井下仪器使用MWD传输数据的方法及系统与流程

本发明涉及石油天然气钻井勘探开发，具体是涉及一种井下仪器使用mwd传输数据的方法及系统。

背景技术：

1、随着钻井勘探测量技术的不断发展，越来越多的井下仪器被研发出来应用于钻井工程中，这些仪器使用过程中都会遇到如何将测量的数据上传到地面的问题。现有的技术方案是将开发的井下仪器通过总线连接到mwd探管主控模块，分别开发井下仪器和mwd探管主控模块通信软件，实现井下仪器和mwd探管主控模块之间的通信，再由mwd探管主控模块将接收到的井下仪器测量数据转化为泥浆脉冲编码，通过泥浆脉冲发生器将其发送到地面再进行解码还原，这样就实现了井下仪器测量数据到地面的传输。

2、采用上述方式每开发一种井下仪器就需要修改一次mwd探管主控模块底层通信程序，过程繁琐不便，容易出错，甚至造成mwd探管主控模块底层程序版本混乱不易维护的问题发生。

3、如果研究机构或研究团队不拥有相关的mwd技术，或者只有少量资源集中在井下仪器的研制，没有多余的资金和人力资源进行mwd底层技术的开发，要想将井下仪器测量的数据上传到地面，研制一种井下仪器使用mwd传输数据的的便捷方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种井下仪器使用mwd传输数据的方法。

2、第一方面，本申请提供了一种井下仪器使用mwd传输数据的方法，包括以下步骤：

3、设计开发mwd探管主控模块软件通用通信代码并编制要挂接井下仪器的通用ip地址；

4、根据mwd总线特点和参数设计制造通信接口电路的总线收发模块与通信控制处理模块；

5、选择通用ip地址作为要挂接井下仪器的ip地址，并搭建井下仪器和接口电路的通信控制处理模块之间的通信以及接口电路的通信控制处理模块与mwd探管主控模块之间的通信；

6、将井下仪器通过通信接口电路和mwd总线挂接到mwd系统中，按照通用ip地址仪器参数下井使用前进行参数配置，将要挂接的井下仪器与mwd探管一起下井使用，通过mwd泥浆脉冲发生器发出的泥浆脉冲传输数据还原获取井下仪器的测量原始数据。

7、根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述s2、根据mwd总线特点和参数设计制造通信接口电路的总线收发模块与通信控制处理模块步骤，具体包括以下步骤：

8、所述mwd总线特点和参数为mwd总线采用单芯串口总线，工作模式为半双工通信，收发信号通过相同的信号线传输，总线电平值为不超过15伏；

9、根据所述mwd总线特点和参数设计制造总线收发模块电路功能设计为将通信控制处理模块单片机串口通信ttl电平转换为mwd总线电平值，总线收发模块数据发送处理电路采用场效应管与晶体管串联方式将信号从通信控制处理模块单片机串口发送端直接转换调制到总线上，总线收发模块数据接收处理电路采用比较电路将信号从mwd总线转换到通信控制处理模块单片机串口接收端。

10、根据第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述s3、选择通用ip地址作为要挂接井下仪器的ip地址，并搭建井下仪器和接口电路的通信控制处理模块之间的通信以及接口电路的通信控制处理模块与mwd探管主控模块之间的通信步骤，具体包括以下步骤：

11、选择通用ip地址作为要挂接井下仪器的ip地址，根据通信协议和通用ip地址编写通信接口电路通信控制处理模块单片机软件；

12、编写要挂接的井下仪器主控模块单片机通信软件，实现井下仪器和接口电路通信控制处理模块的通信；

13、使用mwd探管主控模块软件通用通信代码，实现接口电路通信控制处理模块与mwd探管主控模块的通信。

14、根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述通用ip地址数量为多个，适配同时挂接多个井下仪器。

15、根据第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述mwd总线采用can总线、485总线或其他非标准总线，所述mwd总线的特点为全双工通信模式或半双工通信模式。

16、根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，

17、所述通信接口电路由总线收发模块与通信控制处理模块组成；

18、总线收发模块包括数据发送处理电路和数据接收处理电路，数据发送处理电路和数据接收处理电路可以按分立元器件设计成两个部分，也可以按照集成电路芯片设计成一个整体电路；

19、所述通信控制处理模块主要是由单片机及其外围电路构成，通过串口收发信号线与总线收发模块连接，同时通信控制处理模块通过另一个串口与所要挂接的井下仪器主控模块连接，通过通信控制处理模块和总线收发模块实现了要挂接的井下仪器使用mwd总线与mwd探管主控模块进行数据传输通信的功能。

20、根据第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述mwd的通信协议规定的通信帧的内容包括但不限于发送方ip地址、接收方ip地址、帧长度、命令编号、数据参数、校验码。

21、根据第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述井下仪器包括钻铤式仪器和探管式仪器，分别通过不同的转接结构实现仪器与mwd总线连接。

22、根据第一方面，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述通信接口电路与要挂接的井下仪器主控模块电路既可以设计在一个封装结构里，也可以分别独立设计成一个封装结构。

23、第二方面，本申请提供了一种井下仪器使用mwd传输数据的系统，包括：

24、通用信息开发模块，用于设计开发mwd探管主控模块软件通用通信代码并编制要挂接井下仪器的通用ip地址；

25、功能模块设计模块，用于根据根据mwd总线特点和参数设计制造通信接口电路的总线收发模块与通信控制处理模块；

26、通信搭建模块，与所述通用信息开发模块通信连接，用于选择通用ip地址作为要挂接井下仪器的ip地址，并搭建井下仪器和接口电路的通信控制处理模块之间的通信以及接口电路的通信控制处理模块与mwd探管主控模块之间的通信；

27、井下设备测量数据获取模块，与所述通用信息开发模块、所述功能模块设计模块以及所述通信搭建模块通信连接，用于将井下仪器通过通信接口电路和mwd总线挂接到mwd系统中，按照通用ip地址仪器参数下井使用前进行参数配置，将要挂接的井下仪器与mwd探管一起下井使用，通过mwd泥浆脉冲发生器发出的泥浆脉冲传输数据还原获取井下仪器的测量原始数据。

28、与现有技术相比，本发明的优点如下：

29、本申请提供的井下仪器使用mwd传输数据的方法，通过设计开发通用通信代码和通用ip地址并搭建mwd探管和井下设备之间的通信连接，避免对mwd底层软件进行修改，开发过程中无需获取mwd底层技术和源程序，只需通信协议和通信接口硬件参数，即可实现利用有限资源集中应用至所要研发的井下仪器上，有效提高系统开发效率，并最大限度地降低井下仪器的研发和使用成本。

技术特征：

1.一种井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，所述根据mwd总线特点和参数设计制造通信接口电路的总线收发模块与通信控制处理模块步骤，具体包括以下步骤：

3.如权利要求1所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，所述选择通用ip地址作为要挂接井下仪器的ip地址，并搭建井下仪器和接口电路的通信控制处理模块之间的通信以及接口电路的通信控制处理模块与mwd探管主控模块之间的通信步骤，具体包括以下步骤：

4.如权利要求1所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，所述通用ip地址数量为多个，适配同时挂接多个井下仪器。

5.如权利要求1所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，所述mwd总线采用can总线、485总线或其他非标准总线，所述mwd总线的特点为全双工通信模式或半双工通信模式。

6.如权利要求2所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，所述mwd的通信协议规定的通信帧的内容包括但不限于发送方ip地址、接收方ip地址、帧长度、命令编号、数据参数、校验码。

8.根据权利要求1所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，所述井下仪器包括钻铤式仪器和探管式仪器，分别通过不同的转接结构实现仪器与mwd总线连接。

9.根据权利要求1或6所述的井下仪器使用mwd传输数据的方法，其特征在于，所述通信接口电路与要挂接的井下仪器主控模块电路既可以设计在一个封装结构里，也可以分别设计成独立的一个封装结构。

10.一种井下仪器使用mwd传输数据的系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种井下仪器使用MWD传输数据的方法，方法包括以下步骤：设计开发MWD探管主控模块软件通用通信代码并编制要挂接井下仪器的通用IP地址；设计制造通信接口电路的总线收发模块与通信控制处理模块；选择通用IP地址作为要挂接井下仪器的IP地址，并搭建井下仪器和接口电路之间的通信以及接口电路与MWD探管之间的通信；将井下仪器通过通信接口电路和MWD总线挂接到MWD系统中，按照通用IP地址仪器参数下井使用前进行参数配置，将要挂接的井下仪器与MWD探管一起下井使用。本申请避免对MWD底层软件进行修改，井下MWD系统开发过程中无需获取MWD底层技术和源程序，有效提高系统开发效率，并最大限度地降低井下仪器的研发和使用成本。

技术研发人员：吴文,吴蔚娓,赵娜,吴倩,陶成玉
受保护的技术使用者：中石化江钻石油机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14