旋转导向钻井系统主控功能测试系统技术方案

本发明专利技术属于随钻测控技术领域，具体涉及一种旋转导向钻井系统主控功能测试系统，旨在解决现有技术中旋转导向钻井系统主控功能测试、调试不足的问题，本申请提供的转导向钻井系统主控功能测试系统用于对旋转导向钻井系统的主控程序进行测试、调试，该系统包括信号转换模块、调控模块、主控模块、解码显示模块和若干个随钻测控工具模拟器，信号转换模块用于接收系统输入的导向控制指令，并转换为脉冲信号，调控模块包括彼此通信连接的旁通分流式下传指令装置模拟器、钻井井筒

【技术实现步骤摘要】
旋转导向钻井系统主控功能测试系统


[0001]本专利技术属于随钻测控
，具体涉及一种旋转导向钻井系统主控功能测试系统。

技术介绍

[0002]旋转导向钻井系统可以实时调整及井眼轨迹，是大斜度井、水平井、地质导向钻井技术的巨大突破。
[0003]旋转导向钻井系统的研发、技术升级、系统增加新井下工具，需要测试调试主控电路板的程序和相关工具的程序。在不同工况、不同工作参数条件下测试主控程序，暴露其各种缺陷和问题，修改相关程序后反复进行调试，是一个不断修改、调试、再修改的循环过程，工作量很大。若直接采用实际的工具、仪器进行测试、调试，因为工具上的电路板和线路极为复杂，且工具尺寸很长，会给测试、调试带来很多不便，降低效率。而且，测试、调试过程中如果出现意外，也可能损伤工具、仪器电路，带来较大的经济损失。
[0004]相较实际的旋转导向钻井系统，采用模拟系统进行整个测试、调试过程，模拟系统便于实时监测各个电路的工作参数和通信。这将极大降低测试、调试难度，提升效率，降低测试、调试过程中可能意外损坏电路的经济损失，对于旋转导向钻井系统的研发、技术升级、系统完善具有重大的意义。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中旋转导向钻井系统主控功能测试、调试不足的问题，本申请提供一种旋转导向钻井系统主控功能测试系统，该系统用于对旋转导向钻井系统的主控程序进行测试、调试，该系统包括信号转换模块、调控模块、主控模块、解码显示模块和若干个随钻测控工具模拟器；
[0006]所述信号转换模块用于接收系统输入的导向控制指令，并将导向控制指令并转换为脉冲信号；
[0007]所述调控模块包括旁通分流式下传指令装置模拟器、钻井井筒
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地面循环系统水力学模拟器和井下工具发电机模拟器，各模拟器通信连接；所述旁通分流式下传指令装置模拟器，配置为将所述脉冲信号转换成阀门开度值；所述钻井井筒
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地面循环系统水力学模拟器，配置为结合所述阀门开度值，通过瞬态流体动力学模型生成钻柱内发电机所在位置的钻井液流量值和压力值；所述井下工具发电机模拟器，配置为基于所述钻井液流量值和所述压力值计算发电机转子转速控制信号，并实时发送至所述主控模块；
[0008]所述主控模块，包括旋转导向系统主控模拟器和井下工具上传信号模拟器；所述旋转导向系统主控模拟器，配置为接收所述发电机转子转速控制信号，控制各随钻测控工具模拟器运行，得到各随钻测控工具模拟器反馈的测量电压信号，并发送至所述井下工具上传信号模拟器；所述井下工具上传信号模拟器，配置为将测量电压信号转换为设定通讯协议的数字信号并发送至所述解码显示模块；
[0009]所述解码显示模块，配置为接收所述旋转导向系统主控模拟器上传的数字信号并转换为具体数值，对所述具体数值进行滤波处理，将滤波处理后的具体数值按照对应的通讯协议进行解码并显示。
[0010]在一些优选技术方案中，所述若干个随钻测控工具模拟器包括导向控制工具模拟器、随钻测斜模拟器和随钻伽马工具模拟器。
[0011]在一些优选技术方案中，所述导向控制工具模拟器，配置为接收所述旋转导向系统主控模拟器的控制命令，并向所述旋转导向系统主控模拟器反馈第一数据，所述第一数据包括导向模式、各液压模块导向力、环空压力、振动、弯矩、钻压。
[0012]在一些优选技术方案中，所述随钻测斜模拟器，配置为接收所述旋转导向系统主控模拟器的控制命令，并向所述旋转导向系统主控模拟器反馈第二数据，所述第二数据包括重力测量分量值、地磁场分量测量值、重力合量值、地磁场通量合量值、地磁倾角、工具井斜角、工具磁方位角。
[0013]在一些优选技术方案中，所述随钻伽马工具模拟器，配置为接收所述旋转导向系统主控模拟器的控制命令，并向所述旋转导向系统主控模拟器反馈第三数据，所述第三数据包括伽马值和工作状态量。
[0014]在一些优选技术方案中，所述随钻电阻率工具模拟器，配置为接收所述旋转导向系统主控模拟器命令，并向所述旋转导向系统主控模拟器反馈第四数据，所述第四数据包括浅相位差电阻率、浅衰减电阻率、深相位差电阻率和深衰减电阻率。
[0015]在一些优选技术方案中，该系统还包括监控模块，所述监控模块分别与所述主控模块和所述导向控制工具模拟器通信连接。所述监控模块配置为接收所述导向控制工具模拟器发送的排序上传数据序列；还配置为向所述导向控制工具模拟器发送改变工作模式命令。
[0016]在一些优选技术方案中，所述钻井井筒
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地面循环系统水力学模拟器，配置为基于钻井液、井眼尺寸、地面循环管路、钻具尺寸、钻头、泥浆泵参数，结合所述阀门开度值，通过瞬态流体动力学模型生成钻柱内发电机所在位置的钻井液流量值和压力值。
[0017]在一些优选技术方案中，所述井下工具上传信号模拟器，配置为基于实时的所述钻井液流量值和所述压力值，并结合发电机的转子、定子型号计算发电机转子转速控制信号，实时发送至所述旋转导向系统主控模拟器。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术的旋转导向钻井系统主控功能测试系统可以实现旋转导向钻井系统主控功能的全面模拟，测试、调试主控程序。相较实际的旋转导向钻井系统，采用本专利技术的模拟系统进行整个测试、调试过程，模拟系统便于实时监测各个电路的工作参数和通信。这将极大降低测试、调试难度，提升效率，降低测试、调试过程中可能意外损坏电路的经济损失，是旋转导向钻井系统研发、技术升级、系统完善的有益辅助。
附图说明
[0020]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0021]图1为本专利技术一种实施例的旋转导向钻井系统主控功能测试系统的整体结构示意
图；
[0022]图2为本专利技术一种实施例中随钻测控工具模拟器的功能示意图；
[0023]图3为本专利技术一种实施例中钻井井筒
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地面循环系统水力学模拟器的功能示意图；
[0024]图4为本专利技术一种实施例中井下工具发电机模拟器的功能示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。
[0026]本专利技术的一种旋转导向钻井系统主控功能测试系统，用于对旋转导向钻井系统的主控程序进行测试、调试，其特征在于，该系统包括信号转换模块、调控模块、主控模块、解码显示模块和若干个随钻测控工具模拟器；
[0027]所述信号转换模块用于接收系统输入的导向控制指令，并将导向控制指令并转换为脉冲信号；
[0028]所述调控模块包括旁通分流式下传指令装置模拟器、钻井井筒
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地面循环系统水力学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转导向钻井系统主控功能测试系统，用于对旋转导向钻井系统的主控程序进行测试、调试，其特征在于，该系统包括信号转换模块、调控模块、主控模块、解码显示模块和若干个随钻测控工具模拟器；所述信号转换模块用于接收系统输入的导向控制指令，并将导向控制指令并转换为脉冲信号；所述调控模块包括旁通分流式下传指令装置模拟器、钻井井筒
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地面循环系统水力学模拟器和井下工具发电机模拟器，各模拟器通信连接；所述旁通分流式下传指令装置模拟器，配置为将所述脉冲信号转换成阀门开度值；所述钻井井筒
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地面循环系统水力学模拟器，配置为结合所述阀门开度值，通过瞬态流体动力学模型生成钻柱内发电机所在位置的钻井液流量值和压力值；所述井下工具发电机模拟器，配置为基于所述钻井液流量值和所述压力值计算发电机转子转速控制信号，并实时发送至所述主控模块；所述主控模块，包括旋转导向系统主控模拟器和井下工具上传信号模拟器；所述旋转导向系统主控模拟器，配置为接收所述发电机转子转速控制信号，控制各随钻测控工具模拟器运行，得到各随钻测控工具模拟器反馈的测量电压信号，并发送至所述井下工具上传信号模拟器；所述井下工具上传信号模拟器，配置为将测量电压信号转换为设定通讯协议的数字信号并发送至所述解码显示模块；所述解码显示模块，配置为接收所述旋转导向系统主控模拟器上传的数字信号并转换为具体数值，对所述具体数值进行滤波处理，将滤波处理后的具体数值按照对应的通讯协议进行解码并显示。2.根据权利要求1所述的旋转导向钻井系统主控功能测试系统，其特征在于，所述若干个随钻测控工具模拟器包括导向控制工具模拟器、随钻测斜模拟器、随钻伽马工具模拟器和随钻电阻率工具模拟器。3.根据权利要求2所述的旋转导向钻井系统主控功能测试系统，其特征在于，所述导向控制工具模拟器，配置为接收所述旋转导向系统主控模拟器的控制命令，并向所述旋转导向系统主控模拟器反馈第一数据，所述第一数据包括导向...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭劲松，徐朝阳，高廷正，李宝鹏，张猛，金平，张晖，吴红坡，吴冬凤，程晋，王威，高鑫，梁鹏，
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：