一种地面指令下传方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油钻井技术，尤其涉及一种地面指令下传方法和系统。
【背景技术】
[0002]在石油钻井作业中，旋转导向钻井工具已经广泛应用于石油勘探开发作业中。现有的用于地面指令下传的方法主要有两种:(I)是先使旋转导向钻井工具停止钻进，然后通过“关”和“开”泥浆泵以形成“O”和“I”的泥浆脉冲，再通过与“开”和“关”泥浆泵的时间相结合进行编码，形成特定的编码以便进行地面指令的下传；(2)通过对立管泥浆进行一定流量和一定时间的分流，使得井下涡轮发电机涡轮转速发生周期性变化，从而实现地面指令的编码，再由涡轮发电机控制电路检测并解出这个编码，并传递给旋转导向工具控制电路，从而实现控制旋转导向工具的功能。
[0003]第一种指令下传方法的主要缺点是:必须要让旋转导向钻井工具停止钻进，才能进行指令的下传，这样做会造成钻井作业时间延长，效率降低，作业成本增加。而且当泥浆泵停泵后，旋转导向钻井工具钻进时产生的岩肩会由于停泵而逐渐沉积，附着在工具表面，当钻进时可能会引起卡钻等井下事故。
[0004]第二种指令下传方法需要在井场增加立管泥浆分流装置，并用高压软管与立管和泥浆池连接，将泥浆从立管中分出，通过立管泥浆分流装置再回到泥浆池中。再用电缆将立管泥浆分流装置与控制室连接，实现现场工程师对立管泥浆分流装置的远程控制。因此，第二种指令下传方法的主要缺点是:增加了设备和费用，也增加了现场工程师的工作量；并且在完成井上作业后，还需要仪修工程师对设备进行维护保养，也增加了成本和工作量。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提出了一种地面指令下传方法和系统，能够在不需要关停泥浆泵和不需要增加现场操作设备、人员和工时的情况下，实现将地面指令传递给旋转导向工具。
[0006]为了达到上述目的，本发明提出了一种地面指令下传方法，该方法包括:
[0007]根据预先设置的第一下传指令对照表确定地面要下传的指令所对应的编码，并根据该编码确定地面钻井顶驱对地下旋转导向工具的钻具进行上提和下放的时间间隔周期。
[0008]根据该时间间隔周期控制地面钻井顶驱对钻具进行上提和下放。
[0009]检测钻具周期性上提和下放时产生的轴向加速度。
[0010]根据预先设置的第二下传指令对照表确定轴向加速度对应的编码，根据该编码和第一下传指令对照表确定地面要下传的指令。
[0011]优选地，该编码为二进制码；第一下传指令对照表包括:地面要下传的指令与二进制码的对应关系，以及二进制码与上提和下放的时间间隔周期的对应关系。其中，第一下传指令对照表中的每条指令各不相同，不同的指令对应不同的二进制码，不同的二进制码对应不同的时间间隔周期。或者，
[0012]该编码为为预定的基础时间t的正整数倍，该基础时间t的正整数倍为上提和下放的时间间隔周期，第一下传指令对照表包括:地面要下传的指令与基础时间t的不同的正整数倍的对应关系；其中，第一下传指令对照表中的每条指令各不相同，不同的指令对应基础时间t的不同的正整数倍。
[0013]优选地，当该编码为二进制码时，二进制码与上提和下放的时间间隔周期的对应关系是指:
[0014]第一下传指令对照表中的每个二进制码对应一种时间间隔周期的设置，其中，时间间隔周期的设置中包括上提时间间隔周期的设置数值和下放时间间隔周期的设置数值。
[0015]优选地，
[0016]当该编码为二进制码时，第二下传指令对照表包括:第一下传指令对照表中的每个二进制码与钻具的所述轴向加速度的对应关系。其中，第二下传指令对照表中的每个二进制码各不相同，不同的二进制码对应不同的轴向加速度。
[0017]在预先设置第二下传指令对照表之前，对于第一下传指令对照表中的每个二进制码进行以下处理:先根据第一下传指令对照表确定二进制码对应的上提和下放时间间隔周期，根据该上提和下放时间间隔周期计算钻具的轴向加速度，并将计算出的轴向加速度与二进制码一一对应，将其对应关系保存在第二下传指令对照表中。
[0018]当该编码为预定的基础时间t的正整数倍时，第二下传指令对照表包括:第一下传指令对照表中的基础时间t的不同的正整数倍与钻具的轴向加速度的变化时间长度的对应关系；其中，第二下传指令对照表中的每个基础时间t的正整数倍各不相同，不同的基础时间t的正整数倍对应不同的轴向加速度的变化时间长度。
[0019]在预先设置第二下传指令对照表之前，对于第一下传指令对照表中的每个基础时间t的正整数倍进行以下处理:根据每个基础时间t的正整数倍计算钻具的轴向加速度的变化时间长度，并将计算出的轴向加速度的变化时间长度与每个基础时间t的正整数倍一一对应，将其对应关系保存在第二下传指令对照表中。
[0020]优选地，检测所述钻具周期性上提和下放时产生的轴向加速度包括:对采集的轴向加速度信号进行滤波、放大以及模数转换，获得轴向加速度。
[0021]本发明还提出一种地面指令下传系统，该系统包括:
[0022]编码模块，用于根据预先设置的第一下传指令对照表确定地面要下传的指令所对应的编码，并根据该编码确定地面钻井顶驱对地下旋转导向工具的钻具进行上提和下放的时间间隔周期。
[0023]控制模块，用于根据该时间间隔周期控制地面钻井顶驱对钻具进行上提和下放。
[0024]检测模块，用于检测钻具周期性上提和下放时产生的轴向加速度。
[0025]解码模块，用于根据预先设置的第二下传指令对照表确定轴向加速度对应的编码，根据该编码和第一下传指令对照表确定地面要下传的指令。
[0026]优选地，
[0027]该编码为二进制码；第一下传指令对照表包括:地面要下传的指令与二进制码的对应关系，以及二进制码与上提和下放的时间间隔周期的对应关系。其中，第一下传指令对照表中的每条指令各不相同，不同的指令对应不同的二进制码，不同的二进制码对应不同的时间间隔周期。或者，
[0028]该编码为为预定的基础时间t的正整数倍，基础时间t的正整数倍为上提和下放的时间间隔周期，第一下传指令对照表包括:地面要下传的指令与基础时间t的不同的正整数倍的对应关系；其中，第一下传指令对照表中的每条指令各不相同，不同的指令对应基础时间t的不同的正整数倍。
[0029]优选地，当该编码为二进制码时，二进制码与上提和下放的时间间隔周期的对应关系是指:
[0030]第一下传指令对照表中的每个二进制码对应一种时间间隔周期的设置，其中，时间间隔周期的设置中包括上提时间间隔周期的设置数值和下放时间间隔周期的设置数值。
[0031]优选地，
[0032]当该编码为二进制码时，第二下传指令对照表包括:第