一种随钻传输编码方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种随钻传输编码方法，其包含：设置参数偏移向量，参数偏移向量为后续钻进预设长度井眼的各参数最小值向量；井下测量得到参数实际测量向量，结合参数偏移向量进行脉冲位置调制编码，得到编码信号，并基于编码信号生成泥浆脉冲压力波信号；在地面将采集得到的所述泥浆脉冲压力波信号进行解码，结合参数偏移向量，还原得到参数实际测量向量。本发明专利技术克服了常规脉冲位置调制编码在传输较大数据时存在的传输时间长、带宽利用率低等问题。该装置结构合理、易于加工、适应性强，能够有效提高井下数据的传输效率。提高井下数据的传输效率。提高井下数据的传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻传输编码方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及油气勘探开发中钻井工程
，具体地说，涉及一种随钻传输编码方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]石油钻井过程中，尤其是水平井、大位移井和分支井等复杂结构井的钻井过程中，井场人员需要实时了解井下各种参数，如井斜、方位、工具面等。随钻测量(Measurement While Drilling，MWD)技术是实现该过程的必要手段。通过实时上传地层和钻井数据，随钻测量技术能够减少钻机在用时间，还可以在高风险井中保证数据的采集。泥浆脉冲传输是目前普遍使用的一种数据传输方式，其原理是井下仪器通过脉冲发生器改变钻柱里的泥浆压力，形成压力波而将测量数据以脉冲的形式传递到地面。根据脉冲产生的方式，泥浆脉冲传输又可以分为正脉冲、负脉冲和连续波传输。负脉冲传输由于对井壁有一定的破坏作用，目前已很少使用。
[0003]随着各种井下新的测量仪器的研制成功与应用，井下需要上传的信息日益增多，因此泥浆脉冲数据传输系统的传输速率逐步成为随钻测量系统的短板。该问题的解决方案主要包括两种，一种是改进正脉冲传输，另一种是发展连续波传输。正脉冲传输具有仪器结构简单、操作维护方便、传输信号稳定可靠等优点，是目前应用最为广泛的泥浆脉冲传输方式，但其传输速率较低。连续波传输具有较高的传输速率，但其信号易受干扰、仪器可靠性差，目前国内仍处于试验阶段。因此，在传统正脉冲传输的基础上进行“挖潜”是现阶段一种快速可行的方法。
[0004]泥浆传输信道是十分恶劣，脉冲信号在传输过程中会不断衰减且被各种环境因素干扰。为了增强抗干扰能力，必须对数据进行编码处理。脉冲位置调制编码(Pulse Position Modulation，PPM)是一种常用的泥浆脉冲数据传输方式，其原理是1个脉冲代表1个十六进制数(0～F)，其具体数取决于它的位置，即取决于它与上一脉冲或同步头脉冲之间的时间间隔。利用脉冲位置调制编码进行数据传输所用的时间随着传送的数据的改变而改变。传统的脉冲位置调制编码没有考虑应用环境下的数据特征，传输数据“0x0”所用的时间始终小于传输数据“0xF”所用的时间，这在某些情况下(例如待传输的数据始终位于“0xF”附近)会造成传输带宽的大量浪费。
[0005]针对现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种随钻传输编码方法、装置及存储介质。

技术实现思路

[0006]为解决上述现有技术的问题，本专利技术提供了一种随钻传输编码方法，所述方法包含以下步骤：
[0007]设置参数偏移向量，所述参数偏移向量为后续钻进预设长度井眼的各参数最小值向量；
[0008]井下测量得到参数实际测量向量，结合所述参数偏移向量进行脉冲位置调制编码，得到编码信号，并基于所述编码信号生成泥浆脉冲压力波信号；
[0009]在地面将采集得到的所述泥浆脉冲压力波信号进行解码，结合所述参数偏移向量，还原得到所述参数实际测量向量。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，设置参数偏移向量包含：随钻传输仪器下井之前，通过井下编解码控制器设置所述参数偏移向量。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，设置参数偏移向量包含：
[0012]依据地面接收到的当前参数实际测量向量以及后续的井眼设计轨迹参数，设定所述参数偏移向量；
[0013]基于所述参数偏移向量，按照时序编码分流泥浆，从而使得井眼中的泥浆流速按照时序发生变化；
[0014]依据流速变化信号通过时序解码获得最新的所述参数偏移向量。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，结合所述参数偏移向量进行脉冲位置调制编码，得到编码信号，并基于所述编码信号生成泥浆脉冲压力波信号，包含：
[0016]将所述参数实际测量向量减去所述参数偏移向量，得到参数差值向量；
[0017]对所述参数差值向量进行脉冲位置调制编码，得到所述编码信号；
[0018]在所述编码信号的控制下阻挡或允许泥浆通过，从而产生所述泥浆脉冲压力波信号。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，在地面将采集得到的所述泥浆脉冲压力波信号进行解码，结合所述参数偏移向量，还原得到所述参数实际测量向量，包含：
[0020]采集由井下传送的所述泥浆脉冲压力波信号；
[0021]从所述泥浆脉冲压力波信号中解码出所述参数差值向量；
[0022]将所述参数差值向量加上所述参数偏移向量，以还原得到所述参数实际测量向量。
[0023]根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种随钻传输编码装置，执行如上任一项所述的一种随钻传输编码方法，所述装置包含：
[0024]井下单元，其用于测量得到参数实际测量向量，结合所述参数偏移向量进行脉冲位置调制编码，得到编码信号，并基于所述编码信号生成泥浆脉冲压力波信号；
[0025]地面单元，其用于设置所述参数偏移向量，所述参数偏移向量为后续钻进预设长度井眼的各参数最小值向量，并将采集得到的所述泥浆脉冲压力波信号进行解码，结合所述参数偏移向量，还原得到所述参数实际测量向量。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，所述井下单元包含：
[0027]井下编解码控制器，其用于在下井前设置所述参数偏移向量，并结合所述参数实际测量向量进行脉冲位置调制编码，得到所述编码信号；
[0028]测量探管，其用于测量得到所述参数实际测量向量；
[0029]泥浆脉冲发生器，其用于基于所述编码信号生成所述泥浆脉冲压力波信号。
[0030]根据本专利技术的一个实施例，所述地面单元包含：
[0031]压力传感器，其用于采集所述泥浆脉冲压力波信号，以生成泥浆脉冲电信号；
[0032]地面计算模块，其用于对所述泥浆脉冲电信号进行解码，结合所述参数偏移向量，
还原得到所述参数实际测量向量。
[0033]根据本专利技术的一个实施例，所述装置包含泥浆分流单元，其用于在所述地面计算模块的控制下将井眼内循环的泥浆分流，从而使得井眼内循环的泥浆流速按照设定时序发生变化。
[0034]根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的方法的指令。
[0035]本专利技术提供的一种随钻传输编码方法、装置及存储介质包含以下有益效果：克服了常规脉冲位置调制编码在传输较大数据时存在的传输时间长、带宽利用率低等问题。该装置结构合理、易于加工、适应性强，能够有效提高井下数据的传输效率。
[0036]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0037]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0038]图1显示了根据本专利技术的一个实施例的一种随钻传输编码方法流程图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻传输编码方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：设置参数偏移向量，所述参数偏移向量为后续钻进预设长度井眼的各参数最小值向量；井下测量得到参数实际测量向量，结合所述参数偏移向量进行脉冲位置调制编码，得到编码信号，并基于所述编码信号生成泥浆脉冲压力波信号；在地面将采集得到的所述泥浆脉冲压力波信号进行解码，结合所述参数偏移向量，还原得到所述参数实际测量向量。2.如权利要求1所述的一种随钻传输编码方法，其特征在于，设置参数偏移向量包含：随钻传输仪器下井之前，通过井下编解码控制器设置所述参数偏移向量。3.如权利要求1所述的一种随钻传输编码方法，其特征在于，设置参数偏移向量包含：依据地面接收到的当前参数实际测量向量以及后续的井眼设计轨迹参数，设定所述参数偏移向量；基于所述参数偏移向量，按照时序编码分流泥浆，从而使得井眼中的泥浆流速按照时序发生变化；依据流速变化信号通过时序解码获得最新的所述参数偏移向量。4.如权利要求1所述的一种随钻传输编码方法，其特征在于，结合所述参数偏移向量进行脉冲位置调制编码，得到编码信号，并基于所述编码信号生成泥浆脉冲压力波信号，包含：将所述参数实际测量向量减去所述参数偏移向量，得到参数差值向量；对所述参数差值向量进行脉冲位置调制编码，得到所述编码信号；在所述编码信号的控制下阻挡或允许泥浆通过，从而产生所述泥浆脉冲压力波信号。5.如权利要求4所述的一种随钻传输编码方法，其特征在于，在地面将采集得到的所述泥浆脉冲压力波信号进行解码，结合所述参数偏移向量，还原得到所述参数实际测量向量，包含：采集由井下传送的所述泥浆脉冲压力波信号；从所述泥浆脉冲压力波信号中解码出所述参数差值向量；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨书博，倪卫宁，刘建华，崔谦，宋朝晖，胡越发，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：