CN202549053U - 一种钻井指令下传系统的地面监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钻井指令下传系统的地面监测系统，它包括测量子系统和终端子系统。测量子系统设置在连接泥浆主循环管路与地面泄流装置的旁通管路上，其包括对地面泄流装置测量立管压力的压力测量模块、测量泥浆泄流量的流量测量模块和电源模块。终端子系统设置在上位计算机中，其包括通讯模块和数据处理模块。通讯模块的一端与数据处理模块总线连接，另一端与压力测量模块和流量测量模块总线连接。压力测量模块和流量测量模块均与电源模块电连接。本实用新型通过对地面泄流装置的泥浆泄流量和立管压力进行检测，帮助指令下传系统将泥浆泄流量控制在合理的范围内，提高指令下传的成功率，从而能够有效提高钻井指令下传系统的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制技术领域，特别是关于一种为控制旋转导向钻井工具提供参考依据的钻井指令下传系统的地面监测系统。
背景技术
随着技术的不断进步，旋转导向钻井系统在石油天然气钻井作业中得到越来越广泛的应用。旋转导向钻井系统是典型的闭环控制系统，其主要通过测、传、导的功能引导和控制钻头钻入预期的目标地层。其中，指令下传系统承担着将地面指令向下发送至井底旋转导向工具的作用，是旋转导向钻井系统实现闭环控制不可缺少的组成部分。目前，国外旋转导向钻井系统的指令下传系统以及国内正在研究的旋转导向钻井系统大多是通过利用地面对泥浆进行泄流时产生的泥浆脉冲，实现地面指令向井下工具的传输。这种方式由于未对泥浆实际泄流量和系统发送的指令进行检测，因此不能判断实际泄流量是否达到设计要求，以及所发指令是否正确，不能为现场作业提供有效的参考，整个闭环控制系统的准确性较低，可靠性较差。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够判断泥浆泄流量是否达到设计要求，以及下传指令是否正确的钻井指令下传系统的地面监测系统。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：它包括一测量子系统和一终端子系统；测量子系统设置在连接泥浆主循环管路与地面泄流装置的旁通管路上，其包括一测量地面泄流装置的立管压力的压力测量模块、一测量地面泄流装置的泥浆泄流量的流量测量模块和一电源模块；终端子系统设置在一上位计算机中，其包括一通讯模块和一数据处理模块；通讯模块的一端与数据处理模块总线连接，另一端与压力测量模块和流量测量模块总线连接；压力测量模块和流量测量模块均与电源模块电连接；其中，数据处理模块根据流量测量模块测得的泥浆泄流量，通过计算判断泥浆泄流量是否达到设计要求，根据压力测量模块测得的压力信号，通过解析判断指令是否发送成功，并将判断结果反馈给指令下传系统。
上述压力测量模块由通过总线依次连接的一压力传感器、一信号调理电路、一A/D转换器和一微处理器组成。
上述流量测量模块为一智能型电磁流量计。
上述通讯模块与数据处理模块的连接总线是USB总线。
上述通讯模块与压力测量模块和流量测量模块的连接总线是RS485总线。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于设置有一流量测量模块对地面泄流装置的泥浆泄流量进行实时检测，因此能够确保指令下传系统将泄流量控制在合理的范围内，满足实际工作需要。2、本实用新型由于设置有一压力测量模块对地面泄流装置的立管压力进行实时检测，通过压力信号的上升沿与下降沿之间的时间差与事先确定的指令所对应的时间范围进行对比，解析并判断指令是否发送成功，因此能够为指令成功下传提供参考依据，从而有效地提高了指令下传系统的准确性和可靠性。本实用新型可以广泛用于各种类型的钻井作业控制系统。
附图说明
图1是本实用新型组成示意图
图2是图1中的局部示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型包括一测量子系统1和一终端子系统2。其中，测量子系统1设置在连接泥浆主循环管路3与地面泄流装置4的旁通管路5上，它包括一测量地面泄流装置4的立管压力的压力测量模块6、一测量地面泄流装置4的泥浆泄流量的流量测量模块7和一电源模块8。终端子系统2设置在一上位计算机(图中未示出)中，它包括一通讯模块9和一数据处理模块10。通讯模块9的一端与数据处理模块10总线连接，另一端与压力测量模块6和流量测量模块7总线连接；压力测量模块6和流量测量模块7均与电源模块8电连接。
上述实施例中，如图2所示，压力测量模块6可以由通过总线依次连接的一压力传感器61、一信号调理电路62、一A/D转换器63和一微处理器64组成。流量测量模块7可以为一智能型电磁流量计。
上述实施例中，如图2所示，通讯模块9与数据处理模块10的连接总线可以是USB总线，通讯模块9与压力测量模块6和流量测量模块7的连接总线可以是RS485总线。
本实用新型工作时，终端子系统2的数据处理模块10按照预先设定的采样频率，定期通过通讯模块9向压力测量模块6和流量测量模块7发送数据采集指令；压力测量模块6和流量测量模块7收到数据采集指令后，分别将实时采集的压力信号和泥浆泄流量通过总线传给终端子系统2的通讯模块9；通讯模块9将接收到的信号数据通过总线传给数据处理模块10，数据处理模块10根据接收到的压力信号和泥浆泄流量进行解析判断，并将判断结果反馈给指令下传系统。数据处理模块10的解析判断包括以下步骤：
1)保存并通过终端设备显示接收到的压力信号和泥浆泄流量；
2)根据泥浆泄流量计算地面泄流装置的泄流比，将其与预先设定的合理泄流比范围进行比较：
如果泄流比未落在合理泄流比范围内，通知指令下传系统发出相应的流量控制指令；
泄流比＝(泄流量/正常循环流量)×100％
其中，正常循环流量是旋转导向工具正常工作时主循环管路中的泥浆流量，正常循环流量可以通过现场泥浆泵的工作参数直接获得。
3)识别压力信号中的上升沿和下降沿，计算上升沿与下降沿之间的时间差，将这些时间差分别与预先确定的指令所对应的时间范围进行比较：
如果时间差落在一指令对应的时间范围内，则解释出相应的指令，并进一步判断该指令是否与预期的指令一致：
①如果该指令与预期的指令一致，则表明指令发送成功；
②如果该指令与预期的指令不符，则表明指令发送错误，通知指令下传系统重新发送指令；
如果时间差未在任何指令对应的时间范围内，则表明指令发送错误，通知指令下传系统重新发送指令。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (7)
1.一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：它包括一测量子系统和一终端子系统；所述测量子系统设置在连接泥浆主循环管路与地面泄流装置的旁通管路上，其包括一测量所述地面泄流装置的立管压力的压力测量模块、一测量所述地面泄流装置的泥浆泄流量的流量测量模块和一电源模块；所述终端子系统设置在一上位计算机中，其包括一通讯模块和一数据处理模块；所述通讯模块的一端与所述数据处理模块总线连接，另一端与所述压力测量模块和所述流量测量模块总线连接；所述压力测量模块和所述流量测量模块均与所述电源模块电连接；其中，所述数据处理模块根据所述流量测量模块测得的泥浆泄流量，通过计算判断所述泥浆泄流量是否达到设计要求，根据所述压力测量模块测得的压力信号，通过解析判断指令是否发送成功，并将判断结果反馈给指令下传系统。
2.如权利要求1所述的一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：所述压力测量模块由通过总线依次连接的一压力传感器、一信号调理电路、一A/D转换器和一微处理器组成。
3.如权利要求1所述的一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：所述流量测量模块为一智能型电磁流量计。
4.如权利要求2所述的一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：所述流量测量模块为一智能型电磁流量计。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：所述通讯模块与所述数据处理模块的连接总线是USB总线。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：所述通讯模块与所述压力测量模块和所述流量测量模块的连接总线是RS485总线。
7.如权利要求5所述的一种钻井指令下传系统的地面监测系统，其特征在于：所述通讯模块与所述压力测量模块和所述流量测量模块的连接总线是RS485总线。
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|---|---|---|---|---|
| CN103941666A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-07-23 | 海尔集团公司 | 用于家电设备的判断控制指令发送结果的方法及系统 |
| CN109057779A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-21 | 中国石油大学(华东) | 一种泥浆泄漏量检测方法 |
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2012
- 2012-03-28 CN CN2012201217498U patent/CN202549053U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN103941666B (zh) * | 2013-12-31 | 2016-08-31 | 海尔集团公司 | 用于家电设备的判断控制指令发送结果的方法及系统 |
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