[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

说明书

本发明公开了一种旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，包括指令转换系统将下传指令转换为泥浆发电机的转速信号；采集所述泥浆发电机的转速信号，并对转速信号进行滤波处理；判断相关度与预设相关度之间的大小关系，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；判定的下传指令中数据序列的脉冲序列沿；并根据判定结果确定数据序列的脉冲宽度，根据脉冲宽度确定下传信号。优点是：通过相关算法检测唤醒序列，提高对唤醒序列识别的准确率，根据唤醒序列的梯度值，自适应调整识别数据序列梯度值的阈值h1和h2，规避阈值设置不合理造成的解码错误。

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，尤其涉及一种旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法。

背景技术

旋转导向钻井系统是20世纪90年代发展起来的自动化闭环钻井技术，与传统钻井技术相比，旋转导向钻井技术可使钻头处于持续的旋转状态，因此井眼净化效果更好，井身轨迹控制精度更高，钻井速度更快，出现卡钻等事故的几率更小，位移延伸能力更强，对油气资源的勘探和开发，提高油田的油气采收率具有重要意义。

旋转导向钻井系统的基本思路就是在旋转钻井的同时，井下系统无需停钻，通过井下控制系统接受泥浆传输的地面下传指令，在钻柱的特定方向上施加一定的连续的可变的侧向力，人为地改变钻头前进的方向，进而达到在旋转中几何导向或地质导向的目的。因此，井下控制系统对下传指令的准确接收和解码是非常重要的。

目前，国内外比较成熟的地面指令下传方法是通过对立管泥浆进行一定时间和一定流量的分流，使得井下泥浆发电机转速发生周期性变化，从而实现地面下传指令的编码，再由泥浆发电机控制电路检测转速变化并解码，解码结果传递给旋转导向工具控制电路，从而实现控制旋转导向工具的功能。现在的下传指令的解码方法，如专利：201310471238，是通过判断滤波后流量数据的峰值是否达到设定值H，来判断是否有下传信号；并通过判断脉冲信号的梯度值是否超过设定值h1和h2来判断脉冲沿信号。这种方法的缺点是通过判断流量信号值的大小来解码，会受泥浆特性、井深和各种高温高压强振等钻井环境的影响，流量信号的幅值有不同程度的衰减或突变，用固定的设定值来判断下传信号和脉冲信号存在极大的局限性，必然会造成解码率低和误触发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

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；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；