[发明专利]一种旋转导向智能指令下传系统及方法

权利要求书

1.一种旋转导向智能指令下传系统，其特征在于：包括带有解码器、FPGA芯片和编码器的智能指令计算器，以及通过用于存储旋转导向钻井数据的数据存储器与所述智能指令计算器数据相连的MWD随钻测量单元；所述解码器接收输入的目标导向数据进行解码，并将解码结果传输至FPGA芯片，所述FPGA芯片将解码结果汇同所述MWD随钻测量单元的数据进行指令计算，并将指令计算结果通过编码器制作成指令输出至包括指令变化电路和驱动电路的指令下达控制器，所述指令下达控制器将指令转化为对高压防爆电磁阀的驱动控制信号；所述数据存储器中还包括用于将输入数据与存储的历史数据进行比对判断的数据比对单元，所述数据存储器与所述智能指令计算器之间数据互通，即所述FPGA芯片将所述解码器的解码结果、以及所述指令计算结果传输至所述数据存储器中作为旋转导向钻井数据。

2.如权利要求1所述的一种旋转导向智能指令下传系统，其特征在于：所述智能指令计算器和数据存储器均设置在地面控制中心里；所述MWD随钻测量单元设置在井下，并与所述数据存储器有线或者无线数据通讯相连。

3.如权利要求1或2所述的一种旋转导向智能指令下传系统，其特征在于：所述MWD随钻测量单元通过设置于地面的压力传感器连入所述数据存储器，所述MWD随钻测量单元通过泥浆正脉冲信号触发所述压力传感器读取并向所述数据存储器输入MWD随钻测量单元的检测数据。

4.如权利要求1或2所述的一种旋转导向智能指令下传系统，其特征在于：所述指令下达控制器中的指令变化电路将所述指令计算结果转化为对所述驱动电路的驱动信号，所述驱动电路根据所述驱动信号导通或关断。

5.如权利要求1或2所述的一种旋转导向智能指令下传系统，其特征在于：所述高压防爆电磁阀连接有带有UPS备用电源的供电电路，且所述供电电路由所述驱动电路控制。

6.一种旋转导向智能指令下传方法，其特征在于，包括以下步骤：

目标导向数据输入步骤，通过解码器向智能指令计算器中的FPGA芯片输入包括预设井眼轨迹数据，和/或包括钻井过程中需要改变的井斜角、方位角、工具面角在内的轨迹参数，所述FPGA芯片收到预设井眼轨迹数据和/或轨迹参数后，还会将所述预设井眼轨迹数据和/或轨迹参数反馈至数据存储器中；

MWD检测数据上传步骤，通过MWD随钻测量单元实时采集井下包括井斜角、方位角、工具面角在内的随钻测量的井眼轨迹参数，以及包括温度在内的辅助参数，并将采集的数据通过数据存储器上传至智能指令计算器中的FPGA芯片，同时，所述数据存储器保存上述数据；

比对步骤，数据存储器中的数据比对单元根据FPGA芯片反馈的预设井眼轨迹数据和/或轨迹参数，以及MWD随钻测量单元实时采集的井眼轨迹参数和辅助参数，与旋转导向钻井数据库中的数据进行比对，将比对结果判定相同和/或在设定阈值范围内属于相似的结果对应的导向结果作为FPGA芯片向编码器的输出结果，并跳过智能计算步骤；

智能计算步骤，所述FPGA芯片接收到所述目标导向数据输入步骤和MWD检测数据上传步骤的数据后，通过计算差异值确定需要驱动调整的导向结果并进行编码器编码处理成为调整指令；

指令下达执行步骤，将所述智能计算步骤的调整指令通过指令变化电路转化为控制驱动电路开/闭的电控信号，所述驱动电路根据所述电控信号控制高压防爆电磁阀的开闭完成指令下传；

并且，所述智能计算步骤中，所述FPGA芯片计算差异值确定需要驱动调整的导向结果也会对应同步反馈至数据存储器中，形成目标导向数据、MWD检测数据与智能计算的导向结果对应的旋转导向钻井数据库。

7.如权利要求6所述的一种旋转导向智能指令下传方法，其特征在于：所述智能计算步骤中所述FPGA芯片收到所述目标导向数据输入步骤和MWD检测数据上传步骤的数据后，对所述MWD检测数据上传步骤的数据中的脉冲信号进行解码，基于FPGA芯片中的旋转导向下传参数计算算法，计算出目标导向轨迹所需要的泄流泥浆排量，所述FPGA芯片将计算结果传入编码器，进行指令数据编码。