CN112579693A - 一种随钻井下分布式微云计算系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种随钻井下分布式微云计算系统，该系统包括：用于控制所述井下微云计算节点在井下进行分布式计算，获取计算结果的井下云计算管理模块和多个用于在井下基于设置的数据协议和算法程序进行分布式运算或协助运算的井下微云计算节点。采用本发明提供的井下微云计算系统，能够有效克服油气勘探工程井下处理器无法满足当前数据计算需求的问题，且能够高效准确地对井下随钻仪器采集和处理的数据进行分布式云计算，无需将数据传输至地上的高性能数据传输宽带，一定程度上降低了井下仪器微处理器和宽带系统的配置成本，同时为油气勘探开发工程提供了稳定、可靠的数据支持。

Description

一种随钻井下分布式微云计算系统
技术领域
本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种随钻井下分布式微云计算系统。
背景技术
在油气勘探开发的过程中，各种各样的随钻井下测量仪器单独或者组合使用已经成为钻井过程中在井下普遍使用的技术手段。随着这些随钻井下仪器装备在测量、通信、计算和存储能力方面的性能迅速提升，随钻井下仪器的微处理器已具备较强的计算能力，短时间内能够生成大量有价值的数据。但由于随钻井下仪器固有性能有限，例如：单个资源有限，以及有限的计算能力、实时响应能力等，限制了井下复杂的智能数据计算的开展。随着随钻井下仪器数据采集性能的提高，对井下检测数据计算量的要求也随之大幅提高，仅靠当前随钻井下仪器的微处理器进行计算，在进行较大量数据的计算处理时，随钻井下仪器内部的微处理器的性能和能耗成本都会成为制约随钻井下仪器发展的瓶颈。
此外，虽然将井下的数据传输到地面，能够借助地面的高性能计算系统开展智能计算，但是当前油气勘探数据运算技术中，能够将数据由井下传输到地面的技术主要为通过随钻遥传系统进行传输，随钻遥传的传输带宽一般在1bit/s以内，最快的也不超过10bit/s，受其带宽的限制，井下采集的大量需要计算的数据只能存储在井下，无法实时地传输到地面，也就无法使用高性能的计算机进行高性能的数据处理或开展云计算。因此现有技术难以满足随钻井下大量数据处理计算，特别是难以满足智能化的井下仪器或应用对大量数据的处理计算要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种随钻井下分布式微云计算系统，在一个实施例中，所述方法包括：井下云计算管理模块和多个井下微云计算节点；
所述井下云计算管理模块，其设置为控制所述井下微云计算节点在井下进行分布式计算，获取计算结果；
所述井下微云计算节点，其设置为在井下基于自身设置的数据协议和算法程序进行分布式运算或协助运算。
优选地，在一个实施例中，所述系统还包括：
云计算初始化模块，其设置为根据随钻井下仪器组合的所有数据类型和计算要求向各个随钻井下仪器内部的处理器中嵌入对应的节点地址、数据协议和算法程序，将各个随钻井下仪器初始化为以其节点地址作为身份标识的各个井下微云计算节点。
进一步地，所述井下云计算管理模块包括：
节点记录单元，其设置为在下井之前根据节点地址对所有的井下微云计算节点进行记录，生成微云计算节点数据列表；
节点状态判断单元，其与所述节点记录单元连接，设置为在下井后判断所述微云计算节点数据列表中所有井下微云计算节点的运算状态；
分布式管理单元，其与所述节点记录单元和节点状态判断单元连接，设置为根据各井下微云计算节点的运算状态控制各井下微云计算节点进行分布式计算。
进一步地，所述节点状态判断单元，根据设定的时间间隔按照以下规则判断各个井下微云计算节点的运算状态，并将各个井下微云计算节点的运算状态存储至所述微云计算节点数据列表中：
若井下微云计算节点没有进行计算也没有接收到协助计算请求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为待机模式；
若井下微云计算节点正在执行计算，且其自身的计算能力能够满足自身计算需求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为云计算模式；
若井下微云计算节点正在执行计算，且其自身的计算能力不能满足自身计算需求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为云需求模式。
在一个实施例中，所述分布式管理单元，根据各井下微云计算节点的运算状态控制其进行分布式计算的过程，包括：
所述分布式管理单元，其接收来自当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点发送的携带自身节点地址的协助计算请求，从所述微云计算节点数据列表中选取运算状态为待机模式的协助微云计算节点，并将所述协助计算请求发送至所述协助微云计算节点，由所述协助微云计算节点进行计算；
待所述协助微云计算节点完成计算后，接收来自该节点发送的携带请求节点地址的计算结果，将计算结果返回至请求协助的井下微云计算节点。
在另一个实施例中，所述分布式管理单元，根据各井下微云计算节点的运算状态控制各井下微云计算节点进行分布式计算的过程，还包括：
所述分布式管理单元，其接收当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点发送的携带自身节点地址的协助计算请求，将根据所述协助计算请求生成的协助计算指令依次发送至各井下微云计算节点，若接收到运算状态为云需求模式或云计算模式的井下微云计算节点反馈的拒绝协助信息，则继续发送，直至发送至运算状态为待机状态的井下微云计算节点，将该井下微云计算节点作为协助微云计算节点来接收云计算请求，并进行计算；
待所述协助微云计算节点完成计算后，接收来自该节点发送的携带请求节点地址的计算结果，将计算结果返回至请求协助的井下微云计算节点。
进一步地，所述分布式管理单元，其若未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，则向发出协助计算请求的井下微云计算节点发送等待反馈信息，并于设定时间间隔后重新查找。
进一步地，所述分布式管理单元，其未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，若持续等待时间超过设定的等待时间阈值，重新获取需求协助的井下微云计算节点的运算状态；
所述分布式管理单元，其接收运算状态依然为云需求模式的井下微云计算节点发送的更新后的携带自身节点地址的协助计算请求，重新查找运算状态为待机模式的协助微云计算节点，直至选取到运算状态为待机模式的协助微云计算节点；
若其运算状态不是云需求模式，则终止当前查找操作。
具体地，所述系统的井下微云计算节点串行连接在通讯主线上。
进一步地，所述节点记录单元，其根据实时查询的结果持续更新所述微云计算节点数据列表中各井下微云计算节点的运算状态。
与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：
本发明提供的一种随钻井下分布式微云计算系统，该系统包括井下云计算管理模块和多个井下微云计算节点，其中，井下云计算管理模块用于控制所述井下微云计算节点在井下进行分布式计算，获取计算结果；井下微云计算节点用于在井下基于设置的数据协议和算法程序进行分布式运算或协助运算。采用本发明的分布式微云计算系统，能够高效准确地对井下随钻仪器采集和处理的数据进行分布式云计算，同时克服了传统技术中大量数据计算对随钻井下仪器微处理器性能要求过高的问题。此外，本发明的技术方案中所有的数据处理和计算操作在井下就可以执行，无需构建将数据传输至地上的高宽带数据传输系统，一定程度上降低了井下仪器组件和宽带系统的配置成本，有助于油气勘探开发工程的推进。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例中随钻井下分布式微云计算系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中井下微云计算节点的硬件结构示意图；
图3是本发明实施例中钻井随钻系统的结构示意图；
图4是本发明实施例中井下微云计算节点在协助计算时的运算状态转换流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
随着随钻井下仪器装备测量、计算和存储能力等性能的迅速提升，随钻井下仪器的微处理器已具备较强的计算能力，短时间内能够生成大量有价值的数据。但由于受随钻井下仪器固有性质的约束，例如：单个有限的资源、计算能力、实时响应能力等，或者随钻井下仪器内部的微处理器的性能和能耗，导致仅靠当前随钻井下仪器的微处理器进行计算，在井下无法稳定有效地进行复杂的智能数据计算。
此外，虽然将井下的数据传输到地面，能够借助地面的高性能计算系统开展智能计算，但是当前油气勘探数据运算技术中，能够将数据由井下传输到地面的主要为随钻遥传系统，随钻遥传的传输带宽一般在1bit/s以内，最快的也不超过10bit/s，受其带宽的限制，井下采集的大量需要计算的数据只能存储在井下，无法实时地传输到地面，也就无法使用高性能的计算机进行高性能的数据处理或开展云计算。因此现有技术难以满足随钻井下大量数据处理计算，特别是难以满足智能化的井下仪器或应用对大量数据的处理计算需求。
为解决油气勘探领域无法在井下开展大规模智能计算的问题，本发明提供一种随钻井下分布式微云计算系统。
云计算是一个很好解决上述问题的手段，但是现有技术的云计算都是建立在复杂的计算机系统当中，并且需要互联网技术的支持。在随钻井下的工作环境下，无法将这些硬件系统下到井底提供相应的计算服务。本发明实施例的技术方案通过设置的云计算初始化模块对随钻井下仪器进行初始化，使其成为具备数据云计算能力的井下微云计算节点，进而由本发明实施例设置的井下云计算管理模块控制各井下微云计算节点实现分布式智能计算，有效地解决了现有技术中井下计算无法满足数据计算要求的问题，实现了专业化的随钻井下计算资源共享，优化资源配置，可以解决井下仪器微处理器数据计算能力不足的问题。下面参考附图对本发明各个实施例进行说明。
实施例一
图1示出了本发明实施例一中提供的随钻井下分布式微云计算系统的结构示意图。参照图1可知，该系统包括：井下云计算管理模块110和多个井下微云计算节点130；
其中，井下云计算管理模块110，其设置为控制井下微云计算节点在井下进行分布式计算，获取计算结果。
井下微云计算节点130，其设置为在井下基于自身设置的数据协议和算法程序进行分布式运算或协助运算。系统的井下微云计算节点串行连接在通讯主线上。
在一个优选的示例中，系统还包括：
云计算初始化模块150，其设置为根据随钻井下仪器组合的所有数据类型和计算要求向各个随钻井下仪器内部的处理器中嵌入对应的节点地址、数据协议和算法程序，将各个随钻井下仪器初始化为以其节点地址作为身份标识的各个井下微云计算节点130。
具体的，云计算初始化模块150为每个即将参与运算和/或协助运算的随钻井下仪器分配其对应的节点地址，并向其处理器中嵌入所有随钻井下仪器对应的数据协议和算法程序，以使各个随钻井下仪器能执行其他任意随钻井下仪器的计算任务，即令各个随钻井下仪器具备井下分布式运算和协助运算的性能，作为系统的井下微云计算节点。其中，各井下微云计算节点的数据协议和算法程序中的数据处理部分是一样的。数据协议用于整个微云计算系统内管理模块与井下微云计算节点之间通信的数据格式化，可兼容所有井下微云计算节点数据的通信和解析。由于每个井下微云计算节点可协助处理其他节点处理数据，需包含所有井下微云计算节点的数据计算及处理，故算法程序中的数据处理部分是一样的。每个井下微云计算节点的算法程序其他部分不同，如微处理器的底层初始化、原始数据的采集控制、计算后数据的存储管理等，是与特定节点相对应设置的。
具体的，其中的数据协议包括数据格式(起始位、停止位、数据位等)、数据帧组成(包含节点地址、原始数据、处理后数据、操作指令、节点状态、校验和等)及相应字节的定义、操作指令(云需求、云计算等)的定义、节点状态(待机或BUSY)的定义等。
优选的例子中，本发明实施例为了优化资源，实现随钻井下微云计算，在各个随钻井下仪器下井运作之前，对所有的随钻井下仪器执行上述初始化操作。
图2示出了本发明实施例中井下微云计算节点130的硬件结构示意图。如图2所示，对随钻井下仪器进行初始化后得到的井下微云计算节点包括：具有节点地址、数据协议和算法程序的微处理器201、以及与微处理器201连接的配置与系统升级模块203、串口总线模块205和大容量存储模块207。其中，井下微云计算节点的微处理器201起主要的数据计算作用。配置与系统升级模块203用于对井下微云计算节点进行必要的配置和系统升级，当更多的随钻井下仪器集成到微云系统或者已集成的随钻仪器硬件和数据处理程序需要改进时，均需要通过配置与系统升级模块203实现微云系统控制模块和计算节点的数据协议、算法程序的配置和升级。串口总线模块205将对应的微云计算节点与系统的井下云计算管理模块进行通讯连接，便于接收井下云计算管理模块的指令信息或向其发送协助请求信息。大容量存储模块207用于将计算过程中的请求信息或数据信息进行存储和备份。不同随钻仪器测量的数据不同，大容量存储模块207在数据计算和处理完成后，存储当次的测量数据，用于系统出井后数据在地面的回放和后续处理。
本发明的微云计算节点在硬件和软件上支持进行云共享计算的能力。本发明实施例的各微云计算节点可以独立运行也可以组合运行，都连接在总线上，由随钻井下分布式微云计算系统的井下云计算管理模块控制执行井下计算任务。此外，系统中微云计算节点的数量可以按需增加或者减少，在任务执行过程中也可以随时加入或退出，这些操作都不会影响执行结果。与传统的井下仪器相比，在未增加硬件结构的基础上，优化了随钻井下仪器微处理器的数据计算性能。
其中，随钻井下仪器包括油气勘探过程中钻井随钻系统中用到的所有井下器具或组合。图3示出了本发明实施例一个示例中钻井随钻系统的结构示意图。如图3所示，该示例中的钻井随钻系统包括井架及地面动力系统301，钻杆302，地层303、井筒304、钻头305、随钻井下测量装置306和随钻遥传装置307。
其中，钻杆302、随钻遥传装置307、随钻井下测量装置306和钻头305都属于井下钻具组合，共同构成随钻井下仪器组合，它们之间通过机械扣连接在一起。井架及地面动力系统301带动整个井下钻具组合旋转并向下钻进地层303，并形成井筒304。在钻进过程中随钻井下测量装置306测量和采集各种井下参数，包括井斜数据、方位信息、温度数据和压力数据等工程参数，还包括伽马、电阻率、声波等地质参数。
具体的，上述的随钻遥传装置307与随钻井下测量装置306，以及随钻井下测量装置306包含的不同随钻井下仪器之间通过串行总线连接在一起。进一步地，随钻井下测量装置306由多种随钻井下仪器短节构成，各个仪器短节的内部微处理器需要的计算量差异巨大。特别是井下出现异常情况时，传统技术中，部分仪器短节的内部微处理器的计算能力会出现不能满足需求的情况，但是其他部分仪器短节的内部微处理器的计算能力被闲置，无法解决计算耗时长的问题，且浪费计算资源。
为了在不增设其他硬件的情况下，有效解决上述技术问题。本发明的随钻井下分布式微云计算系统设置有井下云计算管理模块130，用于控制初始化后的井下微云计算节点进行分布式计算。具体的，本发明实施例的井下云计算管理模块130，其设置为控制井下微云计算节点进行分布式计算，获取计算结果。
进一步地，井下云计算管理模块110包括：节点记录单元1101，其设置为在下井之前根据节点地址对所有的井下微云计算节点进行记录，生成微云计算节点数据列表。在一个优选的例子中，在地面，井下云计算管理模块的节点记录单元对全部接入随钻仪器组合的井下微云计算节点进行遍历查询，将所有微云计算节点在节点记录单元进行记录。之后，整个随钻仪器组合入井开始工作。
节点状态判断单元1103，其与节点记录单元连接，设置为在下井后判断微云计算节点数据列表中所有井下微云计算节点的运算状态。
其中，节点状态判断单元1103，根据设定的时间间隔按照以下规则判断各个井下微云计算节点的运算状态，并将各个井下微云计算节点的运算状态存储至微云计算节点数据列表中。
若井下微云计算节点没有进行计算也没有接收到协助计算请求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为待机模式。说明该井下微云计算节点此时处于空闲状态，能够对其他微云计算节点进行协助计算。
若井下微云计算节点正在执行计算，且其自身的计算能力能够满足自身计算需求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为云计算模式。说明该井下微云计算节点此时正在进行计算，但是不需要其他微云计算节点协助计算，不能够对其他微云计算节点进行协助计算。
若井下微云计算节点正在执行计算，且其自身的计算能力不能满足自身计算需求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为云需求模式。说明该井下微云计算节点此时正在进行计算，且需要其他微云计算节点协助计算，必然不能够对其他微云计算节点进行协助计算。优选的例子中，如某一井下微云计算节点计算量突然增加，不能满足自身的计算需求，则该微云计算节点的运算状态为云需求模式，为了高效地完成计算，本发明的技术方案中其可以向井下云计算管理模块发出协助计算请求。
其中，各井下微云计算节点的实时运算状态查询结果存储到存储至微云计算节点数据列表中，以便于分布式管理单元获取对应井下微云计算节点的运算状态，并根据其运算状态控制井下云计算节点之间开展协助计算。
微云计算节点数据列表中各井下微云计算节点的运算状态根据实时查询的结果持续更新。
分布式管理单元1105，其与节点记录单元和节点状态判断单元连接，设置为根据各井下微云计算节点的运算状态控制各井下微云计算节点进行分布式计算。
具体的，在一个优选的示例中，分布式管理单元1105，根据各井下微云计算节点的运算状态控制其进行分布式计算的过程，包括：
分布式管理单元1105，其接收来自当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点发送的携带自身节点地址的协助计算请求，从微云计算节点数据列表中选取运算状态为待机模式的协助微云计算节点，并将协助计算请求发送至协助微云计算节点，由协助微云计算节点进行计算。其中，若存在当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点，该井下微云计算节点向分布式管理单元1105发送携带自身节点地址的协助计算请求。
待协助微云计算节点完成计算后，接收来自该节点发送的携带请求节点地址的计算结果，将计算结果返回至请求协助的井下微云计算节点。
图4示出了本发明实施例中微云计算节点在协助计算时的运算状态转换流程图。如图4所示，某运算状态为待机模式的微云计算节点接收到来自分布式管理单元的协助计算指令后，先对协助计算指令进行解码，然后调用与计算指令中数据对应的算法模块进行计算，同时自身的运行状态转换为云计算模式，不再接受其他的协助请求指令。其中，协助计算指令是根据请求方微云计算节点发送的协助计算请求生成的，其中携有请求方微云计算节点的节点地址。提供协助的微云计算节点完成计算后将生成的计算结果与请求方微云计算节点的地址数据打包发送至分布式管理单元。同时其自身的运行状态恢复为待机模式。
优选地，协助计算请求的数据格式为：发送节点地址(1个字节)、接收节点地址(1个字节)、数据长度(2个字节)、计算命令字(1个字节)、计算输入数据(若干字节)、校验位(2个字节)。
微云计算结果返回的数据格式为：发送节点地址(1个字节)、接收节点地址(1个字节)、数据长度(2个字节)、计算命令字(1个字节)、计算结果数据(若干字节)、校验位(2个字节)。
其中，微云计算节点的节点地址可以由节点记录单元进行分配。在一个优选的例子中，节点地址分配方式：
微井下云计算管理模块地址：0x00；
微云计算节点1：0x01；
微云计算节点2：0x02；
微云计算节点3：0x03，以此类推。
计算命令字：
0x01随钻电磁波电阻率的相位差与幅度比计算；
0x02随钻工具面角计算。
计算输入数据：各节点采集的原始数据；
计算结果数据：对原始数据计算完成的结果数据。
基于上述操作，进一步的，当分布式管理单元按照上述步骤操作未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，即未能选取到能够提供协助的井下微云计算节点时，则向发出协助计算请求的井下微云计算节点发送等待反馈信息，并于设定时间间隔后重新查找。
分布式管理单元1105未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，若持续等待时间超过设定的等待时间阈值，重新获取需求协助的井下微云计算节点的运算状态。
分布式管理单元接收运算状态依然为云需求模式的井下微云计算节点发送的更新后的携带自身节点地址的协助计算请求，重新查找运算状态为待机模式的协助微云计算节点，直至选取到运算状态为待机模式的协助微云计算节点。
若其运算状态不是云需求模式，则终止当前查找操作。重新查找是否存在需要协助计算的运算状态为云需求模式的井下微云计算节点。
该步骤中，设定的等待时间阈值可以与节点状态判断单元查询各井下云计算计点运算状态的时间间隔一致，也可以比其大。
实施例二
本发明实施例中分布式管理单元1105控制各井下微云计算节点进行分布式计算的过程还可以采取如下操作，由于该实施例的其他技术特征与上述实施例的技术方案基本一致，因此只对有区别的技术特征进行说明。
本发明该实施例中分布式管理单元1105根据各井下微云计算节点的运算状态控制各井下微云计算节点进行分布式计算。具体的，该实施例中分布式管理单元控制各井下微云计算节点进行分布式计算的过程，包括：
在该实施例中，分布式管理单元1105，根据各井下微云计算节点的运算状态控制各井下微云计算节点进行分布式计算的过程，还包括：
分布式管理单元，其接收当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点发送的携带自身节点地址的协助计算请求，将根据所述协助计算请求生成的协助计算指令依次发送至各井下微云计算节点，若接收到运算状态为云需求模式或云计算模式的井下微云计算节点反馈的拒绝协助信息，则继续发送，直至发送至运算状态为待机状态的井下微云计算节点，将该井下微云计算节点作为协助微云计算节点来接收云计算请求，并进行计算；其中，若存在当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点，该井下微云计算节点向分布式管理单元发送携带自身节点地址的协助计算请求。
待所述协助微云计算节点完成计算后，接收来自该节点发送的携带请求节点地址的计算结果，将计算结果返回至请求协助的井下微云计算节点。
当分布式管理单元按照上述步骤操作遍历所有井下微云计算节点后未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，向发出协助计算请求的井下微云计算节点发送等待反馈信息，并于设定时间间隔后重新查找。优选地，分布式管理单元未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，向发出协助计算请求的井下微云计算节点返回携带“WAIT”数据内容的反馈信息，并于设定时间间隔后重新查找，直至选取到运算状态为待机模式的协助微云计算节点。
采用本发明实施例的技术方案能够充分优化随钻井下资源，降低仪器电路硬件的复杂度。以随钻电磁波电阻率的相位差与幅度比计算为例，该计算过程需要的处理的计算比较复杂，一般需要占用一个微处理器70％的时间。如果采用本发明实施例提供的微云计算系统，将计算量分解到其他微云计算节点，优选的，如分解到另外2个微处理器种，利用其空闲的50％的计算能力。原来的随钻电磁波电阻率由于数据处理复杂，占用处理时间很长，所以采用2个微处理器，一个用来进行原始信号的测量和采样，另一个用来进行相位差和幅度比计算，采用本发明后，通过1个微处理器进行采样和计算处理，则可以在随钻电阻率测量采样和计算处理中使用一个微处理器，这就可以在硬件电路上节约1个微处理器。这样对井下的能耗、电路复杂度的降低都是非常有好处的。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意味着限制。
说明书中提到的“一实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种随钻井下分布式微云计算系统，其特征在于，所述系统包括：井下云计算管理模块和多个井下微云计算节点；
所述井下云计算管理模块，其设置为控制所述井下微云计算节点在井下进行分布式计算，获取计算结果；
所述井下微云计算节点，其设置为在井下基于自身设置的数据协议和算法程序进行分布式运算或协助运算。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
云计算初始化模块，其设置为根据随钻井下仪器组合的所有数据类型和计算要求向各个随钻井下仪器内部的处理器中嵌入对应的节点地址、数据协议和算法程序，将各个随钻井下仪器初始化为以其节点地址作为身份标识的各个井下微云计算节点。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述井下云计算管理模块包括：
节点记录单元，其设置为在下井之前根据节点地址对所有的井下微云计算节点进行记录，生成微云计算节点数据列表；
节点状态判断单元，其与所述节点记录单元连接，设置为在下井后判断所述微云计算节点数据列表中所有井下微云计算节点的运算状态；
分布式管理单元，其与所述节点记录单元和节点状态判断单元连接，设置为根据各井下微云计算节点的运算状态控制各井下微云计算节点进行分布式计算。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述节点状态判断单元，根据设定的时间间隔按照以下规则判断各个井下微云计算节点的运算状态，并将各个井下微云计算节点的运算状态存储至所述微云计算节点数据列表中：
若井下微云计算节点没有进行计算也没有接收到协助计算请求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为待机模式；
若井下微云计算节点正在执行计算，且其自身的计算能力能够满足自身计算需求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为云计算模式；
若井下微云计算节点正在执行计算，且其自身的计算能力不能满足自身计算需求，则判断该井下微云计算节点的运算状态为云需求模式。
5.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述分布式管理单元，根据各井下微云计算节点的运算状态控制其进行分布式计算的过程，包括：
所述分布式管理单元，其接收来自当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点发送的携带自身节点地址的协助计算请求，从所述微云计算节点数据列表中选取运算状态为待机模式的协助微云计算节点，并将所述协助计算请求发送至所述协助微云计算节点，由所述协助微云计算节点进行计算；
待所述协助微云计算节点完成计算后，接收来自该节点发送的携带请求节点地址的计算结果，将计算结果返回至请求协助的井下微云计算节点。
6.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述分布式管理单元，根据各井下微云计算节点的运算状态控制各井下微云计算节点进行分布式计算的过程，还包括：
所述分布式管理单元，其接收当前运算状态为云需求模式的井下微云计算节点发送的携带自身节点地址的协助计算请求，将根据所述协助计算请求生成的协助计算指令依次发送至各井下微云计算节点，若接收到运算状态为云需求模式或云计算模式的井下微云计算节点反馈的拒绝协助信息，则继续发送，直至发送至运算状态为待机状态的井下微云计算节点，将该井下微云计算节点作为协助微云计算节点来接收云计算请求，并进行计算；
待所述协助微云计算节点完成计算后，接收来自该节点发送的携带请求节点地址的计算结果，将计算结果返回至请求协助的井下微云计算节点。
7.如权利要求3～6中任一项所述的系统，其特征在于，所述分布式管理单元，其若未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，则向发出协助计算请求的井下微云计算节点发送等待反馈信息，并于设定时间间隔后重新查找。
8.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述分布式管理单元，其未查找到运算状态为待机模式的井下微云计算节点时，若持续等待时间超过设定的等待时间阈值，重新获取需求协助的井下微云计算节点的运算状态；
所述分布式管理单元，其接收运算状态依然为云需求模式的井下微云计算节点发送的更新后的携带自身节点地址的协助计算请求，重新查找运算状态为待机模式的协助微云计算节点，直至选取到运算状态为待机模式的协助微云计算节点；
若其运算状态不是云需求模式，则终止当前查找操作。
9.如权利要求1～8中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统的井下微云计算节点串行连接在通讯主线上。
10.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述节点记录单元，其根据实时查询的结果持续更新所述微云计算节点数据列表中各井下微云计算节点的运算状态。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2269498A1 (en) * 1996-10-22 1998-04-30 Baker Hughes Incorporated Drilling system with integrated bottom hole assembly
US20040168827A1 (en) * 2002-12-11 2004-09-02 Schlumberger Technology Corporation System and method for processing and transmitting information from measurements made while drilling
US20120046868A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 Smith International, Inc. Downhole closed-loop geosteering methodology
CN202914089U (zh) * 2012-09-28 2013-05-01 中国石油天然气集团公司 用于电磁随钻测量工具的计算系统
CN104462432A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 成都英力拓信息技术有限公司 自适应的分布式计算方法
US20150293259A1 (en) * 2012-11-14 2015-10-15 Halliburton Energy Services, Inc. System and method for cloud logging system
CN105389683A (zh) * 2015-11-25 2016-03-09 北京华油信通科技有限公司 云计算支撑系统
CN106131106A (zh) * 2016-06-07 2016-11-16 北京邮电大学 一种基于组件的微云、微云的组网方法及装置
CN107528887A (zh) * 2017-07-26 2017-12-29 广州云晫信息科技有限公司 一种基于融合统一计算的分布式云系统
CN108449383A (zh) * 2018-02-11 2018-08-24 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 分布式实时移动微云计算系统
CN108756848A (zh) * 2018-05-21 2018-11-06 北京四利通控制技术股份有限公司 一种智能钻井控制云平台及智能钻井控制系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2269498A1 (en) * 1996-10-22 1998-04-30 Baker Hughes Incorporated Drilling system with integrated bottom hole assembly
US20040168827A1 (en) * 2002-12-11 2004-09-02 Schlumberger Technology Corporation System and method for processing and transmitting information from measurements made while drilling
US20120046868A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 Smith International, Inc. Downhole closed-loop geosteering methodology
CN202914089U (zh) * 2012-09-28 2013-05-01 中国石油天然气集团公司 用于电磁随钻测量工具的计算系统
US20150293259A1 (en) * 2012-11-14 2015-10-15 Halliburton Energy Services, Inc. System and method for cloud logging system
CN104462432A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 成都英力拓信息技术有限公司 自适应的分布式计算方法
CN105389683A (zh) * 2015-11-25 2016-03-09 北京华油信通科技有限公司 云计算支撑系统
CN106131106A (zh) * 2016-06-07 2016-11-16 北京邮电大学 一种基于组件的微云、微云的组网方法及装置
CN107528887A (zh) * 2017-07-26 2017-12-29 广州云晫信息科技有限公司 一种基于融合统一计算的分布式云系统
CN108449383A (zh) * 2018-02-11 2018-08-24 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 分布式实时移动微云计算系统
CN108756848A (zh) * 2018-05-21 2018-11-06 北京四利通控制技术股份有限公司 一种智能钻井控制云平台及智能钻井控制系统

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