专利名称：一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法
技术领域：
本发明涉及一种指令编解码方法，特别是关于一种用于钻井技术领域的基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法。
背景技术：
旋转导向钻井系统是20世纪90年代发展起来的自动化闭环钻井技术，是典型的闭环控制系统，它以稳定、准确等优点在石油天然气钻井作业中得到越来越广泛的应用。其中的指令下传系统承担着将地面的下传指令向下传输至井底旋转导向钻井工具的作用，指令下传系统和用于将信号向上传输的随钻测量系统(MWD系统)构成了地面系统与旋转导向钻井工具的闭环通讯，是旋转导向钻井系统实现闭环控制不可缺少的组成部分。目前，无论是国外技术成熟的旋转导向钻井工具还是国内正在研发的旋转导向钻井工具大多都是通过地面旁通管路泄流或者调整泵冲的方式，在钻井的主循环管路中形成泥浆压力脉冲，以实现地面下传指令向井底传输的目的。它们均配置有相应的泥浆压力脉冲发生装置，可以产生较为理想的泥浆压力脉冲。因此设计一种简单易行的泥浆压力脉冲编解码方法对旋转导向指令下传系统可靠、准确实现具有重要的意义。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是为旋转导向钻井工具提供一种简单易行的基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，它包括一编码方法和一解码方法，编码方法通过旋转导向钻井工具指令下传系统中的脉冲阀控制系统控制脉冲阀按照指定的时序开启或关闭，在井底产生四个泥浆压力负脉冲来完成一个下传指令的发送，四个泥浆压力负脉冲中设置有一个以上的命令区、一校验区和一结束标志，通过命令区中的脉冲时间间隔表征发送的下传指令，通过校验区的脉冲时间间隔校验下传指令，通过结束标志表示下传指令发送结束；与编码方法对应，解码方法通过井底泥浆压力测量装置对井底四个泥浆压力负脉冲进行检测，获取实测脉冲中与命令区和校验区对应的时间参数，通过计算解析出对应的下传指令，并验证井底下传指令的正确性。上述编码方法中，指令下传系统每发送一个下传指令，脉冲阀控制系统控制脉冲阀按照以下时序开启或关闭①控制脉冲阀开启时间TF，再关闭时间TF+TK1，Tei = mXTF, m为大于等于O的整数；②控制脉冲阀开启时间TF，再关闭时间TF+TK2，TE2 = nXTF,η为大于等于O的整数控制脉冲阀开启时间TF，再关闭时间TF+TK3，TK3为校验码，其值由n、m共同确定控制脉冲阀开启时间Tf后关闭，直至指令下传系统发送下一个下传指令时为止;m、η通过排列组合与下传指令一一对应；四个泥浆压力负脉冲中设置的命令区有两个第一命令区和第二命令区；第一与第二负脉冲的下降沿之间为第一命令区，第二与第三负脉冲的下降沿之间为第二命令区；第三与第四负脉冲的下降沿之间为校验区；解码方法包括以下步骤1)通过井底泥浆压力测量装置对井底泥浆压力负脉冲的下降沿进行检测，获取第一与第二实测负脉冲下降沿之间的时间T1，第二与第三实测负脉冲下降沿之间的时间T2，第三与第四实测负脉冲下降沿之间的时间T3 ；2)根据步骤I)获得的I\、T2和T3的数值，通过下列表达式计算相应的三个参数Cp C2和C3
权利要求
1.一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，它包括一编码方法和一解码方法，其特征在于 编码方法通过旋转导向钻井工具指令下传系统中的脉冲阀控制系统控制脉冲阀按照指定的时序开启或关闭，在井底产生四个泥浆压力负脉冲来完成一个下传指令的发送，四个泥浆压力负脉冲中设置有一个以上的命令区、一校验区和一结束标志，通过命令区中的脉冲时间间隔表征发送的下传指令，通过校验区的脉冲时间间隔校验下传指令，通过结束标志表示下传指令发送结束； 与编码方法对应，解码方法通过井底泥浆压力测量装置对井底四个泥浆压力负脉冲进 行检测，获取实测脉冲中与命令区和校验区对应的时间参数，通过计算解析出对应的下传指令，并验证井底下传指令的正确性。
2.如权利要求I所述的一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，其特征在于 所述编码方法中，指令下传系统每发送一个下传指令，脉冲阀控制系统控制脉冲阀按照以下时序开启或关闭①控制脉冲阀开启时间TF，再关闭时间TF+TK1，Tei = mXTF，m为大于等于O的整数控制脉冲阀开启时间TF，再关闭时间TF+TK2，Te2 = ηXTF, η为大于等于O的整数控制脉冲阀开启时间TF，再关闭时间TF+TK3，Te3为校验码，其值由n、m共同确定控制脉冲阀开启时间Tf后关闭，直至指令下传系统发送下一个下传指令时为止;m、η通过排列组合与下传指令一一对应；四个泥浆压力负脉冲中设置的命令区有两个第一命令区和第二命令区；第一与第二负脉冲的下降沿之间为第一命令区，第二与第三负脉冲的下降沿之间为第二命令区；第三与第四负脉冲的下降沿之间为校验区； 所述解码方法包括以下步骤1)通过井底泥浆压力测量装置对井底泥浆压力负脉冲的下降沿进行检测，获取第一与第二实测负脉冲下降沿之间的时间T1，第二与第三实测负脉冲下降沿之间的时间T2，第三与第四实测负脉冲下降沿之间的时间T3 ；2)根据步骤I)获得的1\、T2和T3的数值，通过下列表达式计算相应的三个参数Q、C2和C3
3.如权利要求2所述的一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，其特征在于所述编码方法中，当n+m为偶数时，Tk3 = O,当n+m为奇数时，TE3 = Tf ;相应地,所述解码方法中，当C3 = O时，CJC2为偶数，或当C3 = I时，CJC2为奇数，表明井底接收的下传指令正确。
4.如权利要求2或3所述的一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，其特征在于TF设置为15秒。
5.如权利要求I或2或3所述的一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，其特征在于所述编码方法中，每个下传指令发送的结束标志为第四负脉冲的上升沿。
6.如权利要求4所述的一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，其特征在于所述编码方法中，每个下传指令发送的结束标志为第四负脉冲的上升沿。
全文摘要
本发明涉及一种基于泥浆压力脉冲的指令下传编解码方法，其特征在于编码方法通过控制脉冲阀按照指定的时序开启或关闭，在井底产生四个泥浆压力负脉冲来完成一个旋转导向下传指令的发送，四个泥浆压力负脉冲中设置两命令区和一校验区，将两命令区中的脉冲时间间隔排列组合起来表征所发送的下传指令，将校验区的脉冲时间间隔用作校验下传指令；与编码方法对应，解码方法通过井底泥浆压力测量装置对井底四个泥浆压力负脉冲的下降沿进行检测，获取实测脉冲中与命令区和校验区对应的时间参数，然后通过计算解析出井底接收到的下传指令，并校验其正确性。本发明简单易行且设置较灵活，可以满足旋转导向钻井工具的需要，完成各种简单及复杂指令的发送工作。
文档编号E21B47/22GK102644458SQ20121011313
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者吴光武, 周建良, 李峰飞, 李汉兴, 牛海峰, 程载斌, 蒋世全, 陈红新 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院