專利名稱：一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種為控制旋轉(zhuǎn)導向鉆井工具提供參考依據(jù)的鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的不斷進步，旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)在石油天然氣鉆井作業(yè)中得到越來越廣泛的應用。旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)是典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其主要通過測、傳、導的功能引導和控制鉆頭鉆入預期的目標地層。其中，指令下傳系統(tǒng)承擔著將地面指令向下發(fā)送至井底旋轉(zhuǎn)導向工具的作用，是旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制不可缺少的組成部分。目前，國外旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)的指令下傳系統(tǒng)以及國內(nèi)正在研究的旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)大多是通過利用地面對泥漿進行泄流時產(chǎn)生的泥漿脈沖，實現(xiàn)地面指令向井下工具的傳輸。這種方式由于未對泥漿實際泄流量和系統(tǒng)發(fā)送的指令進行檢測，因此不能判斷實際泄流量是否達到設(shè)計要求，以及所發(fā)指令是否正確，不能為現(xiàn)場作業(yè)提供有效的參考，整個閉環(huán)控制系統(tǒng)的準確 性較低，可靠性較差。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠判斷泥漿泄流量是否達到設(shè)計要求，以及下傳指令是否正確的鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于它包括一測量子系統(tǒng)和一終端子系統(tǒng)；測量子系統(tǒng)設(shè)置在連接泥漿主循環(huán)管路與地面泄流裝置的旁通管路上，其包括一測量地面泄流裝置的立管壓力的壓力測量模塊、一測量地面泄流裝置的泥漿泄流量的流量測量模塊和一電源模塊；終端子系統(tǒng)設(shè)置在一上位計算機中，其包括一通訊模塊和一數(shù)據(jù)處理模塊；通訊模塊的一端與數(shù)據(jù)處理模塊總線連接，另一端與壓力測量模塊和流量測量模塊總線連接；壓力測量模塊和流量測量模塊均與電源模塊電連接；其中，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)流量測量模塊測得的泥漿泄流量，通過計算判斷泥漿泄流量是否達到設(shè)計要求，根據(jù)壓力測量模塊測得的壓力信號，通過解析判斷指令是否發(fā)送成功，并將判斷結(jié)果反饋給指令下傳系統(tǒng)。上述壓力測量模塊由通過總線依次連接的一壓力傳感器、一信號調(diào)理電路、一 A/D轉(zhuǎn)換器和一微處理器組成。上述流量測量模塊為一智能型電磁流量計。上述通訊模塊與數(shù)據(jù)處理模塊的連接總線是USB總線。上述通訊模塊與壓力測量模塊和流量測量模塊的連接總線是RS485總線。本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型由于設(shè)置有一流量測量模塊對地面泄流裝置的泥漿泄流量進行實時檢測，因此能夠確保指令下傳系統(tǒng)將泄流量控制在合理的范圍內(nèi)，滿足實際工作需要。2、本實用新型由于設(shè)置有一壓力測量模塊對地面泄流裝置的立管壓力進行實時檢測，通過壓力信號的上升沿與下降沿之間的時間差與事先確定的指令所對應的時間范圍進行對比，解析并判斷指令是否發(fā)送成功，因此能夠為指令成功下傳提供參考依據(jù)，從而有效地提高了指令下傳系統(tǒng)的準確性和可靠性。本實用新型可以廣泛用于各種類型的鉆井作業(yè)控制系統(tǒng)。

圖I是本實用新型組成示意圖圖2是圖I中的局部示意圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行詳細的描述。如圖I所示，本實用新型包括一測量子系統(tǒng)I和一終端子系統(tǒng)2。其中，測量子系統(tǒng)I設(shè)置在連接泥漿主循環(huán)管路3與地面泄流裝置4的旁通管路5上，它包括一測量地面 泄流裝置4的立管壓力的壓力測量模塊6、一測量地面泄流裝置4的泥漿泄流量的流量測量模塊7和一電源模塊8。終端子系統(tǒng)2設(shè)置在一上位計算機(圖中未示出)中，它包括一通訊模塊9和一數(shù)據(jù)處理模塊10。通訊模塊9的一端與數(shù)據(jù)處理模塊10總線連接，另一端與壓力測量模塊6和流量測量模塊7總線連接；壓力測量模塊6和流量測量模塊7均與電源模塊8電連接。上述實施例中，如圖2所示，壓力測量模塊6可以由通過總線依次連接的一壓力傳感器61、一信號調(diào)理電路62、一 A/D轉(zhuǎn)換器63和一微處理器64組成。流量測量模塊7可以為一智能型電磁流量計。上述實施例中，如圖2所示，通訊模塊9與數(shù)據(jù)處理模塊10的連接總線可以是USB總線，通訊模塊9與壓力測量模塊6和流量測量模塊7的連接總線可以是RS485總線。本實用新型工作時，終端子系統(tǒng)2的數(shù)據(jù)處理模塊10按照預先設(shè)定的采樣頻率，定期通過通訊模塊9向壓力測量模塊6和流量測量模塊7發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令；壓力測量模塊6和流量測量模塊7收到數(shù)據(jù)采集指令后，分別將實時采集的壓力信號和泥漿泄流量通過總線傳給終端子系統(tǒng)2的通訊模塊9 ;通訊模塊9將接收到的信號數(shù)據(jù)通過總線傳給數(shù)據(jù)處理模塊10，數(shù)據(jù)處理模塊10根據(jù)接收到的壓力信號和泥漿泄流量進行解析判斷，并將判斷結(jié)果反饋給指令下傳系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理模塊10的解析判斷包括以下步驟I)保存并通過終端設(shè)備顯示接收到的壓力信號和泥漿泄流量；2)根據(jù)泥漿泄流量計算地面泄流裝置的泄流比，將其與預先設(shè)定的合理泄流比范圍進行比較如果泄流比未落在合理泄流比范圍內(nèi)，通知指令下傳系統(tǒng)發(fā)出相應的流量控制指令；泄流比=(泄流量/正常循環(huán)流量)X 100%其中，正常循環(huán)流量是旋轉(zhuǎn)導向工具正常工作時主循環(huán)管路中的泥漿流量，正常循環(huán)流量可以通過現(xiàn)場泥漿泵的工作參數(shù)直接獲得。3)識別壓力信號中的上升沿和下降沿，計算上升沿與下降沿之間的時間差，將這些時間差分別與預先確定的指令所對應的時間范圍進行比較如果時間差落在一指令對應的時間范圍內(nèi)，則解釋出相應的指令，并進一步判斷該指令是否與預期的指令一致①如果該指令與預期的指令一致，則表明指令發(fā)送成功；②如果該指令與預期的指令不符，則表明指令 發(fā)送錯誤，通知指令下傳系統(tǒng)重新發(fā)送指令；如果時間差未在任何指令對應的時間范圍內(nèi)，則表明指令發(fā)送錯誤，通知指令下傳系統(tǒng)重新發(fā)送指令。上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
權(quán)利要求1.一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于它包括一測量子系統(tǒng)和一終端子系統(tǒng)；所述測量子系統(tǒng)設(shè)置在連接泥漿主循環(huán)管路與地面泄流裝置的旁通管路上，其包括一測量所述地面泄流裝置的立管壓力的壓力測量模塊、一測量所述地面泄流裝置的泥漿泄流量的流量測量模塊和一電源模塊；所述終端子系統(tǒng)設(shè)置在一上位計算機中，其包括一通訊模塊和一數(shù)據(jù)處理模塊；所述通訊模塊的一端與所述數(shù)據(jù)處理模塊總線連接，另一端與所述壓力測量模塊和所述流量測量模塊總線連接；所述壓力測量模塊和所述流量測量模塊均與所述電源模塊電連接；其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述流量測量模塊測得的泥漿泄流量，通過計算判斷所述泥漿泄流量是否達到設(shè)計要求，根據(jù)所述壓力測量模塊測得的壓力信號，通過解析判斷指令是否發(fā)送成功，并將判斷結(jié)果反饋給指令下傳系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述壓力測量模塊由通過總線依次連接的一壓力傳感器、一信號調(diào)理電路、一 A/D轉(zhuǎn)換器和一微處理器組成。
3.如權(quán)利要求I所述的一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述流量測量模塊為一智能型電磁流量計。
4.如權(quán)利要求2所述的一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述流量測量模塊為一智能型電磁流量計。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊的連接總線是USB總線。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述通訊模塊與所述壓力測量模塊和所述流量測量模塊的連接總線是RS485總線。
7.如權(quán)利要求5所述的一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述通訊模塊與所述壓力測量模塊和所述流量測量模塊的連接總線是RS485總線。
專利摘要本實用新型涉及一種鉆井指令下傳系統(tǒng)的地面監(jiān)測系統(tǒng)，它包括測量子系統(tǒng)和終端子系統(tǒng)。測量子系統(tǒng)設(shè)置在連接泥漿主循環(huán)管路與地面泄流裝置的旁通管路上，其包括對地面泄流裝置測量立管壓力的壓力測量模塊、測量泥漿泄流量的流量測量模塊和電源模塊。終端子系統(tǒng)設(shè)置在上位計算機中，其包括通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。通訊模塊的一端與數(shù)據(jù)處理模塊總線連接，另一端與壓力測量模塊和流量測量模塊總線連接。壓力測量模塊和流量測量模塊均與電源模塊電連接。本實用新型通過對地面泄流裝置的泥漿泄流量和立管壓力進行檢測，幫助指令下傳系統(tǒng)將泥漿泄流量控制在合理的范圍內(nèi)，提高指令下傳的成功率，從而能夠有效提高鉆井指令下傳系統(tǒng)的準確性和可靠性。
文檔編號G08C19/00GK202549053SQ201220121749
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28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