导向钻井下行通讯地面监控系统设计

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1、2013年7月西安石油大学学报(自然科学版)Ju1．2013第28卷第4期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．28No．4文章编号：1673-064X(2013)04-0073-05导向钻井下行通讯地面监控系统设计霍爱清，戴晨(1．西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室，陕西西安710065；2．西北有色金属研究院宝德粉末冶金有限责任公司，陕西西安710016)摘要：针对变钻井液排量进行导向钻井下行通信设计了地面监控系统：给出了下行

2、通讯指令传输系统的组成及原理，并利用MATLAB的图形用户界面(GUI)设计了地面监控系统的主界面、信息回放和指令下传等界面，实现了井下采集的数据回放、曲线绘制．根据变钻井液排量指令特点及编码方式，实现了对下传指令的选择，并直观显示出选中的指令编码形式，完成对串行口通信参数的设置，实现下传指令的发送．关键词：导向钻井；下行通讯；变钻井液排量；地面监控系统；界面设计中图分类号：TE928文献标识码：A在旋转导向钻井作业过程中，井下导向工具根池据地面控制系统发送的控制指令控制轨迹按预定的设计轨迹逼近靶点(区)1j

3、．地面监控系统是旋转导向钻井系统的控制中心，在钻井过程中，地面监控系统根据接收到的井下数据，实时调整控制指令，经下行通道，下传发送给井下导向工具，与井下旋转导向钻井工具系统相互联系，实现控制指令的传送，指导井下工具按照设计的轨迹钻井，实现不同功能要求的操作．1下行通讯指令传输系统组成图1导向钻井下行通讯指令传输系统原理示意图Fig．1Principlediagramofsteeringdrillingdownward下行通讯指令传输系统是旋转导向自动控制的communicationcommandtransmi

4、ssionsystem关键技术，它直接关系到整个控制系统的成败．下行本文所讨论的旋转导向钻井下行信号传输剖通讯传输系统主要包括地面监控系统、地面指令发是通过变钻井液排量的方法实现指令下传，利用井送控制系统、钻井液传输通道及井下接收装置及指下涡轮电机在线检测泥浆排量变化，并通过与之相令解码系统，下行通讯传输系统组成原理框图如连接的接收解码装置的硬软件完成钻井下传信号的图1所示．地面监控系统以监测井下发送的数据和处理、识别和解释任务，其下传指令编码如图2所实现地面向井下发送控制指令为主要目标，是旋转示．在不同指令

5、编码发送时需要考虑针对不同的脉导向钻井系统下行通讯的关键环节，因此，设计一个宽形成的指令进行发送，这是地面监控系统设计时性能可靠的地面监控操作系统就显得十分重要．的难点所在．收稿日期：2013-01-10基金项目：国家自然基金项目(编号61174191)；陕西省工业攻关计划项目(编号2010K07-09，2013K07—16)作者简介：霍爱清(1966一)，女，副教授，博士，主要从事智能导向钻井下行通讯研究．E—mail：aqhuo@xsyu．edu．ca一76一西安石油大学学报(自然科学版)钻井信息，将在这

6、44条指令中进行选择和发送ylabel(排量(L)，FontSize，15)set(gca，XLim，[010]，YLim，[0．51．5])；set(handles．edit2，string，num2str(工具面角[270]导向力[10035位编码[11411]))；3．3．3通信设置通信设置区可以完成对串口的选择、波特率、校验位等的设置．Matlab提供了对串口进行打开、关闭以及串口参数设置等操作的一系列函数s．利用这些函数可位以选择串口号、设置串口通信参数(波特率、数据位、停止位、校验位等)、进行中断

7、控制、流控制．主要用到的串口函数包括以下几个：低边180。(1)创建串口对象obj=serial(port)图844个导向点效果图Fig．8Rende~ngof44guidingpoints参数port为完整的串口名称，如coral、corn23．3．2编码选择及显示区编码选择及显示区包等．含1个下拉菜单(Pop-upmenu)，1个文本框(Edit(2)打开／关闭串口text)，1个轴位框(Axes)，分别用于选择编码的指令fopen(obj)／fclose(obj)号、显示编码对应的信息和显示每位编码脉宽

8、的长(3)设置／修改串口通信参数度等信息．在下传指令界面的编码选择及显示区上，props=set(obj，PropertyName，PropertyValue，点击第一行的“编码”下拉菜单，选中需要的编码⋯)号．在第二行编码信息中将会显示编码的具体内容，obj即为使用创建串口对象函数的返回值；并在图形窗口会出现该编码的三降三升指令形式，PropertyName为串口通信参数，如baudrate，st