Способ формирования пакетов данных измерений бескабельной телеметрической системы в процессе бурения скважины

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к забойным телеметрическим системам. Способ формирования пакетов данных измерений бескабельной телеметрической системы в процессе бурения скважины включает кодирование каждых четырех бит информации шумоподобным сигналом (ШПС) длиной 16 бит и передачу информации с помощью фазоманипулированного сигнала пакетами разных типов. При этом данные, замеренные «в динамике» при турбинном режиме бурения, передают пакетами S-O₁-Z-O₂-A-O₃-Г-O₄, состоящими из синхропосылки (S), отклонителя (О₁), зенита (Z), отклонителя (О₂), азимута (А), отклонителя (О₃), уровня гамма фона (Г), отклонителя (O₄). Данные, замеренные «в динамике» при роторном режиме бурения - пакетами S-1-Г₁-R₁-Г₂-R₂-Г₃, состоящими из синхропосылки (S), специального ШПС, равного единице и служащего для идентификации типа пакета, уровня гамма фона (Г₁), сопротивления пласта (R₁), уровня гамма фона (Г₂), сопротивления пласта (R₂), уровня гамма фона (Г₃). Данные, замеренные «в статике» - пакетами S-9-Г₁-Z-R-A-Г₂, состоящими из синхропосылки (S), специального ШПС, равного 9 и служащего для идентификации типа пакета, уровня гамма фона (Г₁), зенита (Z), сопротивления пласта (R), азимута (А), уровня гамма фона (Г₂). Техническим результатом является повышение информативности передаваемых параметров за счет увеличения частоты передачи каротажных параметров гамма фона и сопротивления пласта. 3 з.п. ф-лы.

 

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.

Известен способ формирования пакетов данных измерений бескабельной телеметрической системы в процессе бурения скважины по патенту РФ №2394257, МПК G01V 3/34, Е21В 47/12, приоритет 12.11.2008 г.

Способ включает кодирование каждых четырех бит информации шумоподобным сигналом длиной 16 бит и передачу каждого бита закодированной информации с помощью фазоманипулированного сигнала. Передача информации происходит блоками, содержащими два типа пакетов: обычный пакет, содержащий синхропосылку (S), зенит (Z), азимут (А), отклонитель (О), дополнительный параметр (Д), и специальные пакеты, содержащие синхропосылку (S), четыре значения отклонителя (О) и три значения каротажного параметра (К). Этот способ формирования пакетов данных измерений применяется при турбинном бурении скважин без вращения колонны.

Известный способ не эффективен в режиме роторного бурения, так как при вращении колонны невозможно определить значения угла установки отклонителя, зенитного и азимутального углов. В этом случае целесообразно дополнительно передавать вместо вышеперечисленных углов каротажные параметры уровня гамма фона и сопротивления пласта, доступные для измерений, в том числе и в режиме роторного бурения.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение информативности передаваемых при роторном бурении скважины параметров за счет увеличения частоты передачи каротажных параметров гамма фона и сопротивления пласта.

Решение поставленной задачи достигнуто тем, что в способе формирования пакетов данных измерений бескабельной телеметрической системы в процессе бурения скважины, включающем кодирование каждых четырех бит информации шумоподобным сигналом (ШПС) длиной 16 бит и передачу информации с помощью фазоманипулированного сигнала пакетами разных типов, данные, замеренные «в динамике» при турбинном режиме бурения, передают пакетами S-O₁-Z-O₂-A-O₃-Г-O₄, состоящими из синхропосылки (S), отклонителя (O₁), зенита (Z), отклонителя (O₂), азимута (А), отклонителя (О₃), уровня гамма фона (Г), отклонителя (O₄); данные, замеренные «в динамике» при роторном режиме бурения - пакетами S-1-Г₁-R₁-Г₂-R₂-Г₃, состоящими из синхропосылки (S), специального ШПС, равного единице и служащего для идентификации типа пакета, уровня гамма фона (Г₁), сопротивления пласта (R₁), уровня гамма фона (Г₂), сопротивления пласта (R₂), уровня гамма фона (Г₃); данные, замеренные «в статике» - пакетами S-9-Г₁-Z-R-A-Г₂, состоящими из синхропосылки (S), специального ШПС, равного 9 и служащего для идентификации типа пакета, уровня гамма фона (Г₁), зенита (Z), сопротивления пласта (R), азимута (А), уровня гамма фона (Г₂). Значения отклонителей (O₁, O₂, О₃, O₄) передают двумя ШПС. Значения зенита (Z), азимута (А), уровня гамма фона (Г, Г₁, Г₂, Г₃), сопротивления пласта (R₁, R₂) передают тремя ШПС. Для идентификации пакета данных, замеренных "в динамике" при турбинном режиме бурения, служит младший бит первого ШПС O₁, равный нулю.

Способ осуществляется следующим образом.

Телеметрическая система может работать в двух режимах измерения, которые условно называются «динамика» и «статика».

Замеры «в динамике» производятся непрерывно во время работы генератора телесистемы, т.е. во время работы буровых насосов и циркуляции буровой жидкости. Данные о замерах непрерывно передаются на поверхность, что позволяет проводить направленное бурение. Достоверность значений инклинометрических параметров «в динамике» подтверждается данными замера «в статике». Замер «в статике» выполняется всякий раз, когда насосы останавливаются. После возобновления циркуляции эти данные передаются в первых трех пакетах следующего содержания: S-9-Г₁-Z-R-A-Г₂.

После передачи данных «статики» начинается передача данных «в динамике». Формат передачи данных измерений выбирается в зависимости от типа режима бурения: при турбинном бурении телесистема передает пакеты S-O₁-Z-O₂-A-O₃-Г-O₄, при роторном - пакеты S-1-Г₁-R₁-Г₂-R₂-Г₃.

На приемной стороне пакеты различаются следующим образом. Если младший бит первого ШПС равен нулю, то это пакет турбинного режима. Если младший бит первого ШПС отличен от нуля, то анализируется весь первый ШПС. Если он равен 1 - это пакет турбинного режима, если 9 - статические данные.

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.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить информативность передаваемых при роторном бурении скважины параметров.

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 пакетами разных типов, отличающийся тем, что данные, замеренные «в динамике» при турбинном режиме бурения, передают пакетами S-O₁-Z-O₂-A-O₃-Г-O₄, состоящими из синхропосылки (S), отклонителя (О₁), зенита (Z), отклонителя (O₂), азимута (А), отклонителя (O₃), уровня гамма-фона (Г), отклонителя (O₄); данные, замеренные «в динамике» при роторном режиме бурения - пакетами S-1-Г₁-R₁-Г₂-R₂-Г₃, состоящими из синхропосылки (S), специального ШПС, равного единице и служащего для идентификации типа пакета, уровня гамма-фона (Г₁), сопротивления пласта (R₁), уровня гамма-фона (Г₂), сопротивления пласта (R₂), уровня гамма-фона (Г₃); данные, замеренные «в статике» - пакетами S-9-Г₁-Z-R-A-Г₂, состоящими из синхропосылки (S), специального ШПС, равного 9 и служащего для идентификации типа пакета, уровня гамма-фона (Г₁), зенита (Z), сопротивления пласта (R), азимута (А), уровня гамма-фона (Г₂).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения отклонителей (О₁, O₂, O₃, O₄) передают двумя ШПС.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения зенита (Z), азимута (А), уровня гамма-фона (Г, Г₁, Г₂, Г₃), сопротивления пласта (R₁, R₂) передают тремя ШПС.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для идентификации пакета данных, замеренных "в динамике" при турбинном режиме бурения, служит младший бит первого ШПС О₁, равный нулю.