导向钻井工具稳定平台试验数据无线通信系统。.PDFVIP

石 油机械 2010年第38卷第4期 CHINAPETROl。EUMMACHINERY 一57一 ．．应用技术◆ 导向钻井工具稳定平台试验数据无线通信系统。 程为彬1 马 彬1 陈世琳1’2 郭颖娜1 李耀东1 (1．西安石油大学电子工程学院2．青海油田采油三厂) 摘要 旋转导向钻井工具稳定平台研发过程中，有大量参数调试和数据回放，通常停机后再 利用仿真工具进行数据存取，实时性和通用性受到限制。为此，设计了旋转导向钻井工具稳定平 台试验数据无线通信系统。该系统既可保证数据的无障碍传输，又可避免相互之间的串扰。试验 表明，该系统实现了调试设备与稳定平台之间的不间断、实时数据传输，提高了稳定平台的调试 可视性和开发效率，也适用于旋转垂直钻井工具稳定平台的试验研究。 关键词 旋转导向钻井工具稳定平台 试验数据无线通信 试验数据处理、分析，以提高开发效率。 0 引 言 1 无线红外收发功能设计 国内研制的调制式旋转导向钻井工具是在全旋 转状态下实现导向钻井的。1。2]。作为控制轴的稳定 1．1红外收发原理 平台是整个工具的关键，其作用是通过数据采集和 红外通讯以红外光线作为通讯载体，通过红外 处理，根据对象特性和参数特征，依据确定的算法 光在空气中的传播来传输数据，由红外发射器和红 计算出相应的控制量，保证在钻井工具中产生一个 外接收器来完成一。8]。发射端发送的数字信号经过 不受钻杆旋转影响、相对稳定的平台，从而能够在 适当的调制编码后，由红外发射器将电信号转变成 钻柱、工具和导向块旋转时，使钻井工具稳定地跟 一定频率的红外光信号，以红外光线的有无来表示 踪预置的钻进轨迹，实现斜井和水平并的钻 传输的是数据“1”和“0”。 进‘3—6|。 当接收器接收到信号时会输出低电平，否则输 近年来，西安石油大学张绍槐研究团队在旋转 出高电平，从而将时有时无的红外光信号解调成电 导向钻井工具稳定平台开发研究过程中，由于没有 信号，由PC机恢复出原数据。 合适的调试手段，试验时要进行大量的参数调试和 红外收发装置由红外收发电路和PC机2部分 数据回放与分析，通常是停机后再利用仿真T具对 组成。收发电路完成红外信号的收发，以及光信号 其进行读写，实时性和通用性都不甚理想。旋转导 和数字信号的相互变换；PC机完成信号的检测、 向钻井工具稳定平台高速旋转工作，有线方式无法 链路通断及信号的处理；收发电路与PC机的接口 进行连续的数据传输，需要利用无线通信来实现调 是通过R5232串口来实现。 试设备与稳定平台之间的数据传输。在对比常用的 1．2红外收发电路设计 短距离无线通信技术后，采用功耗小、受外界干扰 红外发射电路如图la所示，串行数据由PC 小、方向性强、通用性好的红外收发电路来实现无 机送出。经过电平转换器将RS232电平转换为，I，11L 线数据收发，通过无线通信实现调试设备与旋转稳 电平，送到TX发射端驱动Q，管。当输入的数据 定平台之间的不间断数据传输，并利用Pc机进行 是“1”时，Q。管导通，数据通过红外发射管LS。 {基金项目：陕西省冉然科学綦金项目“垂直钻井丁具小角度姿态测量与控制技术研究”(sj08E216)；中国石油天然气集团公司中青 年创新基金项目“智能旋转垂直钻井r具稳定平台关键控制系统研究”(07E1014)；陕西省教育厅专项科研计划基金项目“旋转导向钻井 工具电磁转矩稳定控制理论与方法研究”(09JK687)。 万方数据 一58一 石油机械 2010年第38卷第4期 以红外光的形式向