一种基于RPM的信息下传装置和方法与流程

本发明涉及石油天然气领域，具体涉及一种基于RPM的信息下传装置和方法。

背景技术：

在石油天然气领域，需要将地面信息传递到井下工具，通常，地面设备让流入钻杆的钻井液的压力发生变化或者流量发生变化，将信息调制在变化的波形中，通过安装于井下工具中的压力传感器或发电机来测量钻井液（泥浆）在钻杆中的泥浆压力值或者在钻杆中的流量值，从而实现信息的下传，有很多因素会影响到钻井液的压力或流量变化，特别是在空气钻井等应用中，使得信息下传的效率并不高。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种快速方便的一种基于RPM的信息下传装置和方法。

一种基于RPM的信息下传装置和方法，包括：

编码系统；

顶驱；

所述编码系统与所述顶驱连接；

钻杆；

所述顶驱与所述钻杆连接；

井下RPM信号接收器；

所述钻杆与所述井下RPM信号接收器连接。

所述顶驱包括：

顶驱控制系统；

所述顶驱控制系统与所述编码系统连接。

一种基于RPM的信息下传方法，包括以下步骤：

a.编码系统将信息进行编码形成控制信息；

b.控制信息传输到顶驱；

c.顶驱按控制信息进行转动；

d.顶驱带动钻杆按控制信息进行转动;

e.与钻杆相连的井下RPM信号接收器接收钻杆转动信息。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过调制顶驱转速下传信号，避免了泥浆脉冲传输信号因压力波动等因素的干扰，提高了传输稳定性，提高了传输效率，降低了生产成本，达到了提高效率，降低成本的目的。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的显示顶驱控制系统示意图

图3为本发明的信息调制示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-3所示一种基于RPM的信息下传装置和方法，包括编码系统，顶驱，钻杆，井下RPM信号接收器，编码系统与顶驱连接，顶驱与钻杆连接，钻杆与井下RPM信号接收器连接，编码系统编码调制信号，传递到顶驱，控制顶驱转速，进而控制钻杆转速，井下RPM信号接收器接收钻杆转速信号。

顶驱包括顶驱控制系统，编码系统与顶驱控制系统连接，编码系统编码调制信号，传到顶驱控制系统，控制顶驱转速，进而控制钻杆转速，井下RPM信号接收器接收钻杆转速信号。

编码系统：处理工程师或智能钻井系统的输入信息，将其转换为顶驱控制系统可以识别的控制信号，该控制信号可由一系列的顶驱转速和转速所持续的时长所组成，形成相应的信息；

顶驱控制系统：调节顶驱转速，该系统可以识别地面编解码系统传来的转速信息，调节顶驱的转速；

钻柱：用于传递转速、扭矩，同时也用来作为信息传输的载体；

井下RPM信号接收器：利用陀螺仪或其他惯性元件等对钻杆的转速进行测量并记录，并对有效的数据按照规约进行解调，形成井下工具的控制信息。

地面工程师或智能钻井系统根据当前钻井情况及钻井设计来确定控制井下工具的信息，如工具的姿态调整信息等。编码系统将该信息转换为顶驱控制系统可以识别的控制信号，传输到顶驱，顶驱控制系统根据这些控制信号来调节顶驱转速，顶驱带动钻杆，钻杆将以同样的转速进行旋转，井下接收器测量钻杆的转速并对转速数据进行记录，进行解调，完成信息下传。

为了将信号调制到钻柱转速中，顶驱转速可以在高速和低速两种状态下钻进，可定义高转速持续一定时间即可表示“1”，低转速持续相同时间即可表示“0”。如图2所示，顶驱在60r/min的转速下，持续10秒钟，表示“1”，在40r/min的转速下，持续10秒钟，表示“0”。

如图2所示，若想要下传数据“1011101”，顶驱控制系统将根据该数据将顶驱转速调节为以下转速时序，

（1）将顶驱转速控制在60r/min的转速下，持续10秒钟；

（2）将顶驱转速控制在40r/min的转速下，持续10秒钟；

（3）将顶驱转速控制在60r/min的转速下，持续30秒钟；

（4）将顶驱转速控制在40r/min的转速下，持续10秒钟；

（5）将顶驱转速控制在60r/min的转速下，持续10秒钟；

安装在钻柱下端的井下RPM信号接收器将识别出该信号，并将该转速时序解调为“1011101”，从而完成信息的下传。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过调制顶驱转速下传信号，避免了泥浆脉冲传输信号因压力波动等因素的干扰，提高了传输稳定性，提高了传输效率，降低了生产成本，达到了提高效率，降低成本的目的。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。