[发明专利]一种微小井眼连续油管定向工具控制系统及方法

权利要求书

1.一种微小井眼连续油管定向工具控制系统，其特征在于：所述定向工具的旋转外筒（1）经圆锥滚子轴承（2）旋转安装于主体上，该控制系统包括液压回路和控制回路，所述控制回路包括顺次连接的压力传感器（3）、滤波器（4）、上单片机（5）、下单片机（6）、三极管（7）和继电器（8），下单片机（6）上连接有陀螺仪（9），压力传感器（3）的感应头伸入定向工具的泥浆通道（10）内；所述液压回路包括二位四通换向阀（11），二位四通换向阀（11）的电磁阀与继电器（8）的输出端电连接，二位四通换向阀（11）的A口端、B口端分别与定向工具的左液压腔（12）、右液压腔（13）连通，二位四通换向阀（11）的P口端、T口端分别与泥浆通道（10）、环空连通；

所述的定向工具内设置有压力传感槽（14）；

所述的压力传感槽（14）内设置有压力传感器（3）；

基于上述控制系统控制微小井眼连续油管定向工具的方法，它包括以下步骤：

S1、从地面发射压力脉冲，钻井液经泥浆通道（10）传输至压力传感槽（14）内的压力传感器（3）上；

S2、压力传感器（3）在接收到压力脉冲信号后将信号传输至滤波器（4），滤波器（4）过滤掉干扰的压力脉冲信号，滤波器（4）将过滤后的脉冲信号传递给上单片机（5），上单片机（5）进行标志码的识别并储存，同时记录时间，上单片机（5）在接收到标志码后将信号传输至下单片机（6），下单片机（6）进入工作状态；

S3、当下单片机（6）进入工作状态后，下单片机（6）接收地面传输的控制信号，判断是否定向，若检测到信号为“不定向”的信号时，则下单片机（6）使二位四通换向阀（11）一直换向，换向间隔为2s，同时角度调整筒（15）一直处于左右往复运动状态；若检测到信号为“定向”的信号时，下单片机（6）首先解调出需要定向的目标工具面角度T，同时陀螺仪（9）对当前定向工具面角度Tc进行检测，然后下单片机（6）进行逻辑判断，判断两者之差的绝对值是否在精度范围r内，r为2~10°，若绝对值小于精度范围，则二位四通换向阀（11）不换向，角度调整筒（15）不换向，定向工具保持当前工具面角度；若绝对值大于精度值，则下单片机（6）发送信号使二位四通换向阀（11）换向，电磁换向阀换向一次角度旋转α，α为2~10°；

S4、二位四通换向阀（11）的总换向次数n为目标工具面角度T与当前工具面角度Tc之差的绝对值除以单次换向角度α的取整函数，换向次数从i=0次开始计算，若换向次数i小于或等于总换向次数n，则二位四通换向阀（11）继续换向，每次换向时间间隔为3s；若换向次数i大于总换向次数n，换向结束，工具面角度调整到精度范围内；

S5、下单片机（6）判断地面是否发射有新的控制信号，若有新的控制信号传入，则下单片机（6）重新读入指令，二位四通换向阀（11）开始换向；若没有新的控制信号传入，则指令回到陀螺仪（9）测量工具面角度上，然后下单片机（6）继续做出判断目标工具面角度T与当前工具面角度Tc的差值是否处于精度范围内，继续执行后面的指令。