CN103711478A - 数据传输系统及数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输系统及数据传输方法，属于石油钻井技术领域。所述系统包括：依次连接的第一有缆钻柱、第一中继短节、第二有缆钻柱；所述第一有缆钻柱，用于从发送端接收第一数据，并将所述第一数据传输至所述第一中继短节；所述第一中继短节，用于从所述第一有缆钻柱接收所述第一数据，对所述第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将所述第二数据传输至所述第二有缆钻柱；所述第二有缆钻柱，用于从所述第一中继短节接收所述第二数据，并向接收端传输所述第二数据。本发明通过对数据进行增强处理能够降低数据在有缆钻柱中的传输损耗，从而提高井下与地面之间数据的传输质量。

Description

数据传输系统及数据传输方法

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种数据传输系统及数据传输中继方法。

背景技术

随钻测井技术的发展，井下与地面之间数据的传输量显著增加，传统的传输方式如泥浆脉冲传输、电磁波传输、声波传输等方式，受到钻井深度及传输速率的影响，已经不能满足大量数据实时传输的需求。现多采用有缆钻柱技术，有缆钻柱技术通过钻杆中设置的数据传输线路可以实现井下与地面之间实时传输数据。

但是，随着有缆钻杆长度的增加，数据在有缆钻柱中的传输损耗也随之增大，影响井下与地面之间数据的传输质量。

发明内容

本发明实施例提供一种数据传输系统及数据传输方法，能够降低数据在有缆钻柱中的传输损耗，从而提高井下与地面之间数据的传输质量。

为达到上述目的，本发明的实施例采用的技术方案如下：

一种数据传输系统，包括：依次连接的第一有缆钻柱、第一中继短节、第二有缆钻柱；

所述第一有缆钻柱，用于从发送端接收第一数据，并将所述第一数据传输至所述第一中继短节；

所述第一中继短节，用于从所述第一有缆钻柱接收所述第一数据，对所述第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将所述第二数据传输至所述第二有缆钻柱；

所述第二有缆钻柱，用于从所述第一中继短节接收所述第二数据，并向接收端传输所述第二数据。

可选地，所述发送端为井下测量短节或第二中继短节，所述接收端为地面控制平台或第三中继短节；或者，所述发送端为所述接收端为地面控制平台或所述第三中继短节，所述接收端为所述井下测量短节或所述第二中继短节。

可选地，所述第一中继短节包括以下至少一个模块：提取模块，用于从所述第一数据中提取信号；放大模块，用于对所述提取模块提取的信号进行放大；编码模块，用于对所述放大模块放大的信号进行编码；调理模块，用于对所述编码模块编码的信号进行调整得到所述第二数据。

可选地，所述第一中继短节还用于，接收与所述第一中继短节连接的传感器发送的测量参数；存储所述测量参数，或实时向所述地面控制平台发送所述测量参数。

可选地，所述井下测量短节，还用于采集井下信息并处理所述采集的井下信息，得到第三数据；所述发送端为所述井下测量短节时，将处理后的井下信息作为所述第一数据。

可选地，地质参数信息、地质导向信息、旋转导向信息中至少一种信息。

一种数据传输方法，包括：

第一有缆钻柱从发送端接收第一数据，并将所述第一数据传输至第一中继短节；

所述第一中继短节从所述第一有缆钻柱接收所述第一数据，对所述第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将所述第二数据传输至第二有缆钻柱；

所述第二有缆钻柱从所述第一中继短节接收所述第二数据，并向接收端传输所述第二数据。

可选地，所述发送端为井下测量短节或第二中继短节，所述接收端为地面控制平台或第三中继短节；或者，所述发送端为所述接收端为地面控制平台或所述第三中继短节，所述接收端为所述井下测量短节或所述第二中继短节。

可选地，所述第一中继短具体用于：从所述第一数据中提取信号，对提取的信号进行放大，对放大的信号进行编码，对编码的信号进行调整得到所述第二数据。

可选地，所述第一中继短节还用于，接收与所述第一中继短节连接的传感器发送的测量参数，并存储所述测量参数，或实时向所述地面控制平台发送所述测量参数。

本发明实施例提供的数据传输系统及数据传输方法，第一有缆钻柱从发送端接收第一数据，并将所述第一数据传输至所述中继短节，中继短节第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将所述第二数据传输至所述第二有缆钻柱，第二有缆钻柱向接收端传输所述第二数据，通过对数据进行增强处理能够降低数据在有缆钻柱中的传输损耗，从而提高井下与地面之间数据的传输质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种井下与地面之间传输高速数据的场景示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种数据传输系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种中继短节的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的另一中继短节的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种数据传输方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参阅图1，其为本发明实施例提供的一种井下与地面之间传输高速数据的场景示意图，本发明实施例的数据传输系统及数据传输方法可以适用于图1所示的场景。图1所示的场景中包括地面系统和井下系统，地面系统包括地面控制平台，井下系统包括至少一个中继短节、至少一个有缆钻柱及井下测量短节，井下测量短节与地面控制平台之间通过至少一个游览钻柱及至少一个中继短节进行高速、双向数据传输。

请参阅图2，本发明实施例提供一种数据传输系统，该系统可以应用于图1所示的场景，该系统可以包括：依次连接的第一有缆钻柱12、第一中继短节13、第二有缆钻柱14；

第一有缆钻柱12，用于从发送端11接收第一数据，并将第一数据传输至第一中继短节13；

具体地，第一有缆钻柱12通过钻柱传输信道进行数据传输。

第一中继短节13，用于从第一有缆钻柱12接收第一数据，对第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将第二数据传输至第二有缆钻柱14；

具体地，对第一数据进行增强处理包括但不限于滤波处理、补偿处理、放大处理、整形处理。

第二有缆钻柱14，用于从第一中继短节13接收第二数据，并向接收端14传输第二数据。

本发明实施例中，可选地，发送端11可以为图1所示的井下测量短节或第二中继短节（图中未示出），相应地，接收端14可以为图1所示的地面控制平台或第三中继短节（图中未示出）；或者，接收端14可以为接收端为地面控制平台或第三中继短节，相应地，接收端可以为井下测量短节或第二中继短节。

应当理解，本发明实施例中第一中继短节、第二中继短节、第三中继短节可以为图1所示的中继短节，第一中继短节、第二中继短节、第三中继短节的命名为便于区分不同的中继短节，相同表述适用于本发明实施例中提及的第一中继短节、第二中继短节、第三中继短节。

本发明实施例中，可选地，如图3所示，第一中继短节13可以包括以下至少一个模块：

提取模块131，可以用于从第一数据中提取信号；

放大模块132，可以用于对提取模块提取的信号进行放大；

编码模块133，可以用于对放大模块放大的信号进行编码；

调理模块134，可以用于对编码模块编码的信号进行调整得到第二数据。

其中，调理模块134可以对信号进行滤波、补偿、整形等处理。

本发明实施例中，可选地，如图4所示，第一中继短节13连接有传感器，传感器可以对其所处的地层位置进行多种参数的实时测量。第一中继短节13还用于，接收与第一中继短节连接的传感器发送的测量参数；存储测量参数，或实时向地面控制平台发送测量参数。其中，测量参数包括地质参数（包括但不限于地层电阻率，自然伽马射线，岩性密度，地层倾角等）和工程参数（包括但不限于井斜，方位，工具面，井底压力、温度、扭矩等）。

本发明实施例中，可选地，井下测量短节，还用于采集井下信息并处理采集的井下信息，得到第三数据；发送端11为井下测量短节时，将处理后的井下信息作为第一数据。具体地，井下测量短节内部放置传感器和硬件CPU，完成井下信息采集、计算、编码等功能，将处理后的数据信息发送到第一有缆钻柱12传输信道中。进一步，可选地，井下测量短节采集的井下信息包括：测量参数信息、地质导向信息、旋转导向信息中至少一种信息。其中测量参数信息包括地质参数信息（包括但不限于地层电阻率，自然伽马射线，岩性密度，声波等信息）和工程参数信息（包括但不限于井斜，方位，工具面，井底压力、温度、扭矩等）。

本发明实施例提供的数据传输系统，第一有缆钻柱从发送端接收第一数据，并将第一数据传输至中继短节，中继短节第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将第二数据传输至第二有缆钻柱，第二有缆钻柱向接收端传输第二数据，通过对数据进行增强处理能够降低数据在有缆钻柱中的传输损耗，从而提高井下与地面之间数据的传输质量。

请参阅图5，本发明实施例提供一种数据传输方法，该系统可以应用于图1所示的场景，该方法可以包括：

51、第一有缆钻柱从发送端接收第一数据，并将第一数据传输至第一中继短节；

具体地，第一有缆钻柱通过钻柱传输信道进行数据传输。

52、第一中继短节从第一有缆钻柱接收第一数据，对第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将第二数据传输至第二有缆钻柱；

具体地，对第一数据进行增强处理包括但不限于滤波处理、补偿处理、放大处理、整形处理。

53、第二有缆钻柱从第一中继短节接收第二数据，并向接收端传输第二数据。

应当理解，本发明实施例中第一中继短节、第二中继短节、第三中继短节可以为图1所示的中继短节，第一中继短节、第二中继短节、第三中继短节的命名为便于区分不同的中继短节，相同表述适用于本发明实施例中提及的第一中继短节、第二中继短节、第三中继短节。

本发明实施例中，可选地，发送端可以为图1所示的井下测量短节或第二中继短节（图中未示出），相应地，接收端可以为图1所示的地面控制平台或第三中继短节（图中未示出）；或者，接收端可以为接收端为地面控制平台或第三中继短节，相应地，接收端可以为井下测量短节或第二中继短节。

本发明实施例中，可选地，第一中继短可以具体用于：从第一数据中提取信号，对提取的信号进行放大，对放大的信号进行编码，对编码的信号进行调整（如滤波、补偿、整形等处理）得到第二数据。

本发明实施例中，可选地，第一中继短节连接有传感器，传感器可以对其所处的地层位置进行多种参数的实时测量。第一中继短节还可以用于，接收与第一中继短节连接的传感器发送的测量参数，并存储测量参数包括地质参数信息（包括但不限于地层电阻率，自然伽马射线，岩性密度，声波等信息）和工程参数信息（包括但不限于井斜，方位，工具面，井底压力、温度、扭矩等）。，或实时向地面控制平台发送测量参数。

本发明实施例提供的数据传输方法，第一有缆钻柱从发送端接收第一数据，并将第一数据传输至中继短节，中继短节第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将第二数据传输至第二有缆钻柱，第二有缆钻柱向接收端传输第二数据，通过对数据进行增强处理能够降低数据在有缆钻柱中的传输损耗，从而提高井下与地面之间数据的传输质量。

下面结合图1详细说明本发明实施例的数据传输方法的具体实现过程，图1为井下与地面之间数据传输中继技术的示意图，图1主要包括以下几个部分：井下测量短节（包括随钻测井短节、地质导向及旋转导向等），信号中继短节，有缆钻柱。

井下测量短节内部的传感器采集井下信息，井下信息包括地质参数信息、地质导向信息、旋转导向信息中至少一种信息。井下测量短节内部的处理电路对井下信息进行处理（计算、编码等），井下测量短节将调理后的数据信息发送到有缆钻柱传输信道中。

数据在有缆钻柱传输信道传输过程中，由中继短节对信号的进行滤波、放大、整形等处理后，继续在有缆钻柱传输信道中传输，如此反复经过多个中继短节后，数据经由有缆钻柱传输信道传输到地面控制平台。

地面控制平台收到数据信息后，对数据进行分析处理，根据处理结果反馈给井下测量系统相应的数据（如控制指令），数据传输的过程中经中继短节进行滤波、放大、整形等处理后最终发送到井下测量短节，井下测量短节根据地面控制平台发送的的数据进行实时控制钻进，实现对井眼轨迹的跟踪和指导。

另外，中继短节1内部可以放置传感器或连接传感器，传感器可测量不同井段的各种参数，所得信息数据由井下测量短节内部的处理电路处理后，通过有缆钻柱发送到地面控制平台。

本发明实施例提供的数据传输方法，通过对数据进行增强处理能够降低数据在有缆钻柱中的传输损耗，减小传输线路损耗及井下工对数据的影响，井下测量短节与地面控制平台形成双向高速的数据传输通道，从而提高井下与地面之间数据的传输质量。

本发明实施例主要应用于井下与地面通信过程中，能够降低数据在有缆钻柱中的传输损耗，从而提高井下与地面之间数据的传输质量。

需要说明的是：上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据传输系统，其特征在于，包括：依次连接的第一有缆钻柱、第一中继短节、第二有缆钻柱；

所述第一有缆钻柱，用于从发送端接收第一数据，并将所述第一数据传输至所述第一中继短节；

所述第一中继短节，用于从所述第一有缆钻柱接收所述第一数据，对所述第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将所述第二数据传输至所述第二有缆钻柱；

所述第二有缆钻柱，用于从所述第一中继短节接收所述第二数据，并向接收端传输所述第二数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述发送端为井下测量短节或第二中继短节，所述接收端为地面控制平台或第三中继短节；

或者，所述发送端为所述接收端为地面控制平台或所述第三中继短节，所述接收端为所述井下测量短节或所述第二中继短节。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一中继短节包括以下至少一个模块：

提取模块，用于从所述第一数据中提取信号；

放大模块，用于对所述提取模块提取的信号进行放大；

编码模块，用于对所述放大模块放大的信号进行编码；

调理模块，用于对所述编码模块编码的信号进行调整得到所述第二数据。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述第一中继短节还用于，接收与所述第一中继短节连接的传感器发送的测量参数；

存储所述测量参数，或实时向所述地面控制平台发送所述测量参数。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述井下测量短节，还用于采集井下信息并处理所述采集的井下信息，得到第三数据；

所述发送端为所述井下测量短节时，将处理后的井下信息作为所述第一数据。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述井下测量短节采集的井下信息包括：

地质参数信息、地质导向信息、旋转导向信息中至少一种信息。

7.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

第一有缆钻柱从发送端接收第一数据，并将所述第一数据传输至第一中继短节；

所述第一中继短节从所述第一有缆钻柱接收所述第一数据，对所述第一数据进行增强处理，得到第二数据，并将所述第二数据传输至第二有缆钻柱；

所述第二有缆钻柱从所述第一中继短节接收所述第二数据，并向接收端传输所述第二数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述发送端为井下测量短节或第二中继短节，所述接收端为地面控制平台或第三中继短节；

或者，所述发送端为所述接收端为地面控制平台或所述第三中继短节，所述接收端为所述井下测量短节或所述第二中继短节。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述第一中继短节具体用于：从所述第一数据中提取信号，对提取的信号进行放大，对放大的信号进行编码，对编码的信号进行调整得到所述第二数据。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述第一中继短节还用于，接收与所述第一中继短节连接的传感器发送的测量参数，并存储所述测量参数，或实时向所述地面控制平台发送所述测量参数。

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