[发明专利]一种旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法

权利要求书

1.一种旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，所述旋转导向钻井系统包括指令转换系统、井下控制系统、泥浆发电机和旋转导向工具；其特征在于，包括如下步骤：

S1、指令转换系统将下传指令转换为泥浆发电机的转速信号；

S2、井下控制系统实时采集所述泥浆发电机的转速信号，并对所述转速信号进行滤波处理；

S3、井下控制系统计算预设时间内滤波后所述转速信号的平均梯度值，并计算所述平均梯度值与下传指令中唤醒序列的标准梯度值之间的相关度；

S4、井下控制系统判断所述相关度与预设相关度之间的大小关系，若所述相关度大于所述预设相关度，所述井下控制系统停止上传信号，并执行步骤S5，若所述相关度小于或等于所述预设相关度，则返回S1；

S5、井下控制系统获取一定时间范围内的下传指令中唤醒序列的梯度值，并根据所述下传指令中唤醒序列的梯度值，自动调整后续下传指令中数据序列梯度值的阈值h1和h2；

S6、井下控制系统获取所述下传指令中数据序列的脉冲序列沿，若上次数据序列梯度值的极点值为极小值，则判定在所述数据序列梯度值大于h1的时间段内的极大值点为脉冲序列上升沿；若上次数据序列梯度值的极点值为极大值，则判定在所述数据序列梯度值小于h2的时间段内的极小值点为脉冲序列下降沿；

S7、井下控制系统根据步骤S5判定的所述下传指令中数据序列的脉冲序列沿，确定所述数据序列的脉冲宽度，并根据所述脉冲宽度确定下传信号；

S8、井下控制系统校验所述下传信号，若校验未通过，则返回步骤S1，若校验通过，则发送指令给旋转导向工具，所述旋转导向工具根据指令调整自身工作状态；

所述井下控制系统中预设有两个完整的算法程序，分别为唤醒序列识别算法和数据序列识别算法；

所述唤醒序列识别算法中，当需要下传指令时，旋转导向钻井系统的指令转换系统将下传指令的高低脉冲转换分流阀的“关”和“开”，影响的是泥浆流量的大小，井下泥浆发电机随泥浆流量的变化转速有高低之分；井下控制系统不断采集发电机转速信号，并对转速信号进行脉冲补偿、滤波和梯度计算；选取一段时间内的转速信号的平均梯度值，计算其与下传指令中唤醒序列的标准梯度值之间的相关度，当相关度大于预设相关度，则表示检测到下传指令中的唤醒序列，有下传指令，则进入数据序列识别算法，若小于预设相关度，则表示没有检测到唤醒序列，没有下传指令，则指令转换系统将重新对下穿指令进行转换；

所述数据识别算法中，当识别到下传指令的唤醒序列，为了降低干扰，需立刻停止上传信号；根据一段时间内下传指令中唤醒序列的梯度值，自动调整后续下传指令中数据序列梯度值的阈值h1和h2，并启动下传指令中数据序列的脉冲序列沿，若上次数据序列梯度值的极点值为极小值，则在梯度值大于h1时间段内的极大值点为脉冲序列上升沿，若上次数据序列梯度值的极点值为极大值，则在梯度值小于h2时间段内的极小值点为脉冲序列下降沿；根据脉冲序列沿，确定数据序列的脉冲宽度，从而确定下传信号；并对下传信号进行校验，若校验通过，井下控制系统立即发送指令给导向工具的执行结构，否则，指令转换系统将重新转换下传指令。

2.根据权利要求1所述的旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，其特征在于：所述下传指令由唤醒序列和数据序列构成，所述唤醒序列为一串固定长度和固定内容的高低脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，其特征在于:步骤S1中，所述下传指令的“0”和“1”分别对应所述泥浆发电机的“高转速”和“低转速”。

4.根据权利要求1所述的旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，其特征在于：所述阈值h1和h2预设在所述井下控制系统中，所述井下控制系统根据下传指令中唤醒序列的梯度值，自适应的调整h1和h2。

5.根据权利要求1所述的旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，其特征在于：所述井下控制系统中设置有定时器，所述预设时间预设在所述定时器中。

6.根据权利要求1所述的旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，其特征在于：所述下传指令中唤醒序列的标准梯度值预设在所述井下控制系统中。