专利名称：一种监测及指令下传系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油勘探技术领域，具体地，涉及一种监测及指令下传系统。
背景技术：
指令下传装置是旋转导向工具系统的关键部件之一，其作用是根据测量信息给旋转导向工具下传指令纠正旋转导向工具钻进轨迹。现有的指令下传装置一般设置有指令编码和解码系统，通过指令编码系统将地面控制器发送的指令转换为时间流量参数，并通过流量控制阀分流泥浆泵泵送的泥浆，再通过指令解析系统解析指令，然后按照解析出的指令控制钻井工具动作。虽然上述的指令下传装置成功的进行了指令下传并且井下涡轮发电机成功的进行了解码，但是还存在的一些问题1.指令编码与泥浆流量控制阀阀片开关时间的对应关系不清楚；2.涡轮发电机解码与分流泥浆流量的对应关系不清楚；3.分流泥浆流量与泥浆流量控制阀阀片开启角度的对应关系不清楚；4.随着井深的增加，井下涡轮发电机正常工作所需的泥浆流量不清楚。上述存在的问题导致现有的指令下传装置的工作效率不高，解码的精度不高。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种监测及指令下传系统，测量和监测指令下传和指令解码的相关参数，并根据该参数进行指令下传，提高了指令下传的精度。本实用新型所提供的监测及指令下传系统包括监测子系统，其中所述监测子系统包括转角测量传感器，设置在测量泥浆流量控制阀上，用于测量泥浆流量控制阀阀片的开启角度；泥浆流量传感器，设置在分流泥浆输出管道上，用于测量分流泥浆的流量；控制器，分别与所述的转角测量传感器和泥浆流量传感器相连接，用于采集所述转角测量传感器和泥浆流量传感器的测量信号，并根据所采集的测量信号，确定相应的指令，并下传所述指令。较佳地，所述监测子系统还包括泵冲传感器，设置在泥浆泵上，用于测量泥浆泵的用来计算泥浆泵输出泥浆总流量的泵冲数；泥浆压力传感器，设置在泥浆泵的泥浆输出管道上，用于测量泥浆泵输出的泥浆压力。较佳地，所述监测子系统还包括空气压力传感器，设置于控制所述泥浆流量控制阀阀门开闭的动力装置上，用于测量进入所述动力装置的空气压力；空气流量传感器，设置于控制所述泥浆流量控制阀阀门开闭的动力装置上，用于测量进入所述动力装置的空气流量。较佳地，所述监测及指令下传系统还包括指令下传子系统，其中所述指令下传子系统用于根据所述监测子系统中控制器所提供的指令，控制钻井工具的动作。较佳地，所述指令下传系统包括泥浆泵、泥浆输出管道、泥浆流量控制阀、泥浆分流管道、控制器、指令转换单元、指令解码单元和钻井工具，所述泥浆泵用于将泥浆池中的泥浆通过泥浆输出管道泵送至井眼中，所述泥浆流量控制阀设置在所述泥浆分流管道上，用于控制所述泥浆泵向所述泥浆分流管道泵送泥浆的流量，所述指令转换单元用于解析所述控制器发出的所述指令，并根据所述指令控制所述泥浆流量控制阀，所述指令解码单元设置在钻井工具内，用于根据泥浆分流管道中的泥浆流量和时间变化来解析出所述控制器下传的所述指令，并根据所述指令控制钻井工具动作。较佳地，所述控制器还用于存储所述钻井工具中发电机的转速，并与所述采集的转角测量传感器和泥浆流量传感器的测量信号进行比较分析，根据分析结果进行指令下传。本实用新型实时监测和采集指令下传装置中的相关参数，并将采集的参数与钻井工具中的电机转速对比分析，然后根据分析结果进行指令下传，提高指令下传效率和指令解码的精度。
图1为根据本实用新型实施例中指令下传装置的结构框图；图2为根据本实用新型实施例中指令下传监测系统的结构框图；图3根据本实用新型实施例中指令下传系统的结构框图；图4为根据本实用新型实施例中监测及指令下传系统中的监测子系统和指令下传子系统中各部件的结构布局图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本实用新型提供的一个实施例提供了一种监测及指令下传装置，如图1所示，其包括监测子系统和指令下传子系统，监测子系统用于监测系统中各个设备的性能指标，并根据所监测到的信息，向指令下传子系统提供相关指令，指令下传子系统用于将监测子系统所提供的指令下传，并控制钻井工具动作。如图2和图4所示，本实施例中的监测子系统包括转角测量传感器、泥浆流量传感器和控制器，其中转角测量传感器用于测量泥浆流量控制阀阀片的开启角度；泥浆流量传感器用于测量分流泥浆的流量；控制器用于采集转角测量传感器和泥浆流量传感器的测量信号，并根据所采集的测量信号，确定相应的控制指令，并下传到指令下传子系统。在本实施例中，监测子系统设置了转角测量传感器、泥浆流量传感器以及用来采集测量信号的控制器，通过转角测量传感器测量泥浆流量控制阀阀片的开启角度，通过泥浆流量传感器测量分流泥浆流量，然后通过设置在地面的控制器对两个传感器的测量信号进行采集，通过控制器采集的信号可以建立泥浆流量控制阀阀片的开启角度与分流泥浆流量的关系。还可以在本实施例中增加泵冲传感器和泥浆压力传感器，泵冲传感器用于测量用来计算泥浆泵泵出泥浆的总流量泥浆泵输出泥浆总流量的泵冲数；泥浆压力传感器用于测量泥浆泵输出的泥浆压力。钻井工具中的指令解码单元的解码质量与泥浆泵输出的总流量、泥浆压力以及分流泥浆的流量和压力有关，因此，通过泵冲传感器和泥浆压力传感器测量出泥浆泵输出的泥浆的流量和泥浆的压力后，结合分流泥浆流量，并与钻井工具中发电机转子转速比较，可以得出指令解码单元的解码质量的参数，同时，转角测量传感器可以记录泥浆流量控制阀开关的时间，因此，可以建立泥浆流量控制阀开关的时间与指令解码单元的解码质量的关系。在测量泥浆流量控制阀的参数时，应该考虑其动力系统的性能，在实践中，一般是通过由压缩机供气的动力系统来控制泥浆流量控制阀的开闭，压缩机输出的空气的流量和压力越大，动力系统动力就越大，泥浆流量控制阀的开闭就越迅速，反之，泥浆流量控制阀的开闭就越缓慢，因此，可以在指令下传参数监测系统中设置空气压力传感器和空气流量传感器，空气压力传感器用于测量输入所述动力装置的空气压力，空气流量传感器用于测量输入所述动力装置的空气流量。另外，在泥浆流量传感器测量出分流泥浆的流量参数后，可以与钻井工具的涡轮电机的转速参数相比较，得出分流泥浆流量与涡轮电机转速的关系，通过上述的传感器，可以得出泥浆泵排量、输出管道压力和分流泥浆流量的关系，从而改进泥浆流量控制阀、动力装置、涡轮发电机以及解码算法的设计和匹配。如图3和图4所示，本实施例中的指令下传子系统包括泥浆泵、泥浆输出管道、泥浆流量控制阀、泥浆分流管道、控制器、指令转换单元、指令解码单元和钻井工具。 其中，泥浆泵用于将泥浆池中的泥浆通过泥浆输出管道泵送至井眼中，泥浆流量控制阀设置在泥浆分流管道上，用于控制泥浆泵向泥浆分流管道泵送泥浆的流量，指令转换单元用于解析控制器发出的指令，并根据指令控制泥浆流量控制阀，指令解码单元设置在钻井工具内，用于根据泥浆分流管道中的泥浆流量和时间变化来解析出控制器下传的指令，并根据指令控制钻井工具动作。如图4所示，转角测量传感器设置在测量泥浆流量控制阀上，用于测量泥浆流量控制阀阀片的开启角度；泥浆流量传感器，设置在分流泥浆输出管道上，用于测量分流泥浆的流量；控制器，分别与转角测量传感器和泥浆流量传感器相连接，用于采集转角测量传感器和泥浆流量传感器的信号。在使用泵冲传感器和泥浆压力传感器测量泥浆泵输出泥浆的总流量和泥浆泵输出的泥浆压力时，将泵冲传感器设置在泥浆泵上，泥浆压力传感器设置在泥浆泵的泥浆输出管道上。在使用空气压力传感器和空气流量传感器测量输入动力装置的空气压力和空气流量时，将空气压力传感器和空气流量传感器均设置在控制所述泥浆流量控制阀阀门开闭的动力装置上。为了确保指令下传的准确性和精度，可以在控制器中预存涡轮发电机的转速，并且将采集的转角测量传感器和泥浆流量传感器的测量信号和涡轮电机的转速进行比较分析，根据分析结果进行指令下传，从而提高指令下传的效率和解码的精度。虽然本实用新型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实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型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，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.一种监测及指令下传系统，其特征在于，包括监测子系统，其中所述监测子系统包括 转角测量传感器，设置在测量泥浆流量控制阀上，用于测量泥浆流量控制阀阀片的开启角度； 泥浆流量传感器，设置在分流泥浆输出管道上，用于测量分流泥浆的流量； 控制器，分别与所述的转角测量传感器和泥浆流量传感器相连接，用于采集所述转角测量传感器和泥浆流量传感器的测量信号，并根据所采集的测量信号，确定相应的指令，并下传所述指令。
2.如权利要求1所述的监测及指令下传系统，其特征在于，所述监测子系统还包括 泵冲传感器，设置在泥浆泵上，用于测量泥浆泵的用来计算泥浆泵输出泥浆总流量的泵冲数； 泥浆压力传感器，设置在泥浆泵的泥浆输出管道上，用于测量泥浆泵输出的泥浆压力。
3.如权利要求1或2所述的监测及指令下传系统，其特征在于，所述监测子系统还包括 空气压力传感器，设置于控制所述泥浆流量控制阀阀门开闭的动力装置上，用于测量进入所述动力装置的空气压力； 空气流量传感器，设置于控制所述泥浆流量控制阀阀门开闭的动力装置上，用于测量进入所述动力装置的空气流量。
4.如权利要求1所述的监测及指令下传系统，其特征在于，所述监测及指令下传系统还包括指令下传子系统，其中所述指令下传子系统用于根据所述监测子系统中控制器所提供的指令，控制钻井工具的动作。
5.如权利要求1所述的监测及指令下传系统，其特征在于所述指令下传系统包括泥浆泵、泥浆输出管道、泥浆流量控制阀、泥浆分流管道、控制器、指令转换单元、指令解码单元和钻井工具，所述泥浆泵用于将泥浆池中的泥浆通过泥浆输出管道泵送至井眼中，所述泥浆流量控制阀设置在所述泥浆分流管道上，用于控制所述泥浆泵向所述泥浆分流管道泵送泥浆的流量，所述指令转换单元用于解析所述控制器发出的所述指令，并根据所述指令控制所述泥浆流量控制阀，所述指令解码单元设置在钻井工具内，用于根据泥浆分流管道中的泥浆流量和时间变化来解析出所述控制器下传的所述指令，并根据所述指令控制钻井工具动作。
6.如权利要求5所述的监测及指令下传系统，其特征在于，所述控制器还用于存储所述钻井工具中发电机的转速，并与所述采集的转角测量传感器和泥浆流量传感器的测量信号进行比较分析，根据分析结果进行指令下传。
专利摘要本实用新型公开了一种监测及指令下传系统，包括监测子系统，其中所述监测子系统包括转角测量传感器，设置在测量泥浆流量控制阀上，用于测量泥浆流量控制阀阀片的开启角度；泥浆流量传感器，设置在分流泥浆输出管道上，用于测量分流泥浆的流量；控制器，分别与所述的转角测量传感器和泥浆流量传感器相连接，用于采集所述转角测量传感器和泥浆流量传感器的测量信号，并根据所采集的测量信号，确定相应的指令，并下传所述指令。本实用新型提高指令下传效率和指令解码的精度。
文档编号E21B41/00GK202900173SQ20122048339
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者兰洪波, 蒋荻南, 陈涛 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司