[发明专利]一种用于石油钻井的基于组合码的编码和解码方法

说明书

本发明涉及一种用于石油钻井用的基于组合码的编码和解码方法，通过对数据进行预处理，基于石油钻井时传输的噪音和干扰的特点，设计了一种简单可行的编码和解码方法用于石油钻井数据的传输，该编解码的方法有效减少循环的迭代次数，编码和解码计算量小、执行速度快，适合用于传输井下数据。

技术领域

本发明涉及石油钻井行业中随钻测量、随钻测井和旋转导向系统使用的数据传输领域，特别是涉及基于组合码实现泥浆脉冲传输井下测量数据。

背景技术

信号的传输和编解码技术是石油钻井井下测量设备研发的关键技术之一。石油钻井井下测量系统在实际应用时，按传输载体来分数据的传输方式主要有：泥浆脉冲传输、电磁波传输和声波传输。电磁波传输适用范围受地层电阻率的限制，而且电磁波容易受干扰。声波传输是以钻杆或地层为传输介质，数据传输速率较高，但信号易衰减，只能近距离传输。因此，主流设备一般采用泥浆脉冲传输井下数据。

设备在传输井下数据时，按照编码规则控制脉冲器动作，将传输的数据变为钻柱内泥浆压力波动信号。地面通过安装压力传感器对立管压力进行采集，再经过采集箱将立管压力信号变为数字信号，然后再进行初级滤波，然后将滤波后的数据发送到地面解码软件。地面解码软件通过傅里叶变换或小波滤波等方法进一步降低信号中的噪声，然后按照一定的解码方法将立管压力信号中携带的编码信息解算出来。脉冲信号编码技术对信号的传输质量和传输效率有很重要的影响，常用的信号编码方式有曼彻斯特码、Miller码、Bip-Phase、Timebase2、组合编码、正则码、等重码等多种方式。组合码传输数据方式通过大量现场应用证明，是一种高效、易检测的泥浆脉冲信号编码方法。目前，组合码数据传输只有明确的基本规则定义，为解决提高信息的传输速率提升解码效率，本申请提出了一种基于石油钻井的编码和解码方法。

发明内容

一种用于石油钻井的基于组合码的数值编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101，将井下待传输的数据除以分辨率，然后四舍五入进行取整，根据预先定义的数据传输位数和推荐组合码格式表获取当前数据对应的时间槽总数N和脉冲数量M；

S102，脉冲数量M决定了循环嵌套的层数，最大循环嵌套层数为5层；

S103，第1层循环对应脉冲1的时间槽位置，其起始时间槽位置为1，结束时间槽位置为N-2-(M-1)*3；

S104，第K层循环(K≤M)对应脉冲K的时间槽位置，其起始时间槽位置为SLOT_k-1+3，结束时间槽位置为N-2-(M-K)*3；N，K，M为正整数；

S105，在第M-1层循环中获取前M-1个时间槽位置确定后所允许的最大有效编码数量；

S106，根据最大有效编码数据量计算出当前最大允许的编码数值；

S107，判断待编码数据是否超过当前最大允许的编码数值，如果待编码数值大于最大允许的编码数值，则继续执行第M-1层的循环，否则进入M层嵌套循环，从起始位置开始，找到符合规则的编码，判断每个有效编码的对应值与待编码数据是否相等，如果相等则当前循环位置对应的组合编码{SLOT₁，SLOT₂，…，SLOT_k，SLOT_M}为编码结果，结束当前数据的组合编码；

S108,传输所获得数据的组合编码

进一步，所述找到符合规则的编码，具体为：在最后一层循环中对SLOT₁+SLOT₂+…，+SLOT_k+SLOT_M求和，如果和为偶数则当前编码{SLOT₁，SLOT₂，…，SLOT_k，SLOT_M}为有效编码。