基于CompactRIO的随钻嵌入式处理单元（2） 嵌入式, 测量, 钻井

我是MT

深度测量
钻井深度的测量，是通过测量钻机大钩上提下放运动过程进行累加，从而间接获得的。除了需要准确实时的测量大钩位置外，还需要准确判断钻具是否挂在大钩上，跟随大钩一起上提下放。
判断钻具是否挂在大钩上，先测量大钩的载荷，与设定的阈值进行比较，高于阈值认为是挂在大钩上，反之认为没有挂在大钩上，处于座卡状态。但在钻井过程中，会有各种震动产生，使测量得到的载荷也随之剧烈波动。当钻井深度较浅，钻具重量较轻时，阈值非常接近大钩空钩载荷，剧烈的波动很容易越过阈值造成误判。
为了消除震动的影响，需要对测量测到的钩载进行滤波。而滤波算法要求一方面有效滤除波动，另一方面具有很低的延迟，这两方面是一对矛盾关系。在综合了 FIR、IIR、平均值滤波、中值滤波等算法的特点后，使用FPGA模块的相关滤波模块设计了一套有效的滤波算法，能够进行准确的深度测量。
试验情况
在已经进行的地面循环试验、井下循环试验和实钻试验中，随钻嵌入式处理单元累计工作几百小时，成功验证了其可靠性和实时性。达到的性能指标主要有：
1、传输率：达到了3.0bps，为目前国内的同类技术的最高水平;
2、误码率：在试验过程中，解码的误码率在1%以下;
3、可靠性：在试验工作过程中，随钻嵌入式处理单元工作稳定，算法运行正常，没有出现系统崩溃的现象。
总结
经过试验验证，基于CompactRIO开发的随钻嵌入式处理单元已经初步达到了实用化的水平。
在整个处理单元开发过程中，快捷方便的LabVIEW图形化编程工具极大的解放了开发人员的精力，可以更专注于泥浆脉冲波形滤波解码算法和深度测量算法的开发。同时，CompactRIO坚固的结构和极高的可靠性也给人留下了深刻的印象。