[发明专利]随钻测量系统的同步方法

说明书

本发明公开了一种随钻测量系统的同步方法，所述方法包括：基于井下发送数据的帧结构，确定同步训练序列；利用三角函数的不相关性，构造井下发送同步训练序列波形和井上同步训练序列本地波形的对应关系；将井上接收到的经过第一调制的同步训练码字波形与经过第二调制的所述同步训练序列本地波形进行相关计算，得到相关曲线并通过相关曲线找到同步位置。本发明提供的随钻测量系统的同步方法，构造了同步训练序列，基于该同步序列提出了对FSK系统同步方法的改进；完成对FSK系统的井上、井下同步，使得相关曲线相关峰值增高、主峰值和次峰值差距增大；在不增加MWD系统电机控制复杂性的前提下，提高了MWD系统的同步精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及随钻测量技术领域，尤其涉及一种随钻测量系统的同步方法。

背景技术

近年来，为了进一步提高钻井效率，MWD(Measure While Drilling，随钻测量)系统所需传输的定向、地层特性和钻井参数等实时测井信息呈现爆炸式增长，传统正、负脉冲传输系统的低传输速率已成为制约随钻MWD发展的瓶颈问题。为了满足日益增加的信息量的需求，出现了利用剪切阀实现泥浆连续波的技术，提高了MWD系统的数据传输速率，并逐渐成为一种很有前景的技术。

随钻MWD泥浆连续波系统通过电机转子的连续运动实现对泥浆的截流效果，形成连续压力波。电机旋转阀转子的摆动频率可以达到40Hz，并运用OOK、FSK、PSK等各种调制方式进行载波调制，从而可实现传输速率达到40bps。相比于正、负脉冲传输系统的最大传输速率5bps，MWD泥浆连续波系统更能满足日益增长的井下数据传输需求。进一步地，可结合压缩编码等技术实现井下图像传输。

在MWD泥浆连续波系统中，如何精确同步是保障该系统高速传输的重要技术之一。目前，MWD泥浆连续波系统在井下发送端，通过在数据帧的开头处插入固定的同步训练码字，并在接收端寻找接收波形和同步训练序列本地波形相关结果峰值实现同步。

在实际应用中，由于FSK调制的同步训练码字相关性差，从而导致了系统的同步精度差、误码率高、抗噪能力差、传输深度浅等问题，上述缺点制约了基于FSK调制的随钻MWD泥浆连续波系统的使用和发展。目前，该问题尚未有有效的解决方法。

因此，亟需一种随钻测量系统的同步方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种随钻测量系统的同步方法，以解决上述现有技术中的问题，能够提高同步精度，从而降低误码率。

本发明提供了一种随钻测量系统的同步方法，其中，包括以下步骤：

基于井下发送数据的帧结构，确定同步训练序列；

利用三角函数的不相关性，构造井下发送同步训练序列波形和井上同步训练序列本地波形的对应关系；

在井上将接收到的第一调制信号波形与经过第二调制的所述同步训练序列本地波形进行相关计算，得到相关曲线；

根据所述相关曲线的峰值找到同步位置。

如上所述的随钻测量系统的同步方法，其中，优选的是，所述基于井下发送数据的帧结构，确定同步训练序列，具体包括：

确定井下发送数据的帧结构；

根据所述发送数据的帧结构确定同步训练序列；

通过剪切阀发送经过第一调制的所述同步训练序列。

如上所述的随钻测量系统的同步方法，其中，优选的是，所述在井上将接收到的经过第一调制信号波形与经过第二调制的所述同步训练序列本地波形进行相关计算，得到相关曲线，具体包括：

通过剪切阀发送经过第一调制的所述同步序列；

井上通过压力传感器采集上述信号并将其与第二调制的所述同步序列本地波形进行相关计算，得到相关曲线。