[发明专利]一种井下与地面信息传输网络系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种井下与地面信息传输网络系统及方法。

背景技术

随着随钻测井、导向技术的发展，随钻测井方法不断丰富，如声波测井、方位密度中子测井、实时电阻率图像测井、多探测深度的定量成像测井、近钻头地质导向测井、以及旋转导向测井等。多样化的随钻测井、导向技术为钻井工作人员进行实时决策提供丰富的井下信息，分析判断正在钻遇地层的地质和工程情况，从而适时地调整钻进方向，控制最有利的井眼轨迹，实现预期钻井目的，并大大节约钻井工作时间，降低损耗。而这些得到的井下信息通常采用泥浆脉冲传输、电磁波传输等传输方式传输到地面供钻井工作人员进行使用。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

随钻测井技术的发展直接使得测井数据量迅速增加，传统的井下信息的传输方式要受到钻井深度的影响，其最高传输速率小于几十比特，已经远远不能满足大容量数据实时传输的要求。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种井下与地面信息传输网络系统及方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种井下与地面信息传输网络系统，所述系统包括：

井下测量节点，用于测量井下的信息数据；

数据变换节点，用于将所述测量得到的信息数据变换为网络传输格式的数据信号；

数据传输节点，用于将所述网络传输格式的数据信号通过有缆钻柱传输到地面旋转短节；

地面旋转节点，用于将所述网络传输格式的数据信号传输给地面服务器；

地面服务器，用于处理所述网络传输格式的数据信号，得到指令信息，并将所述指令信息返回所述地面旋转短节；还用于采用网络通信协议与所述井下测量节点、所述数据交换节点、所述数据传输节点、所述地面旋转节点进行双向通信；

其中，所述网络传输格式的数据信号为与采用的网络通信协议一致的数据信号。

所述地面服务器，还用于：

将所述井下的信息数据和所述指令信息通过公共信息网络或无线卫星或微波方式发送到世界各地的其他用户。

所述井下测量节点，包括：

井下随钻测井短节、地质导向短节或旋转导向短节，所述井下随钻测井短节、地质导向短节或旋转导向短节内各自放置传感器和中央处理器CPU，采用传感器测得井下随钻测井信息、地质导向信息或旋转导向信息，由CPU根据所述井下随钻测井信息、地质导向信息或旋转导向信息计算得到井下的数据信息。

所述数据传输节点，具体用于：

将所述网络传输格式的数据信号通过有缆钻柱传输到地面旋转短节的过程中，如果所述网络传输格式的数据信号强度衰减，对所述网络传输格式的数据信号进行放大后继续进行传输，直至传输到所述地面旋转短节。

所述数据传输节点，具体采用网络通信协议将所述网络传输格式的数据信号通过有缆钻柱传输到地面旋转短节，所述网络通信协议为令牌环网协议或以太网协议或Profi Bus DP总线协议或CAN总线协议。

另一方面，提供了一种井下与地面信息传输方法，所述方法包括：

井下测量节点测量井下的信息数据；

数据变换节点将所述测量得到的信息数据变换为网络传输格式的数据信号；

数据传输节点将所述网络传输格式的数据信号通过有缆钻柱传输到地面旋转短节；

由所述地面旋转短节将所述网络传输格式的数据信号传输给地面服务器；

所述地面服务器处理所述数据信号得到指令信息，并将所述指令信息返回所述地面旋转短节；还用于采用网络通信协议与所述井下测量节点、所述数据交换节点、所述数据传输节点、所述地面旋转节点进行双向通信；

其中，所述网络传输格式的数据信号为与采用的网络通信协议一致的数据信号。

所述地面服务器处理所述数据信号得到指令信息，并将所述指令信息返回所述地面旋转短节，还包括：

将所述井下的信息数据或所述指令信息通过公共信息网络或无线卫星或微波方式发送到地面用户。

所述测量井下的信息数据，具体为：

在井下随钻测井短节、地址导向短节或旋转导向短节内各自放置传感器和中央处理器CPU，采用传感器测得井下随钻测井信息、地质参数导向信息或旋转导向信息，由CPU根据所述井下随钻测井信息、地质参数导向信息或旋转导向信息计算得到井下的数据信息。

所述将所述网络传输格式的数据信号通过有缆钻柱传输到地面旋转短节，包括：