[发明专利]一种无线数据交互司钻系统及交互方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、地质勘探等随钻测量技术领域，具体是一种无线数据交互司钻系统及交互方法。

背景技术

随钻测量(MeasurementWhileDrilling)简称MWD，是一种先进的测井技术，通过不间断的定向钻进去测量接近钻头孔底的某些信息，并将信息即刻传送到地表的过程。

目前，随钻测量技术广泛应用与大斜度井、多分支井等复杂结构井的勘探开发中，并且向着高可靠性，小尺寸，高准确率，高科技化等方向发展。

在石油，地矿勘探等钻井作业过程中，井场技术人员需要实时了解各项井下参数，包括井斜、方位、工具面等；通常，在随钻测量系统中，这些参数以泥浆脉冲的形式传输到地面的高压立管中，地面上采用压力传感器，检测到与压力变化量对应的电压信号，并进行信号采集，滤波处理，解码等处理，完成参数的识别，最后通过有线电缆的方式传输到控制机房。

但是有线电缆传输方式在施工作业中，有以下缺点和不足：首先是走线复杂，由于井场机械车辆作业较多，有线方式增加了井场布线复杂度，每个井场情况不一，作业前需针对具体作业环境进行电缆线路布置；其次便携性低，近百米的电缆携带不便，同时安装拆卸不易；存在安全隐患，作业工程中电缆容易磨损，出现故障，影响施工。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种无线数据交互司钻系统及交互方法。

无线数据交互司钻系统，具体包括：泥浆脉冲压力传感器、泥浆泵、数据解码主机终端、数据通信功能盒及数据显示从机终端。

所述的无线数据交互司钻系统设置在地面上，泥浆泵一端连接泥浆通道，井下脉冲器将井下参数通过泥浆通道以泥浆压力信号的形式传输到泥浆泵处，泥浆泵另一端连接泥浆脉冲压力传感器，通过泥浆脉冲压力传感器将泥浆压力信号转换为对应电流信号；泥浆脉冲压力传感器连接数据显示从机终端；数据显示从机终端将电流信号转换为电压信号，实现数据的数字化并组成数据帧；通过2.4G频段无线链路与数据通信功能盒之间进行双向数据交互；数据通信功能盒接收数据帧并进行解帧，通过USB总线传输给数据解码主机终端，并进行通信。数据解码主机终端解出具体井下参数，通过USB总线传输给数据通信功能盒；经数据通信功能盒转发给数据显示从机终端，进行图形化显示。

数据显示从机终端包括信号采集单元、数据处理单元、第一无线通信单元、第一天线单元、LCD屏及图形驱动单元，各单元之间连接为一整体。其中信号采集单元包括信号调理电路和AD采集电路；

数据通信功能盒包括USB通信单元、第二无线通信单元、第二天线单元、信号处理单元，并连接为一整体。

一种无线数据交互司钻系统的交互方法为：

步骤一、井下脉冲器将井下参数以泥浆压力信号形式传输到地面泥浆泵；

步骤二、泥浆脉冲压力传感器将泥浆压力信号转换为对应电流型泥浆压力信号；

步骤三、数据显示从机终端对电流型泥浆压力信号处理后得到数据帧；

具体步骤如下：

步骤301、信号调理电路对电流型泥浆压力信号转换为电压型泥浆压力信号；

步骤302、AD采集电路对电压型泥浆压力信号进行数字化。

具体公式如下：

D＝I*R/5*32767

其中D为数字化结果，I为电流，R为采样电阻。

步骤303、数据处理单元对数字化数据进行自定义格式组帧，得到数据帧；

具体帧格式为：