专利名称：用于电磁随钻测量工具的计算系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钻井工程及井下控制领域，特别涉及一种用于电磁随钻测量工具的计算系统。
背景技术：
随钻测量工具就是在钻进过程中，利用钻井液或电磁信道作为传输介质，连续传输测量信号的测量工具，该工具能够实时测量近钻头处的地质参数和工程参数。随着气体钻井和欠平衡钻井等新技术的推广使用，以钻柱、地层组成的电磁信道作为传输介质的 EMMWD (Electromagnetic Measurement ffhiledrilling,电磁随钻测量)工具是主要的随钻测量工具，该工具几乎不受钻井循环介质的影响，而且具有较高的传输速率。由于现有的电磁随钻测量工具中电磁信道的组成部分地层对传输过程中的电磁信号造成衰减，尤其是对高频信号造成的衰减更为剧烈，这使得EMMWD的传输深度受到了较大限制，在实际钻井过程中，会增大EMMWD的使用风险，降低EMMWD的使用范围，在现有技术中，用于电磁随钻测量工具的计算系统还属于空白。
实用新型内容为了解决现有技术中的问题，本实用新型实施例提供了一种用于电磁随钻测量工具的计算系统。所述系统包括: 输入模块、计算控制器和显示输出模块，所述输入模块与所述计算控制器连接，所述计算控制器与所述显示输出模块连接；所述输入模块将计算传输深度的参数输入到所述计算控制器；所述计算控制器接收所述输入模块输入的计算传输深度的参数，根据所述参数计算电磁随钻测量工具的传输深度，得到计算结果，将所述计算结果发送到所述显示输出模块；所述显示输出模块接收所述计算控制器发送的计算结果，并显示所述计算结果。优选地，所述输入模块包括:文件输入单元和/或键盘输入单元，所述文件输入单元、所述键盘输入单元分别与所述计算控制器连接；所述文件输入单元将计算传输深度的参数输入到所述计算控制器；所述键盘输入单元将计算传输深度的参数输入到所述计算控制器。优选地，所述文件输入单元、所述键盘输入单元分别通过串口或USB接口连接所述计算控制器。进一步地，所述系统还包括:打印输出模块，所述计算控制器与所述打印输出模块连接；所述计算控制器还将所述计算结果发送到所述打印输出模块；所述打印输出模块接收所述计算控制器发送的计算结果，并打印出来。[0017]优选地，所述打印输出模块为打印机。优选地，所述计算控制器为数字信号处理器DSP。优选地，所述显示输出模块为显示器。优选地，所述文件输入单元为光驱或优盘。优选地，所述键盘输入单元为键盘。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过计算控制器根据计算传输深度的参数，计算得到电磁随钻测量工具的传输深度，从而降低电磁随钻测量工具的使用风险，增大电磁随钻测量工具的使用范围。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例一提供的系统结构示意图；图2是本实用新型实施例一提供的发射功率-传输深度的曲线示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。实施例一随着气体钻井和欠平衡钻井等新技术的推广使用，电磁随钻测量工具得到了广泛使用，电磁随钻测量工具包括地面接收机、井下发射机和电磁信道。为了更好地使用电磁随钻测量工具，在钻井前需要计算电磁随钻测量工具的传输深度，为此本实施例提供了一种用于电磁随钻测量工具的计算系统，参见图1，本实施例提供的系统包括输入模块、计算控制器和显示输出模块，输入模块与计算控制器连接，计算控制器与显示输出模块连接；输入模块将计算传输深度的参数输入到计算控制器；具体地，输入模块包括文件输入单元和/或键盘输入单元，文件输入单元、键盘输入单元分别与计算控制器连接；文件输入单元将计算传输深度的参数输入到计算控制器；键盘输入单元将计算传输深度的参数输入到计算控制器。在实际应用中，计算传输深度的参数包括地层参数、电磁随钻测量工具的地面接收机参数、电磁随钻测量工具的井下发射机参数、电磁随钻测量工具的电磁信道的数学模型和预设参数，其中，地层参数包括地层电阻率和泥浆电阻率，地面接收机参数包括接收机的灵敏度，井下发射机参数包括井下发射机信号的最大发射功率和最低发射频率，电磁信道模型包括长电极模型、等效传输线模型和分层模型，预设参数包括井下发射机信号的发射功率和发射频率。计算传输深度的参数可以通过文件输入单元输入到计算控制器，还可以通过键盘输入单元输入到计算控制器，还可以将计算传输深度的参数进行分类，以数据文件形式存储的地层参数可以通过光驱输入到计算控制器，光驱通过串口或USB接口与计算控制器连接，还可以通过优盘输入到计算控制器，优盘通过USB接口与计算控制器连接；地面接收机参数、井下发射机参数、电磁信道的数学模型和预设参数可以通过键盘输入到计算控制器，键盘通过串口或USB接口与计算控制器连接。由于键盘与计算控制器连接，可以完成人机交互功能，根据用户实际的需求，满足用户不同场景下的需求。例如，通过计算控制器计算得到电磁随钻测量工具的传输深度，在得到电磁随钻测量工具的传输深度后，用户为了使信号的实际发射频率最小，进一步地还可以在达到传输深度且发射功率预设为固定值的情况下，键盘输入单元输入的约束参数包括传输深度和发射功率；用户为了使信号的实际发射功率最小，进一步地还可以在达到传输深度且发射频率预设为固定值的情况下，键盘输入单元输入的约束参数包括传输深度和发射频率。计算控制器接收输入模块输入的计算传输深度的参数，根据该参数计算电磁随钻测量工具的传输深度，得到计算结果，将计算结果发送到显示输出模块；具体地，计算控制器接收文件输入单元输入的地层参数和键盘输入单元输入的电磁随钻测量工具的地面接收机参数、井下发射机参数、电磁信道的数学模型和预设参数，根据地层参数、地面接收机参数、井下发射机参数、预设参数和电磁信道的数学模型计算井下发射机信号的传输深度，得到计算结果，将计算结果发送到显示输出模块。在实际应用中，计算控制器选用TMS320C54X系列DSP (Digital SignalProcessor，数字信号处理器)，该处理器接收地层参数、地面接收机参数、井下发射机参数、预设参数和电磁信道的数学模型，并计算井下发射机信号的传输深度，该预设参数为井下发射机信号的发射功率和发射频率。该处理器还可以选用其他系列的DSP处理器，本实施例不对DSP处理器的具体系列进行限定。为了在得到电磁随钻测量工具的传输深度后，使井下发射机工作在最佳状态，井下发射机以最小的功率和最低的频率达到得到的电磁随钻测量工具的传输深度，输入模块输入的预设参数还包括电磁随钻测量工具的传输深度和井下发射机信号的发射功率；在预设参数为电磁随钻测量工具的传输深度和井下发射机信号的发射功率的情况下，该处理器接收地层参数、地面接收机参数、井下发射机参数、预设参数和电磁信道的数学模型，根据地层参数、地面接收机参数、井下发射机参数、预设参数和电磁信道的数学模型计算井下发射机信号的发射频率。电磁随钻测量工具的传输深度和井下发射机信号的发射频率；在预设参数为电磁随钻测量工具的传输深度和井下发射机信号的发射频率的情况下，该处理器接收地层参数、地面接收机参数、井下发射机参数、预设参数和电磁信道的数学模型，根据地层参数、地面接收机参数、井下发射机参数、预设参数和电磁信道的数学模型计算井下发射机信号的发射功率。显示输出模块接收计算控制器发送的计算结果，并显示计算结果。在实际应用中，显示输出模块选用15寸液晶显示器，显示器接收计算控制器发送的计算结果，并在显示器的屏幕上显示该计算结果，还可以选用其他型号尺寸的显示器，本实施例不对显示器的具体型号尺寸进行限定。进一步地，该系统还包括:打印输出模块，计算控制器与打印输出模块连接；计算控制器还将计算结果发送到打印输出模块；打印输出模块接收计算控制器发送的计算结果，并打印出来。 在实际应用中，打印输出模块为打印机，打印机通过串口或USB接口连接计算控制器，打印机接收计算控制器发送的计算结果，并把该计算结果打印出来。下面通过仿真实验，显示利用该系统得到的电磁随钻测量工具的传输深度曲线。电磁随钻测量工具的地面接收机的参数主要指接收机的灵敏度，该灵敏度能保证接收机对井下发射机发射的数据进行解码时，误码率小于预设的误码率，该灵敏度选择为ΙΜν。井下发射机参数主要指井下发射机信号的最大发射功率和最低发射频率，该最大发射功率表示井下发射机在该发射功率下发射信号，该最低发射频率为0.7Hz。电磁信道模型有:长电极模型适用于均匀地层，井下钻柱较长的场合，该模型简单，精度较差，但运算量小；等效传输线模型适应于均匀地层，对钻柱长度无要求，该模型精度较高，但运算量较大；分层模型不受地层和钻柱长度的限制，并考虑了井筒中循环介质的影响，精度高，但运算量大。该电磁信道模型选择分层模型。地层参数的地层电阻率指整个地层在不同深度所对应的电阻率，该地层电阻率是四川油田某井的实际地层电阻率。参见图2，在该最低发射频率为0.7Hz的情况下，当确定井下发射机发射信号的发射功率时，即可得出电磁随钻测量工具所能达到的最大传输深度。综上所述，本实用新型实施例通过计算控制器根据计算传输深度的参数，计算得到电磁随钻测量工具的传输深度，从而降低电磁随钻测量工具的使用风险，增大电磁随钻测量工具的使用范围。需要说明的是:上述实施例提供的用于电磁随钻测量工具的计算系统在用于电磁随钻测量工具的计算时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于电磁随钻测量工具的计算系统，其特征在于，所述系统包括:输入模块、计算控制器和显示输出模块，所述输入模块与所述计算控制器连接，所述计算控制器与所述显不输出|旲块连接； 所述输入模块将计算传输深度的参数输入到所述计算控制器； 所述计算控制器接收所述输入模块输入的计算传输深度的参数，根据所述参数计算电磁随钻测量工具的传输深度，得到计算结果，将所述计算结果发送到所述显示输出模块； 所述显示输出模块接收所述计算控制器发送的计算结果，并显示所述计算结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输入模块包括:文件输入单元和/或键盘输入单元，所述文件输入单元、所述键盘输入单元分别与所述计算控制器连接； 所述文件输入单元将计算传输深度的参数输入到所述计算控制器； 所述键盘输入单元将计算传输深度的参数输入到所述计算控制器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述文件输入单元、所述键盘输入单元分别通过串口或USB接口连接所述计算控制器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括:打印输出模块，所述计算控制器与所述打印输出模块连接； 所述计算控制器还将所述计算结果发送到所述打印输出模块； 所述打印输出模块接收所述计算控制器发送的计算结果，并打印出来。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述打印输出模块为打印机。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算控制器为数字信号处理器DSP。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示输出模块为显示器。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述文件输入单元为光驱或优盘。
9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述键盘输入单元为键盘。
专利摘要本实用新型公开了一种用于电磁随钻测量工具的计算系统，属于钻井工程及井下控制领域。系统包括输入模块、计算控制器和显示输出模块，所述输入模块与所述计算控制器连接，所述计算控制器与所述显示输出模块连接；所述输入模块将计算传输深度的参数输入到所述计算控制器；所述计算控制器接收所述输入模块输入的计算传输深度的参数，根据所述参数计算电磁随钻测量工具的传输深度，得到计算结果，将所述计算结果发送到所述显示输出模块；所述显示输出模块接收所述计算控制器发送的计算结果，并显示所述计算结果。本实用新型通过上述方案得到电磁随钻测量工具的传输深度，从而降低电磁随钻测量工具的使用风险，增大电磁随钻测量工具的使用范围。
文档编号E21B47/13GK202914089SQ20122050569
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者彭烈新 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院