[发明专利]一种旋转导向智能指令下传系统及方法

说明书

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种旋转导向智能指令下传系统及方法，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。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种旋转导向智能指令下传系统及方法。

背景技术

从20世纪80年代后期，在国际上开始研究旋转导向钻井技术，到90年代初期多家公司形成了商业化技术并终实现了信息化和自动化钻井，旋转导向钻井技术作为目前发展的前沿钻井技术之一，代表着世界钻井技术发展的高水平。

旋转导向钻井技术可以自动、灵活地调整井斜和方位，大大提高钻井速度和钻井安全性，精确控制井眼轨迹，完全适合目前开发特殊油藏的超深井、高难定向井、水平井、大位移井、智能井等特殊工艺井导向钻井的需要，极大的降低了石油勘探、钻井的成本。

而目前下传指令的方式主要有以下两种方法：

1、以改变顶驱转速为基础的方法；

如现有技术中公开号为CN109779601A，公开时间为2019年5月21日，名称为“一种旋转导向钻井系统的下传指令自适应解码方法”的中国发明专利文献，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。

2、以改变泥浆排量为基础的方法；

如现有技术中公开号为公开号为CN102022082A，公开时间为2011年4月20日，名称为“一种控制旋转导向钻井工具的地面指令下传方法及装置”的中国发明专利文献，其技术方案包括以下步骤：（1）地面控制系统发送地面控制指令；（2）泥浆泵泵送泥浆；（3）指令转换单元将该指令转换为时间流量变化参数后，发送到泥浆流量控制阀；（4）泥浆流量控制阀分流步骤（2）中泥浆泵泵送的泥浆；（5）旋转导向钻井工具中指令解析单元解析地面控制指令；（6）旋转导向钻井工具中控制单元控制旋转导向钻井工具动作。

但是现有技术的这些方案虽然实现了旋转导向指令下传，但需手动输入指令序号和奇偶校验位，操作繁琐、灵活性差，并且该系统仅通过流量调节阀调节泥浆出入口流量，尚未考虑泥浆泵和管汇憋压对设备的影响，对钻井安全存在一定威胁。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题和不足，本发明旨在于提供一种通过输入旋转导向钻井的目标导向数据、采集存储MWD数据，配备智能指令计算器实时接收、处理MWD上传数据和输入数据，配备下传指令控制器进行控制信号转换和驱动信号放大，配备高压防爆电磁阀进行控制信号接收与流量控制，实现泄流泥浆排量调整，形成特定旋转导向钻井下传编码指令，从而实现旋转导向智能指令下传的旋转导向系统及方法。