一种随钻测控系统下行通讯系统及其指令下传方法技术方案

本发明专利技术涉及随钻测控技术领域，尤其涉及一种随钻测控系统下行通讯系统及其指令下传方法，旨在解决现有技术中正脉冲通讯方式和负脉冲通讯方式不能迅速切换，灵活性不足的问题。本发明专利技术包括泥浆池、钻机、井下随钻仪器、一号泥浆泵、二号泥浆泵和自动控制管汇；自动控制管汇包括第一流入通路、第二流入通路、第一流出通路、第二流出通路、泄流通路和总流入通路。通过对一号泥浆泵、二号泥浆泵、第一流出通路和第二流出通路的控制，实现增大或减小总流入通路的流量，可迅速实现正负脉冲通讯方式的变化。在井深较浅、干扰因素较少时使用负脉冲通讯方式，在井深较深、干扰因素较多时使用正脉冲通讯方式，实现节约能量的同时保证通讯质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻测控系统下行通讯系统及其指令下传方法


[0001]本专利技术涉及随钻测控
，特别涉及一种随钻测控系统下行通讯系统及其指令下传方法。

技术介绍

[0002]在钻井技术中，为了高效、准确地完成设计井眼轨迹或随着地层条件实时调整井眼轨迹，地面设备需要实时监控井下仪器状态，必须在地面设备和井下测控仪器之间建立有效的通讯。井下测控仪器将测量信息编码后向地面设备发射信号，地面设备接收信号、解码后获取井下仪器的信息，该过程为上行通讯。地面设备将指令编码后向井下仪器发射信号，井下仪器接收信号、解码后获得下发指令，该过程为下行通讯。
[0003]目前，下行通讯方式主要通过改变泥浆循环系统的流量，形成脉冲信号。有规律地增大泥浆流量、恢复泥浆流量形成流量正脉冲通讯方式；有规律地减小泥浆流量、恢复泥浆流量形成流量负脉冲通讯方式。正脉冲通讯方式比负脉冲通讯方式抗干扰能力更强。当前，流量负脉冲通讯方式是主要的通讯方式，大部分地面设备只满足一种方式通讯，不能迅速切换通讯方式，缺少灵活性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种随钻测控系统下行通讯系统及其指令下传方法，以解决现有技术中正脉冲通讯方式和负脉冲通讯方式不能迅速切换，灵活性不足的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案在于：
[0006]一种随钻测控系统下行通讯系统，包括泥浆池、钻机和井下随钻仪器，其特征在于，还包括一号泥浆泵、二号泥浆泵和自动控制管汇；一号泥浆泵和二号泥浆泵的入口与泥浆池连通；自动控制管汇包括第一流入通路、第二流入通路、第一流出通路、第二流出通路、泄流通路和总流入通路；一号泥浆泵的出口与第一流入通路的入口连通，第一流入通路的出口与总流入通路的入口连通，第一流出通路的入口与第一流入通路的入口连通；二号泥浆泵的出口与第二流入通路的入口连通，第二流入通路的出口与总流入通路的入口连通，第二流出通路的入口与第二流入通路的入口连通；第一流出通路和第二流出通路的出口与泄流通路的入口连通，泄流通路的出口与泥浆池连通；总流入通路的出口与钻机连接。
[0007]进一步的，第一流入通路包括第一流入通路连接管路、串联于第一流入通路连接管路中的第一单向阀和设置于第一流入通路连接管路的第一压力表；第一单向阀靠近第一流入通路的出口，第一压力表靠近第一流入通路的入口。
[0008]进一步的，第二流入通路包括第二流入通路连接管路、串联于第二流入通路连接管路中的第二单向阀和设置于第二流入通路连接管路的第二压力表；第二单向阀靠近第二流入通路的出口，第二压力表靠近第二流入通路的入口。
[0009]进一步的，第一流出通路中串联有第一控制阀；第二流出通路中串联有第二控制阀；泄流通路包括流出连接管路和串联于流出连接管路的节流阀。
[0010]进一步的，泄流通路中串联有第一节流阀和第二节流阀，第一节流阀靠近泄流通路的入口；第一节流阀为宽幅调节阀；第二节流阀为窄幅调节阀。
[0011]进一步的，随钻测控系统下行通讯系统还包括立压表，立压表与总流入通路连通。
[0012]本专利技术的另一方面，提出了一种使用随钻测控系统下行通讯系统的下传指令方法，即一号泥浆泵单泵循环状态可以转换为流量正脉冲指令下传状态，也可将状态转换至一号泥浆泵单泵循环状态,其步骤如下：
[0013]一号泥浆泵单泵循环状态：开启一号泥浆泵，二号泥浆泵关闭，关闭第一控制阀、第二控制阀，此时泥浆从泥浆池依次经一号泥浆泵、第一流入通路、总流入通路进入钻机，并从井筒通环空返回至井口后返回至泥浆池；
[0014]一号泥浆泵单泵循环状态转换为流量正脉冲指令下传状态：
[0015]S1.在一号泥浆泵单泵循环状态下，根据所需正脉冲增加的流量设置二号泥浆泵的参数；
[0016]S2.打开第二控制阀，将第一节流阀和第二节流阀全开；
[0017]S3.开启二号泥浆泵，二号泥浆泵排出的泥浆依次经第二流入通路连接管、第二流出通路和泄流通路进入泥浆池，调节第一节流阀和第二节流阀，使第二压力表的数值小于立压表的数值并使第二单向阀关闭；
[0018]S4.控制第二控制阀的开启和关闭，第二控制阀开启时，二号泥浆泵排出的泥浆会全部进入泄流通路，压力稳定后，第二压力表的数值小于立压表的数值，第二单向阀关闭，此时仅有一号泥浆泵排出的泥浆进入总流入通路，第二控制阀关闭时，二号泥浆泵排出的泥浆经过第二流入通路进入总流入通路，增大流量，从而实现总流入的泥浆流量恢复和增加的变化；上述过程产生一个流量正脉冲，依照编码信息所需的时间间隔重复上述过程，完成流量正脉冲指令下传；
[0019]S5.井下随钻仪器的传感器检测到进入到钻机的泥浆的流量和压力变化，根据编解码协议完成解码，获得下传指令信息；
[0020]流量正脉冲指令下传状态恢复至一号泥浆泵单泵循环状态：关闭二号泥浆泵、第二控制阀即可。
[0021]本专利技术的第三方面，提出了一种使用随钻测控系统下行通讯系统的下传指令方法，即一号泥浆泵单泵循环状态可以转换为流量负脉冲指令下传状态，也可将状态转换至一号泥浆泵单泵循环状态,其步骤如下：
[0022]一号泥浆泵单泵循环状态转换为流量负脉冲指令下传状态：
[0023]S1.在一号泥浆泵单泵循环状态下，根据流量脉冲信号设置所需泄流至泥浆池的流量，调节第一节流阀和第二节流阀至所需开度；
[0024]S2.控制第一控制阀的开启和关闭，第一控制阀开启时，一号泥浆泵排出的泥浆的一部分会分流至第一流出通路后进入泄流通路并返至泥浆池，另一部分进入总流入通路，使进入钻机的总流量减少，第一控制阀关闭时，一号泥浆泵排出的泥浆全部进入总流入通路，进入钻机的总流量恢复；上述过程产生一个流量负脉冲，依照编码信息所需的时间间隔重复上述过程，完成流量负脉冲指令下传；
[0025]S3.井下随钻仪器的传感器检测到进入到钻机的泥浆的流量和压力变化，根据编解码协议完成解码，获得下传指令信息；
[0026]流量负脉冲指令下传状态恢复至一号泥浆泵单泵循环状态：关闭第一控制阀即可。
[0027]本专利技术的第四方面，提出了一种使用随钻测控系统下行通讯系统的下传指令方法，即二号泥浆泵单泵循环状态可以转换为流量正脉冲指令下传状态，也可将状态转换至二号泥浆泵单泵循环状态,其步骤如下：
[0028]二号泥浆泵单泵循环状态：开启二号泥浆泵，一号泥浆泵关闭，关闭第一控制阀、第二控制阀，此时泥浆从泥浆池依次经二号泥浆泵、第二流入通路、总流入通路进入钻机，并从井筒通环空返回至井口后返回至泥浆池；
[0029]二号泥浆泵单泵循环状态转换为流量正脉冲指令下传状态：
[0030]S1.在二号泥浆泵单泵循环状态下，根据所需正脉冲增加的流量设置一号泥浆泵的参数；
[0031]S2.打开第一控制阀，将第一节流阀和第二节流阀全开；
[0032]S3.开启一号泥浆泵，一号泥浆泵排出的泥浆依次经第一流入通路连接管、第一流出通路和泄流通路进入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻测控系统下行通讯系统，包括泥浆池(1)、钻机(2)和井下随钻仪器(3)，其特征在于，还包括一号泥浆泵(4)、二号泥浆泵(5)和自动控制管汇；所述一号泥浆泵(4)和所述二号泥浆泵(5)的入口与所述泥浆池(1)连通；所述自动控制管汇包括第一流入通路(6)、第二流入通路(7)、第一流出通路(8)、第二流出通路(9)、泄流通路(10)和总流入通路(11)；所述一号泥浆泵(4)的出口与所述第一流入通路(6)的入口连通，所述第一流入通路(6)的出口与所述总流入通路(11)的入口连通，所述第一流出通路(8)的入口与所述第一流入通路(6)的入口连通；所述二号泥浆泵(5)的出口与所述第二流入通路(7)的入口连通，所述第二流入通路(7)的出口与所述总流入通路(11)的入口连通，所述第二流出通路(9)的入口与所述第二流入通路(7)的入口连通；所述第一流出通路(8)和所述第二流出通路(9)的出口与所述泄流通路(10)的入口连通，所述泄流通路(10)的出口与所述泥浆池(1)连通；所述总流入通路(11)的出口与所述钻机(2)连接。2.根据权利要求1所述的随钻测控系统下行通讯系统，其特征在于，所述第一流入通路(6)包括第一流入通路连接管路(601)、串联于所述第一流入通路连接管路(601)中的第一单向阀(603)和设置于所述第一流入通路连接管路(601)的第一压力表(602)；所述第一单向阀(603)靠近所述第一流入通路(6)的出口，所述第一压力表(602)靠近所述第一流入通路(6)的入口；所述第二流入通路(7)包括第二流入通路连接管路(701)、串联于所述第二流入通路连接管路(701)中的第二单向阀(703)和设置于所述第二流入通路连接管路(701)的第二压力表(702)；所述第二单向阀(703)靠近所述第二流入通路(7)的出口，所述第二压力表(702)靠近所述第二流入通路(7)的入口；所述第一流出通路(8)中串联有第一控制阀(801)；所述第二流出通路(9)中串联有第二控制阀(901)；所述泄流通路(10)包括流出连接管路(1003)和串联于所述流出连接管路(1003)的节流阀。3.根据权利要求2所述的随钻测控系统下行通讯系统，其特征在于,所述第一控制阀(801)和所述第二控制阀(901)为气动阀。4.根据权利要求3所述的随钻测控系统下行通讯系统，其特征在于，所述泄流通路(10)中串联有第一节流阀(1001)和第二节流阀(1002)，所述第一节流阀(1001)靠近所述泄流通路(10)的入口；所述第一节流阀(1001)为宽幅调节阀；所述第二节流阀(1002)为窄幅调节阀。5.根据权利要求4所述的随钻测控系统下行通讯系统，其特征在于，还包括立压表(12)，所述立压表(12)与所述总流入通路(11)连通。6.一种使用如权利要求5所述的随钻测控系统下行通讯系统的下传指令方法，其特征在于，所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态可以转换为流量正脉冲指令下传状态，也可将状态转换至所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态,其步骤如下：
所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态：开启所述一号泥浆泵(4)，所述二号泥浆泵(5)关闭，关闭所述第一控制阀(801)、所述第二控制阀(901)，此时泥浆从所述泥浆池(1)依次经所述一号泥浆泵(4)、所述第一流入通路(6)、所述总流入通路(11)进入所述钻机(2)，并从井筒通环空返回至井口后返回至泥浆池(1)；所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态转换为流量正脉冲指令下传状态：S1.在所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态下，根据所需正脉冲增加的流量设置所述二号泥浆泵(5)的参数；S2.打开所述第二控制阀(901)，将所述第一节流阀(1001)和所述第二节流阀(1002)全开；S3.开启所述二号泥浆泵(5)，所述二号泥浆泵(5)排出的泥浆依次经所述第二流入通路(7)连接管、所述第二流出通路(9)和所述泄流通路(10)进入所述泥浆池(1)，调节所述第一节流阀(1001)和所述第二节流阀(1002)，使所述第二压力表(702)的数值小于所述立压表(12)的数值并使所述第二单向阀(703)关闭；S4.控制所述第二控制阀(901)的开启和关闭，所述第二控制阀(901)开启时，所述二号泥浆泵(5)排出的泥浆会全部进入所述泄流通路(10)，压力稳定后，所述第二压力表(702)的数值小于所述立压表(12)的数值，所述第二单向阀(703)关闭，此时仅有所述一号泥浆泵(4)排出的泥浆进入所述总流入通路(11)，所述第二控制阀(901)关闭时，所述二号泥浆泵(5)排出的泥浆经过所述第二流入通路(7)进入所述总流入通路(11)，增大流量，从而实现总流入的泥浆流量恢复和增加的变化；上述过程产生一个流量正脉冲，依照编码信息所需的时间间隔重复上述过程，完成流量正脉冲指令下传；S5.所述井下随钻仪器(3)的传感器检测到进入到所述钻机(2)的泥浆的流量和压力变化，根据编解码协议完成解码，获得下传指令信息；流量正脉冲指令下传状态恢复至所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态：关闭所述二号泥浆泵(5)、所述第二控制阀(901)即可。7.一种如权利要求6所述的随钻测控系统下行通讯系统的下传指令方法，其特征在于，所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态可以转换为流量负脉冲指令下传状态，也可将状态转换至所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态,其步骤如下：所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态转换为流量负脉冲指令下传状态：S1.在所述一号泥浆泵(4)单泵循环状态下，根据流量脉冲信号设置所需泄流至所述泥浆池(1)的流量，调节所述第一节流阀(1001)和所述第二节...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朝阳，魏春明，郭劲松，王威，高廷正，金平，程晋，张猛，吴冬凤，胡秀凤，杨芳舒，叶晓震，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：