(shí)間TF+TK2，Te2 = ηXTF, η為大于等于O的整數(shù)控制脈沖閥開啟時(shí)間TF，再關(guān)閉時(shí)間TF+TK3，Te3為校驗(yàn)碼，其值由n、m共同確定控制脈沖閥開啟時(shí)間Tf后關(guān)閉，直至指令下傳系統(tǒng)發(fā)送下一個(gè)下傳指令時(shí)為止;m、η通過排列組合與下傳指令一一對應(yīng)；四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖中設(shè)置的命令區(qū)有兩個(gè)第一命令區(qū)和第二命令區(qū)；第一與第二負(fù)脈沖的下降沿之間為第一命令區(qū)，第二與第三負(fù)脈沖的下降沿之間為第二命令區(qū)；第三與第四負(fù)脈沖的下降沿之間為校驗(yàn)區(qū)； 所述解碼方法包括以下步驟1)通過井底泥漿壓力測量裝置對井底泥漿壓力負(fù)脈沖的下降沿進(jìn)行檢測，獲取第一與第二實(shí)測負(fù)脈沖下降沿之間的時(shí)間T1，第二與第三實(shí)測負(fù)脈沖下降沿之間的時(shí)間T2，第三與第四實(shí)測負(fù)脈沖下降沿之間的時(shí)間T3 ；2)根據(jù)步驟I)獲得的1\、T2和T3的數(shù)值，通過下列表達(dá)式計(jì)算相應(yīng)的三個(gè)參數(shù)Q、C2和C3
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，其特征在于所述編碼方法中，當(dāng)n+m為偶數(shù)時(shí)，Tk3 = O,當(dāng)n+m為奇數(shù)時(shí)，TE3 = Tf ;相應(yīng)地,所述解碼方法中，當(dāng)C3 = O時(shí)，CJC2為偶數(shù)，或當(dāng)C3 = I時(shí)，CJC2為奇數(shù)，表明井底接收的下傳指令正確。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，其特征在于TF設(shè)置為15秒。
5.如權(quán)利要求I或2或3所述的一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，其特征在于所述編碼方法中，每個(gè)下傳指令發(fā)送的結(jié)束標(biāo)志為第四負(fù)脈沖的上升沿。
6.如權(quán)利要求4所述的一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，其特征在于所述編碼方法中，每個(gè)下傳指令發(fā)送的結(jié)束標(biāo)志為第四負(fù)脈沖的上升沿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于泥漿壓力脈沖的指令下傳編解碼方法，其特征在于編碼方法通過控制脈沖閥按照指定的時(shí)序開啟或關(guān)閉，在井底產(chǎn)生四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖來完成一個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向下傳指令的發(fā)送，四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖中設(shè)置兩命令區(qū)和一校驗(yàn)區(qū)，將兩命令區(qū)中的脈沖時(shí)間間隔排列組合起來表征所發(fā)送的下傳指令，將校驗(yàn)區(qū)的脈沖時(shí)間間隔用作校驗(yàn)下傳指令；與編碼方法對應(yīng)，解碼方法通過井底泥漿壓力測量裝置對井底四個(gè)泥漿壓力負(fù)脈沖的下降沿進(jìn)行檢測，獲取實(shí)測脈沖中與命令區(qū)和校驗(yàn)區(qū)對應(yīng)的時(shí)間參數(shù)，然后通過計(jì)算解析出井底接收到的下傳指令，并校驗(yàn)其正確性。本發(fā)明簡單易行且設(shè)置較靈活，可以滿足旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的需要，完成各種簡單及復(fù)雜指令的發(fā)送工作。
文檔編號E21B47/22GK102644458SQ20121011313
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者吳光武, 周建良, 李峰飛, 李漢興, 牛海峰, 程載斌, 蔣世全, 陳紅新 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院