RU2351960C1 - Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring - Google Patents

Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring Download PDF

Info

Publication number
RU2351960C1
RU2351960C1 RU2007129452/28A RU2007129452A RU2351960C1 RU 2351960 C1 RU2351960 C1 RU 2351960C1 RU 2007129452/28 A RU2007129452/28 A RU 2007129452/28A RU 2007129452 A RU2007129452 A RU 2007129452A RU 2351960 C1 RU2351960 C1 RU 2351960C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bits
transmitted
value
diverter
sequences
Prior art date
Application number
RU2007129452/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Рыжанов (RU)
Юрий Васильевич Рыжанов
Алексей Евгеньевич Ковалев (RU)
Алексей Евгеньевич Ковалев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС"
Priority to RU2007129452/28A priority Critical patent/RU2351960C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2351960C1 publication Critical patent/RU2351960C1/en

Links

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: Method includes coding of each four information bits with noise-like signal (NLS) of 16 bit length and transmitting coded information by means of phase-manipulated signal. Carrier frequency of 10.17, 5.09, 2.54, or 0.64 Hz modulated by phase can be used for information transmitting In the beginning each transmitted data burst contains a synchronous packet consisting of four NLS which are not met among NLS by which given data are coded. Bits of zenith, azimuth and standoff are spread in different groups coded in NLS independently. Transmission of information is performed in the following succession: synchronous packet, standoff, zenith, standoff, azimuth, standoff and additional parameter, standoff. Each value of standoff is transmitted with two successions of four bits. Values of zenith angle and azimuth are transmitted with three successions of four bits. Value of additional parameter is transmitted with two successions of four bits. Rotations of a generator, temperature, amount of cadres of statistic measurement, indication of apparatus battery discharge or one of survey parameters can be transmitted in the additional channel.
EFFECT: increased bandwidth through standoff channel, increased self-descriptiveness and noise immunity of data transmitting channel.
11 cl

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к забойным телеметрическим системам с бескабельным каналом связи, и может быть использовано при формировании пакетов данных измерений телеметрической системы для передачи информации с забоя буровой скважины на поверхность.The invention relates to information-measuring equipment, in particular to downhole telemetry systems with a cableless communication channel, and can be used to form measurement data packets of a telemetric system for transmitting information from the bottom of a borehole to the surface.

Известен способ формирования пакетов данных, реализованный в телеметрической системе ЗИС-4 («Система забойная инклинометрическая ЗИС-4». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. АХА 2.788.003 ТО, ВНИИГИС, 1988 г.).There is a known method of generating data packets implemented in the ZIS-4 telemetric system (“Downhole inclinometric system ZIS-4”. Technical description and operating instructions. AXA 2.788.003 TO, VNIIGIS, 1988).

Способ включает кодирование каждых четырех бит информации шумоподобным сигналом (ШПС) длиной 16 бит и передачу закодированной таким образом информации с помощью фазоманипулированного сигнала. Для передачи информации используется несущая частота 10,2 Гц, модулированная по фазе. Фаза несущей изменяется на 180° при каждой смене значений между соседними передаваемыми битами (фазовая манипуляция). Старшие биты зенита, азимута и отклонителя объединены в одну группу из четырех бит, кодируемую ШПС. Каждый пакет данных содержит синхронизирующую последовательность (синхропосылку) из четырех ШПС с постоянными кодами, младшие биты зенита, кодируемые двумя ШПС, младшие биты азимута, кодируемые двумя ШПС, младшие биты отклонителя, кодируемые двумя ШПС, и обороты, кодируемые двумя ШПС. Каждый из четырех ШПС синхропосылки не встречается среди ШПС, которыми кодируются данные измерений.The method includes encoding every four bits of information with a noise-like signal (BSS) of 16 bits in length and transmitting the information encoded in this way using a phase-shifted signal. To transmit information, a carrier frequency of 10.2 Hz, phase modulated, is used. The carrier phase changes by 180 ° with each change of values between adjacent transmitted bits (phase shift keying). The most significant bits of the zenith, azimuth, and divergence are combined into one group of four bits, encoded by SHPS. Each data packet contains a synchronization sequence (sync sending) of four BSCs with constant codes, the least significant zenith bits encoded by two BSCs, the lower azimuth bits encoded by two BSCs, the least significant bits of the rejecter encoded by two BSCs, and the revolutions encoded by two BSCs. Each of the four SHPS synchro-parcels does not occur among the SHPS, which encoded measurement data.

Известный способ имеет недостаточное количество информационных каналов (передает только четыре параметра) и низкую пропускную способность по каналу отклонителя. Использование только одной частоты 10,2 Гц уменьшает вероятность достоверной передачи информации в неблагоприятных условиях (при наличии пластов с высокой проводимостью, неблагоприятной помеховой обстановки и т.п.).The known method has an insufficient number of information channels (transmits only four parameters) and low throughput on the diverter channel. The use of only one frequency of 10.2 Hz reduces the likelihood of reliable information transfer in adverse conditions (in the presence of layers with high conductivity, adverse interference conditions, etc.).

Задачей, которую решает предлагаемый способ формирования пакетов данных, является увеличение пропускной способности по каналу отклонителя, повышение информативности и помехозащищенности канала передачи данных телеметрической системы с забоя на поверхность.The task that the proposed method of forming data packets solves is to increase the throughput on the diverter channel, increase the information content and noise immunity of the data transmission channel of the telemetry system from the bottom to the surface.

Решение поставленной задачи достигнуто тем, что биты зенита, азимута и отклонителя разнесены по разным группам, кодируемым в ШПС независимо, при этом передача информации происходит в следующей последовательности: синхропосылка, отклонитель, зенит, отклонитель, азимут, отклонитель, дополнительный параметр, отклонитель. Первое значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС. Значение зенитного угла передают тремя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС. Второе значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС. Значение азимута передают тремя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС. Третье значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС. Значение дополнительного параметра передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС. Четвертое значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС. В дополнительном канале могут быть переданы обороты генератора, температура, номер кадра статического замера, признак разряда батарей прибора или один из каротажных параметров (уровень вибрации, кажущееся сопротивление пласта, уровень гамма-фона и др.). Пакет данных, содержащий параметр оборотов, и пакет данных, содержащий параметр температуры, максимально разнесены по времени. Для передачи информации могут быть использованы частоты 10,17; 5,09; 2,54; 1,27 и 0,64 Гц.The solution to this problem was achieved by the fact that the zenith, azimuth, and divergence bits are separated into different groups encoded in the ShPS independently, while the transmission of information occurs in the following sequence: synchronization, diverter, zenith, divergent, azimuth, diverter, additional parameter, diverter. The first value of the diverter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS. The value of the zenith angle is transmitted in three sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS. The second value of the diverter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS. The azimuth value is transmitted in three sequences of four bits, each of which is coded with NLS. The third diverter value is transmitted in two sequences of four bits, each of which is encoded with SHPS. The value of the additional parameter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS. The fourth value of the diverter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is encoded SHPS. In an additional channel, the generator speed, temperature, frame number of the static measurement, a sign of the battery’s discharge or one of the logging parameters (vibration level, apparent formation resistance, gamma-ray level, etc.) can be transmitted. A data packet containing a speed parameter and a data packet containing a temperature parameter are maximally spaced in time. For information transmission, frequencies of 10.17 can be used; 5.09; 2.54; 1.27 and 0.64 Hz.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Для передачи информации используют одну из несущих частот (10,17; 5,09; 2,54; 1,27 или 0,64 Гц), модулированную по фазе ШПС. После синхропосылки (S) передается:To transmit information using one of the carrier frequencies (10.17; 5.09; 2.54; 1.27 or 0.64 Hz), modulated by the phase of the NPS. After sync (S) is transmitted:

- первое значение отклонителя (O1) с шагом в 2° двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС;- the first value of the diverter (O 1 ) with a step of 2 ° by two sequences of four bits, each of which is encoded by ШПС;

- значение зенитного угла (Z) с шагом в 0,1° тремя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС;- the value of the zenith angle (Z) in increments of 0.1 ° by three sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS;

- второе значение отклонителя (О2) с шагом в 2° двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС;- the second value of the diverter (O 2 ) with a step of 2 ° by two sequences of four bits, each of which is encoded by ШПС;

- значение азимута (А) с шагом в 1° тремя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС;- azimuth value (A) with a step of 1 ° by three sequences of four bits, each of which is encoded by ШПС;

- третье значение отклонителя (О3) с шагом в 2° двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС;- the third value of the diverter (O 3 ) with a step of 2 ° by two sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS;

- значение дополнительного параметра (Д) двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС;- the value of the additional parameter (D) by two sequences of four bits, each of which is encoded by ШПС;

- четвертое значение отклонителя (О4) с шагом в 2° двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.- the fourth value of the deflector (O 4 ) in increments of 2 ° by two sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS.

После этого передается следующий пакет данных, начиная с синхронизирующей последовательности.After that, the next data packet is transmitted, starting with the synchronization sequence.

Таким образом, передача информации происходит в следующей последовательности: S-O1-Z-O2-А-О3-Д-O4. Чередование данных по каналу отклонителя с данными других каналов обеспечивает равномерность его передачи.Thus, the transmission of information occurs in the following sequence: SO 1 -ZO 2 -A-O 3 -D-O 4 . The alternation of data on the diverter channel with the data of other channels ensures the uniformity of its transmission.

В дополнительном канале могут быть переданы:In an additional channel, the following may be transmitted:

- один из каротажных параметров (К);- one of the logging parameters (K);

- обороты генератора (Об);- generator speed (V);

- температура (Т);- temperature (T);

- признак данных, замеренных в статике.- a sign of data measured in statics.

Обороты передаются в дополнительном канале каждого четвертого пакета данных. При этом передача данных происходит в последовательности ПKKKОб, где ПK - пакет данных, содержащий в дополнительном канале каротажный параметр К, ПОб - пакет данных, содержащий в дополнительном канале параметр оборотов генератора.Turnovers are transmitted in an additional channel of every fourth data packet. In this case, the data transfer occurs in the sequence P K -P K -P K -P O , where P K is the data packet containing the log parameter K in the additional channel, P Ob is the data packet containing the generator speed parameter in the additional channel.

В случае превышения допустимой температуры (80°С) в каждом четвертом пакете данных по дополнительному каналу передается параметр температуры. При этом пакет данных, содержащий в дополнительном канале параметр оборотов, и пакет данных, содержащий в дополнительном канале параметр превышения температуры, максимально разнесены по времени. Передача данных в случае превышения температуры происходит в последовательности ПKОбКТ, где ПТ - пакет данных, содержащий в дополнительном канале параметр превышения температуры.In case of exceeding the permissible temperature (80 ° C) in every fourth data packet, the temperature parameter is transmitted via an additional channel. In this case, the data packet containing the revolutions parameter in the additional channel and the data packet containing the temperature excess parameter in the additional channel are maximally separated in time. Data transfer in case of temperature rise occurs in the sequence P K -P Ob -P K -P T , where P T is a data packet containing an over-temperature parameter in an additional channel.

Параметры признаков «статики» передаются на месте дополнительного канала в первых трех пакетах после возобновления циркуляции бурового раствора и включения прибора. При этом, кроме признака данных «статика», передается признак разряда батарей прибора и номер одного из трех передаваемых подряд кадров статики. Пакет содержит параметры зенита и азимута, а также параметр четвертого отклонителя, замеренные в «статике». Первые три параметра отклонителя в пакете передают текущие измеряемые значения отклонителя.The parameters of the “statics” signs are transmitted at the place of the additional channel in the first three packets after resuming circulation of the drilling fluid and turning on the device. At the same time, in addition to the “static” data indicator, the indicator of the battery’s discharge and the number of one of the three static frames transmitted in a row are transmitted. The package contains the parameters of zenith and azimuth, as well as the parameter of the fourth diverter, measured in "static". The first three diverter parameters in the packet transmit the current measured values of the diverter.

Способ формирования пакетов данных бескабельной телеметрической системы в процессе бурения успешно применяется для передачи информации с забоя на поверхность при бурении горизонтальных и наклонно направленных скважин.The method of generating data packets of a cableless telemetry system during drilling is successfully used to transmit information from the bottom to the surface when drilling horizontal and directional wells.

Использование предлагаемого технического решения позволяет следующее.Using the proposed technical solution allows the following.

1. Увеличить пропускную способность по каналу отклонителя, т.к. в каждом пакете передается четыре его значения. Параметр «отклонитель» является наиболее важным для проведения направленного бурения.1. Increase the throughput on the diverter channel, as in each packet, four of its values are transmitted. The “diverter” parameter is the most important for directional drilling.

2. Повысить помехозащищенность:2. To increase noise immunity:

а) за счет разнесения битов зенита, азимута и отклонителя по разным группам, кодируемым в ШПС независимо. При этом кратковременное воздействие помехи приведет к потере данных только одного из измерительных каналов (зенита, азимута или отклонителя), но не всех сразу.a) due to the separation of the zenith, azimuth, and divergence bits into different groups, independently encoded in the NPS. In this case, a short-term effect of interference will lead to the loss of data of only one of the measuring channels (zenith, azimuth, or divergence), but not all at once.

б) за счет обеспечения возможности работы на разных частотах: 10,17; 5,09; 2,54; 1,27 и 0,64 Гц. Сигналы, передаваемые на более низких частотах, меньше ослабляются при прохождении сквозь породу.b) by providing the ability to work at different frequencies: 10.17; 5.09; 2.54; 1.27 and 0.64 Hz. Signals transmitted at lower frequencies are less attenuated as they pass through the rock.

3. Повысить информативность сигнала. Кроме зенита, азимута, отклонителя и оборотов генератора, дополнительно передаются результаты измерений в статике, сведения о температуре и заряде батарей прибора, каротажные параметры.3. To increase the information content of the signal. In addition to the zenith, azimuth, diverter and generator speed, the results of measurements in statics, information about the temperature and battery charge of the device, and logging parameters are additionally transmitted.

4. Повысить достоверность результатов измерений благодаря передаче информации о параметрах, полученных в «статике».4. To increase the reliability of the measurement results by transmitting information about the parameters obtained in the "statics".

Claims (11)

1. Способ формирования пакетов данных измерений бескабельной телеметрической системы в процессе бурения скважины, включающий кодирование каждых четырех бит информации шумоподобным сигналом (ШПС) длиной 16 бит, передачу информации с помощью фазоманипулированного сигнала, причем каждый передаваемый пакет содержит в начале синхропосылку, состоящую из четырех ШПС, которые не встречаются среди ШПС, которыми кодируются данные измерений, отличающийся тем, что биты зенита, азимута и отклонителя разнесены по разным группам, кодируемым ШПС независимо, при этом передача информации происходит в следующей последовательности: синхропосылка, отклонитель, зенит, отклонитель, азимут, отклонитель, дополнительный параметр, отклонитель.1. A method of generating data packets of measurements of a cableless telemetry system during well drilling, including encoding every four bits of information with a noise-like signal (SPS) 16 bits in length, transmitting information using a phase-shifted signal, and each transmitted packet contains at the beginning a clock package consisting of four ShPS which are not found among the NPS, which encodes the measurement data, characterized in that the zenith, azimuth and divergence bits are separated into different groups, encoded by the NPS independently Apparently, in this case, the transmission of information occurs in the following sequence: clock transmission, diverter, zenith, diverter, azimuth, diverter, additional parameter, diverter. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первое значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.2. The method according to claim 1, characterized in that the first value of the diverter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is coded with BSC. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение зенитного угла передают тремя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.3. The method according to claim 1, characterized in that the value of the zenith angle is transmitted in three sequences of four bits, each of which is coded with BSC. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что второе значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.4. The method according to claim 1, characterized in that the second value of the diverter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is coded with BSC. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение азимута передают тремя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.5. The method according to claim 1, characterized in that the azimuth value is transmitted in three sequences of four bits, each of which is coded with BSC. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что третье значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.6. The method according to claim 1, characterized in that the third value of the deflector is transmitted in two sequences of four bits, each of which is encoded by SHPS. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение дополнительного параметра передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.7. The method according to claim 1, characterized in that the value of the additional parameter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is coded with BSC. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что четвертое значение отклонителя передают двумя последовательностями из четырех бит, каждая из которых закодирована ШПС.8. The method according to claim 1, characterized in that the fourth value of the diverter is transmitted in two sequences of four bits, each of which is coded with BSC. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что в дополнительном канале могут быть переданы обороты генератора, температура, номер кадра статического замера, признак разряда батарей прибора или один из каротажных параметров (уровень вибрации, кажущееся сопротивление пласта, уровень гамма-фона и др.).9. The method according to claim 7, characterized in that the alternator speed, temperature, frame number of the static metering, a sign of battery discharge of the device, or one of the logging parameters (vibration level, apparent formation resistance, gamma background level, and other). 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что пакет данных, содержащий параметр оборотов, и пакет данных, содержащий параметр температуры, максимально разнесены по времени.10. The method according to claim 9, characterized in that the data packet containing the revolutions parameter and the data packet containing the temperature parameter are maximally spaced in time. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что для передачи информации могут быть использованы частоты 10,17; 5,09; 2,54; 1,27 и 0,64 Гц. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that frequencies of 10.17 can be used to transmit information; 5.09; 2.54; 1.27 and 0.64 Hz.
RU2007129452/28A 2007-07-31 2007-07-31 Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring RU2351960C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129452/28A RU2351960C1 (en) 2007-07-31 2007-07-31 Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129452/28A RU2351960C1 (en) 2007-07-31 2007-07-31 Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2351960C1 true RU2351960C1 (en) 2009-04-10

Family

ID=41015063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007129452/28A RU2351960C1 (en) 2007-07-31 2007-07-31 Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2351960C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452976C1 (en) * 2010-10-13 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system
CN102721982A (en) * 2012-06-26 2012-10-10 中国科学院电工研究所 Ground electromagnetic prospecting method based on SPSP (Spread Spectrum) coding technology and detection system thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452976C1 (en) * 2010-10-13 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system
CN102721982A (en) * 2012-06-26 2012-10-10 中国科学院电工研究所 Ground electromagnetic prospecting method based on SPSP (Spread Spectrum) coding technology and detection system thereof
CN102721982B (en) * 2012-06-26 2014-08-13 中国科学院电工研究所 Ground electromagnetic prospecting method based on SPSP (Spread Spectrum) coding technology and detection system thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10626719B2 (en) Methods and systems for forward error correction for measurement while drilling (MWD) communication systems
US3789355A (en) Method of and apparatus for logging while drilling
US8749398B2 (en) Methods for clock synchronization in wellbore instruments
US6750783B2 (en) Low frequency electromagnetic telemetry system employing high cardinality phase shift keying
CA2891591C (en) Method and apparatus for multi-channel downhole electromagnetic telemetry
US7061932B2 (en) Code-division multiple-access (CDMA) wireline telemetry system
US10677049B2 (en) Downhole low rate linear repeater relay network timing system and method
US20140354446A1 (en) Cable Telemetry Synchronization System and Method
US9982528B2 (en) Telemetry system and method of operating the same
CA2910166C (en) Method and system for transmitting a data frame of an electromagnetic telemetry signal to or from a downhole location
RU2351960C1 (en) Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring
US9822637B2 (en) Method and apparatus for transmitting a message in a wellbore
US20130088363A1 (en) Telemetry Method and System for Well Logging
RU2394257C1 (en) Method of generating data packets of cable-free telemetric system measurements when well-drilling
WO2016200766A1 (en) Offline sychronization of mwd/lwd logs
RU2551602C1 (en) Method of bottomhole communication with surface during well drilling
RU2478992C2 (en) Formation method of measurement data packages of cable-free telemetric system during well drilling
RU2533105C1 (en) Information transmission method
US9879527B2 (en) Systems and methods for double data rate communication via power cable
CN104079340B (en) One kind passes integrated answering machine unified clock domain implementation method based on observing and controlling number
AU2016368546A1 (en) Methods and devices for transmitting a continuous bit stream in a digital network non-synchronous with the bit stream
CA2941558C (en) Downhole low rate linear repeater relay network timing system and method
RU2486338C1 (en) Method of transmitting measurement data by cable-free telemetric system during well drilling