用于司显和地面主机之间的通信方法和司显的制作方法

用于司显和地面主机之间的通信方法和司显的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种用于司显和地面主机之间的通信方法和司显，涉及钻井开采【技术领域】。解决了铺设线缆带来的诸多问题。该方法包括：采用所述无线通信方式接收传感器采集的钻井信息；采用无线通信方式向地面主机发送钻井信息，以便于地面主机采用无线通信的方式接收并对钻井信息进行解码操作；采用无线通信方式接收并显示地面主机发送的解码后的钻井信息。主要用于司显和地面主机之间的通信。
【专利说明】用于司显和地面主机之间的通信方法和司显
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于司显和地面主机之间的通信方法和司显，涉及钻井开采【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在石油、天然气等开采现场，设有井台和井房，井台位于钻井所在的地方，设有各种开采设备和传感器、司显等探测设备，司钻人员通过司显显示的数据了解钻井工作情况；井房位于钻井附近，设有PC机、控制主机等各种控制设备。井台和井房之间通过线缆进行通信，操作人员在井房内通过控制设备监控井台内的开采设备工作。
[0003]发明人发现，长久以来，国内外，铺设在井台和井房之间的线缆给人们带来很大麻烦，在井台和井房之间铺设线缆时必须用到线缆盘及转接线缆，存在线缆扯线过长、绕弯等不方便性，且线缆在使用一段时间后，会出现断裂、腐蚀老化、连接器松动等现象，成为安全隐患。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了 一种用于司显和地面主机之间的通信方法和司显，解决了铺设线缆带来的诸多问题。
[0005]本发明的技术解决方案:
[0006]第一方面，一种用于司显和地面主机之间的通信方法，用于司显，所述方法包括:
[0007]采用无线通信方式接收传感器采集的钻井信息；
[0008]采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；
[0009]采用无线通信方式接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息。
[0010]第二方面，结合第一方面可能的实现方式，所述司显使用电池供电。
[0011]第三方面，结合第一方面或第二方面可能的实现方式，所述无线通信方式采用射频技术实现。
[0012]第四方面，结合第三方面可能的实现方式，所述射频技术使用2.4G的ZIGBEE实现。
[0013]第五方面，结合第三方面或第四方面可能的实现方式，所述采用无线通信方式向地面主机发所述钻井信息为:通过12dB高功率定向天线向地面主机发送所述钻井信息。
[0014]第六方面,一种司显，包括:
[0015]采集模块，用于采用无线通信方式接收传感器采集的钻井信息，并向无线通信发送模块发送所述钻井信息，所述钻井信息包括压力信息；
[0016]无线通信发送模块，用于接收所述采集模块发送的所述钻井信息，并采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；[0017]接收模块，用于采用无线通信方式接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息。
[0018]第七方面，结合第六方面可能的实现方式，所述司显使用电池供电。
[0019]第八方面，结合第六方面或第七方面可能的实现方式，所述无线通信方式采用射频技术实现。
[0020]第九方面，结合第八方面可能的实现方式，所述射频技术使用2.4G的ZIGBEE实现。
[0021]第十方面，结合第八方面或第九方面可能的实现方式，所述无线通信发送模块采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息为:所述无线通信发送模块通过12dB高功率定向天线向地面主机发送所述钻井信息。
[0022]本发明实施例提供的用于司显和地面主机之间的通信方法和司显:司显接收传感器采集的钻井信息后，采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息，实现了司显和地面主机之间通过无线通信的方式进行信息传输，完全抛弃了庞杂、繁重的长线缆，弥补了现有市场上地面测量仪器无法无线传输通讯的缺点，方便了地面工程作业，为工程上大力推广应用奠定了技术基础。相对有线传输，还大大节约了线缆成本。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0024]图1为本发明实施例提供的一种用于司显和地面主机之间的通信方法的流程图；
[0025]图2为本发明实施例提供的另一种用于司显和地面主机之间的通信方法的流程图；
[0026]图3为本发明实施例提供的又一种用于司显和地面主机之间的通信方法的流程图；
[0027]图4为本发明实施例提供的一种用于司显和地面主机之间的通信示意图；
[0028]图5为本发明实施例提供的一种司显的结构框图；
[0029]图6为本发明实施例提供的一种地面主机的结构框图；
[0030]图7为本发明实施例提供的一种用于司显和地面主机之间的通信系统的结构图。【具体实施方式】
[0031]下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
[0032]在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0033]本发明实施例提供了一种用于司显和地面主机之间的通信方法，用于司显，如图1所示，所述方法包括:
[0034]101、司显接收传感器采集的钻井信息；
[0035]传感器、司显通常安装在井台内，用于采集钻井信息，传感器可以是压力传感器、温度传感器等，钻井信息可以包括压力信息、温度信息、井斜信息、方位信息、工具面(重力和磁性)信息、振动信息等.司显用于显示传感器采集的各种钻井信息，用于井台监控人员(司钻)监控开采设备工作情况。
[0036]102、司显采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机对所述钻井信息进行解码操作；
[0037]传感器采集到的钻井信息为井下探管编码后经脉冲器送往地面的模拟信号，而司显需要对钻井信息进行滤波、放大、模数转换后无线发送给地面主机；同时显示地面主机发过来的解码数据，指导司钻工程师操作。
[0038]地面主机通常安装在井房内，井房和井台之间距离一般在几十米至几百米左右，司显不具备解码功能，司显采用无线通信的方式将钻井信息发送给地面主机。
[0039]103、司显采用无线通信方式接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息。
[0040]本实施例提供的用于司显和地面主机之间的通信方法:司显接收传感器采集的钻井信息后，采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息，实现了司显和地面主机之间通过无线通信的方式进行信息传输，完全抛弃了庞杂、繁重的长线缆，弥补了现有市场上地面测量仪器无法无线传输通讯的缺点，方便了地面工程作业，为工程上大力推广应用奠定了技术基础。相对有线传输，还大大节约了线缆成本。
[0041]为了配合上述实施例的实施，本发明实施例提供另一种用于司显和地面主机之间的通信方法，如图2所示，用于地面主机，所述方法包括:
[0042]201、地面主机采用无线通信方式接收司显发送的钻井信息；
[0043]在司显采用无线通信方式发出钻井信息后，地面主机采用无线通信方式接收司显发送的钻井信息；
[0044]202、地面主机对所述钻井信息进行解码；
[0045]地面主机本身也不具备解码功能，但地面主机可与计算机相连接。地面主机将钻井信息发送给计算机，计算机根据对钻井信息进行解码，计算机将解码后的钻井信息发送给地面主机。
[0046]203、地面主机采用无线通信方式向所述司显发送解码后的钻井信息。
[0047]本实施例提供的用于司显和地面主机之间的通信方法:司显接收传感器采集的钻井信息后，采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息，实现了司显和地面主机之间通过无线通信的方式进行信息传输，完全抛弃了庞杂、繁重的长线缆，弥补了现有市场上地面测量仪器无法无线传输通讯的缺点，方便了地面工程作业，为工程上大力推广应用奠定了技术基础。相对有线传输，还大大节约了线缆成本。
[0048]作为上述图1、图2实施例的一种改进，本发明实施例提供另一种用于司显和地面主机之间的通信方法，用于司显，如图3所示，所述方法包括:
[0049]301、司显接收传感器采集的钻井信息；
[0050]传感器、司显通常安装在井台内，用于采集钻井信息，传感器可以是压力传感器、温度传感器等，钻井信息可以包括压力信息、温度信息、井斜信息、方位信息、工具面(重力和磁性)信息、振动信息等.司显用于显示传感器采集的各种钻井信息，用于井台监控人员(司钻)监控开采设备工作情况。
[0051]优选的，司显采用所述无线通信方式接收传感器采集的钻井信息。
[0052]司显和传感器之间也采用无线通信的方式进行信息传输，进一步减少了司显和传感器之间的电缆铺设。
[0053]302、司显将所述钻井信息转换成数字信号。
[0054]在司显上设置模数转换电路，将接收到的钻井信息在发送给地面主机之前直接转换成数字信号，分担了地面主机的运算压力，提高整体的工作效率。
[0055]303、司显采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机对所述钻井信息进行解码操作；
[0056]传感器采集到的钻井信息为井下探管编码后经脉冲器送往地面的模拟信号，而司显需要对钻井信息进行滤波、放大、模数转换后无线发送给地面主机；同时显示地面主机发过来的解码数据，指导司钻工程师操作。
[0057]地面主机通常安装在井房内，井房和井台之间距离一般在几十米至几百米左右，司显不具备解码功能，地面主机本身也不具备解码功能，但地面主机可与计算机相连接。司显采用无线通信的方式将钻井信息发送给地面主机，地面主机将钻井信息发送给计算机，计算机根据对钻井信息进行解码，计算机将解码后的钻井信息发送给地面主机。
[0058]优选的，为了提高司显和地面主机之间的通信质量，减少误码，司显可以通过12dB高功率定向天线向地面主机发送所述钻井信息。为了固定天线，稳定信号传输，天线支架底部为磁性吸盘，通过手动螺母可把天线锁固于长杆上，使用方便。
[0059]304、地面主机采用无线通信方式接收司显发送的钻井信息；
[0060]在司显采用无线通信方式发出钻井信息后，地面主机采用无线通信方式接收司显发送的钻井信息；
[0061]优选的，地面主机可以通过12dB高功率定向天线向地面主机接收所述钻井信息。
[0062]305、地面主机对所述钻井信息进行解码；
[0063]地面主机本身也不具备解码功能，但地面主机可与计算机相连接。地面主机将钻井信息发送给计算机，计算机根据对钻井信息进行解码，计算机将解码后的钻井信息发送给地面主机。
[0064]306、地面主机采用无线通信方式向所述司显发送解码后的钻井信息。
[0065]307、司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息。
[0066]优选的，本实施例中所述司显使用电池供电。
[0067]现有技术中，司显由22V交流电源经变压器供电，需要在电源和司显之间铺设线缆，本实施例使用电池替代交流电源供电，电池可以直接安装在司显上，进一步节省了司显和电源之间的线缆。
[0068]进一步的，电池采用低发热量的高容量安全锂聚合物电池。输出通道为三路，具有过充，过放，温度，短路，各种电路保护，多重安全设计。
[0069]优选的，本实施例中所述无线通信方式采用射频技术实现，进一步的，所述射频技术使用2.4G的ZIGBEE实现。zigbee模块基于802.15.4协议栈，具有组网、低功耗和高抗干扰性能、远距离通讯性能，频率为免费频段，无遮挡传输能力强的特点。2.4G的ZI GBEE射频技术是本领域技术人员所公知的，此处不再赘述。
[0070]为了更加直观的介绍本实施例提供的方法，如图4所示，下面结合实物进行详细介绍:探管(I)发出的编码脉冲信号送给地面主机(2)进行采集处理，结果通过无线模块
(3)以高增益定向天线(4)方式发送出去。100米外的接收模块接收到后转发给PC机(6)，PC机对数据解码后把解码结果以无线形式发送给司显(7)进行显示。其中，电池模块(5)实现对无线模块及司显的供电。测试时，通讯速率为38400，解码能力与有线方式相当，误码率不大于1%。
[0071]本实施例提供的用于司显和地面主机之间的通信方法:司显接收传感器采集的钻井信息后，采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息，实现了司显和地面主机之间通过无线通信的方式进行信息传输，完全抛弃了庞杂、繁重的长线缆，弥补了现有市场上地面测量仪器无法无线传输通讯的缺点，方便了地面工程作业，为工程上大力推广应用奠定了技术基础。相对有线传输，还大大节约了线缆成本。
[0072]本发明实施例提供了一种司显，如图5所示，包括:采集模块51、无线通信发送模块52、接收模块53。
[0073]其中，采集模块51，用于接收传感器采集的钻井信息，并向无线通信发送模块发送所述钻井信息；
[0074]优选的，所述采集模块51采用所述无线通信方式接收传感器采集的钻井信息。
[0075]无线通信发送模块52，用于接收所述采集模块发送的所述钻井信息，并采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；
[0076]优选的，所述无线通信发送模块52通过12dB高功率定向天线向地面主机发送所述钻井信息。
[0077]接收模块53，用于采用无线通信方式接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息。
[0078]本实施例中的无线通信发送模块52和接收模块53在实际应用时通常由同一物理单元执行，图5无线通信发送模块通道代表无线通信发送模块，接收模块通道代表接收模块。
[0079]优选的，本实施例中的所述司显使用电池供电。
[0080]进一步的，电池采用低发热量的高容量安全锂聚合物电池。
[0081]进一步可选的，如图5中虚线部分所示，所述司显还可以包括，
[0082]转换模块54，用于将所述钻井信息转换成数字信号。[0083]进一步可选的，所述无线通信方式采用射频技术实现。
[0084]进一步可选的，所述射频技术使用2.4G的ZIGBEE实现。
[0085]本实施例提供的司显:司显接收传感器采集的钻井信息后，采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息，实现了司显和地面主机之间通过无线通信的方式进行信息传输，完全抛弃了庞杂、繁重的长线缆，弥补了现有市场上地面测量仪器无法无线传输通讯的缺点，方便了地面工程作业，为工程上大力推广应用奠定了技术基础。相对有线传输，还大大节约了线缆成本。
[0086]本发明实施例提供一种地面主机，如图6所示，包括:无线通信接收模块61、解码模块62、发送模块63。
[0087]其中，无线通信接收模块61，用于采用无线通信方式接收司显发送的钻井信息，并向解码模块发送所述钻井信息；
[0088]进一步的，接收到的所述钻井信息已经被所述司显转换成数字信号。
[0089]进一步优选的，所述无线通信接收模块61通过12dB高功率定向天线接收司显发送的钻井信息。
[0090]解码模块62，用于接收所述无线通信接收模块发送的所述钻井信息，通过PC机对所述钻井信息进行解码；
[0091]发送模块63，用于采用无线通信方式向所述司显发送解码后的钻井信息。
[0092]本实施例中的无线通信接收模块61和发送模块63在实际应用时通常由同一物理单元执行，图6无线通信接收模块通道代表无线通信接收模块，发送模块通道代表发送模块。
[0093]优选的，所述无线通信方式采用射频技术实现。
[0094]进一步的，所述射频技术使用2.4G的ZIGBEE实现。
[0095]本实施例提供的地面主机:司显接收传感器采集的钻井信息后，采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息，实现了司显和地面主机之间通过无线通信的方式进行信息传输，完全抛弃了庞杂、繁重的长线缆，弥补了现有市场上地面测量仪器无法无线传输通讯的缺点，方便了地面工程作业，为工程上大力推广应用奠定了技术基础。相对有线传输，还大大节约了线缆成本。
[0096]本发明实施例提供了一种用于司显和地面主机之间的通信系统，如图7所示，包括上述任一实施例所述的司显71和任一实施例所述的地面主机72。
[0097]本实施例提供的用于司显和地面主机之间的通信系统:司显接收传感器采集的钻井信息后，采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作；司显接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息，实现了司显和地面主机之间通过无线通信的方式进行信息传输，完全抛弃了庞杂、繁重的长线缆，弥补了现有市场上地面测量仪器无法无线传输通讯的缺点，方便了地面工程作业，为工程上大力推广应用奠定了技术基础。相对有线传输，还大大节约了线缆成本。
[0098]综上，本专利涉及无线传输技术在随钻系统中的应用，利用无线传输技术可以为油井地面部分去除井场铺设的杂乱的100多米笨重线缆，既能提高现场使用的方便性、灵活性，更能满足以后数字化钻井的需要，同时节省了线缆的支出成本。
[0099]如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
[0100]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
[0101]本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
[0102]这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
[0103]本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
【权利要求】
1.一种用于司显和地面主机之间的通信方法，其特征在于，用于司显，所述方法包括: 采用所述无线通信方式接收传感器采集的钻井信息； 采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作； 采用无线通信方式接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述司显使用电池供电。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述无线通信方式采用射频技术实现。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述射频技术使用2.4G的ZIGBEE实现。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述采用无线通信方式向地面主机发所述钻井信息为:通过12dB高功率定向天线向地面主机发送所述钻井信息。
6.—种司显,其特征在于,包括: 采集模块，用于采用无线通信方式接收传感器采集的钻井信息，并向无线通信发送模块发送所述钻井信息，所述钻井信息包括压力信息； 无线通信发送模块，用于接收所述采集模块发送的所述钻井信息，并采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息，以便于所述地面主机采用无线通信的方式接收并对所述钻井信息进行解码操作； 接收模块，用于采用无线通信方式接收并显示所述地面主机发送的解码后的钻井信肩、O
7.根据权利要求6所述的司显，其特征在于，所述司显使用电池供电。
8.根据权利要求6或7所述的司显，其特征在于，所述无线通信方式采用射频技术实现。
9.根据权利要求8所述的司显，其特征在于，所述射频技术使用2.4G的Z IGBEE实现。
10.根据权利要求8或9所述的司显，其特征在于，所述无线通信发送模块采用无线通信方式向地面主机发送所述钻井信息为:所述无线通信发送模块通过12dB高功率定向天线向地面主机发送所述钻井信息。
【文档编号】H04B1/38GK103531004SQ201310451551
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】马文奎, 安金刚, 吕伟, 邹继华, 岳步江, 孙成志 申请人:航天科工惯性技术有限公司