无线随钻仪脉冲编码技术研究.pdf

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1、石油仪器·28·PETR0LEUMINSTRUMENIS2012年4月·仪器设备·无线随钻仪脉冲编码技术研究尚晋戴有福杨晓峰王爽杜晶晶(1．辽河油田曙光采油厂辽宁盘锦)(2．长城钻探工程公司钻井技术服务公司辽宁盘锦)(3．辽河石油装备总公司辽宁盘锦)摘要：为了可以更好地遥测井下数据和仪器状态，实现井下仪器和地面设备准确地进行双向通讯，文章研究了无线随钻仪脉冲信号编码技术，并对其时间码和组合码进行了详细地论述。通过技术研究和现场应用，证明了其具有很好的应用前景，这对于现场钻井施工有重要的指导意义。关键词：信号；脉冲编码；立管压力；时间编码；组合编码中图法分类号：TE271文献标识

2、码：B文章编号：1004—9134(2012)02—0028—02测量数据十定制数的范围及分辨率0引言方位角0～360。，分辨率0．1。信号的传输和编码技术是无线随钻仪的关键技术井斜角0～180。，分辨率0．1。之一。无线随钻仪信号的传输方式主要有电磁波和泥磁工具面角0～360。，分辨率2。浆脉冲二种。电磁波在地层中传输时，信号严重衰重力工具面角0～180。R／0～180。L，分辨率2。减，只能以较低的频率发送信号，主要用于欠平衡钻表1实时传输的井下数据井技术。利用泥浆脉冲进行信息传输，可靠性好，实现远距离传输，符合钻井实际情况。泥浆无线随钻仪主要由井下的探管、驱动器、脉冲发生

3、器、电池和地面的压力传感器、控制箱等部分组成⋯。仪器工作时，探管可以测得三个相互垂直方向的重力分量和地球磁场强度，经A／D转换和格式编码后，信号传至驱动器，驱动器根据信号的大小，有规律地控制脉冲发生器动作，使得钻柱内的泥浆压力发生相应的变化，立管压力传感器探知这些压力变化，从而获取原始信号的值，再由控制箱进行信号的接收和解码，传至计算机进行随钻参数的计算，并实时显示。无线随钻仪的脉冲信号编码技术对数据的传输速率和传输效率有很1．2时间编码重要的影响，所以研究脉冲信号编码技术具有十分关时间编码的每一组数据都以时间间隔为2．5S的键的意义2l。双脉冲作为同步信号s，下一脉冲表示该组

4、数据内容I脉冲信号编码技术的状态码。图1是时间编码的实时脉冲波形，图中的第一组数据，S一8，8为停泵测量数据，该组脉冲的解I．I测量数据范围及分辨率码数据为井斜、方位、工具面、温度、磁场强度和工需要用脉冲实时传到地面的井下测量数据见表I。具组合码。S833458A0A30E29图1时间编码的实时脉冲波形第一作者简介：尚晋，男，1980年生，助理工程师，2007年毕业于大庆石油学院采油工程专业，现在辽河油田曙光采油厂，主要负责中石油重点实验项目——l3832火驱辅助重力泄油实验项目。邮编：1240102012年第26卷第2期尚晋等：无线随钻仪脉冲编码技术研究·29。井斜=334(

5、十六进制)=82．0。个脉冲为双宽度脉冲，占据前3个槽。后3个脉冲占方位=58A(十六进制)=141．8。据6．20槽，组合数为3脉冲与15槽组合码，共有84工具面=OA3(十六进制)=163。个组合。由84个组合精心挑选出16个FID的组合温度=0E(十六进制)=28。码，用于定义FID序列号。通过FID脉冲串，识别出磁场强度一29F(十六进制)=53．68uTFID序列号。进而识别数据编组号和此数据编组中包工具组合码=3=定向+伽马含的数据定义和排列次序。识别各数据定义所占时间第二组数据S—l1为重力工具状态码槽的位置和数量，就能知道此数据编组的时间槽长重力工具面=042(

6、十六进制)=6．6。度。当FID脉冲串到来时，FID脉冲串第一个脉冲为1．3组合式编码双宽度脉冲，用于识别FID脉冲序列，另外三个脉冲1_3．1M脉冲与N槽的组合码还要用来可消除时钟漂移。共16个FID，分滑动钻组合式编码采用在已确定的时间段T内划分N个进和旋转钻进，滑动钻进时有5个低井斜(磁力工具时间槽，在N个时间槽中布置M个脉冲来表示数据。面)的FID，滑动钻进时还有5个高井斜(重力工具槽宽为T／N，脉冲宽度为1．5倍的槽宽。所以编码采面)的FID。旋转钻进时有4个FID，不分井斜高低，用的两个基本参数是脉冲数M和时间槽个数N，简也无工具面，也无重力和磁场的三个分量_4J。

7、采用组称M脉冲与N槽的组合码。M脉冲与N槽组合码，合编码的无线随钻仪，可以按照井下传输和测量模块规定两个脉冲之间的间隔必须不小于两个槽，最后两配置确定：定向，定向+GAMMA，定向+GAMMA+个槽必须空着。RESISTIVITY，定向+RESISTIVITY+GAMMA+ABI。M脉冲与N槽组合码的排列：滑动钻进和旋转钻进的FID设量窗口如图2所示。1脉冲与4槽的组合码，2个组合，见表2。表21脉冲与4槽的组合码示意表由于M脉冲与N槽组合码的个数多于二进制编码长度所形成的个数，如2可以用3