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定向井技术服务公司研究部部长  连太炜

2008年，我硕士研究生毕业来到钻采院。在从事定向井技术工作过程中，难以忘记初次接触旋转导向系统时的激动，那可是被誉为石油钻井技术“皇冠上的明珠”啊！

然而，这一在钻柱旋转状态下不需要人工干预就能完成井眼轨迹控制的“神器”，当年还掌握在斯伦贝谢等油服巨头手中。直到2010年，我加入钻采院旋转导向系统研制项目团队，参与地面-井下双向通讯技术攻关，才与“神器”结下不解之缘。

旋转导向系统是机、电、液一体化的复杂井下工具系统，在系统研发攻关中，双向通讯技术是实现精确定向控制的基础。对于我来说，如何解决地面解码误码率较低以及确保井下能正确地接收到地面指令是其中的重点难点。

2016年至2018年的样机现场试验期间，因信号传输故障导致的无效起下钻比例高达15%，严重影响现场试验效果。为排查井下传输系统故障原因，我们小组加班加点复测每一个部件尺寸、分析每一个异常数据、讨论各种信号抗干扰方案……就这样，历时90多个日夜，最终优化形成了随钻测量数据“特征量+位置匹配”组合编码与抗干扰解码方法，解决了2g/cm立了导向指令二维矩阵高效组合编码方法，研制了多级节流自动下传装置，信息容量从64条增加至144条，实现“边钻进、边发指令”的功能，成功建立起地面-井下双向通讯通道。

随着传输系统可靠性的不断提升，如何提高传输速度问题摆在了攻关小组面前。经调研，我们发现国内现有泥浆脉冲技术传输速率普遍在0.5～1bit/s之间，与国外先进产品6bit/s传输速率存在巨大差距。为提升旋转导向系统数据传输能力，我们又引入数据压缩技术，选择了具有测井数据压缩经验的长江大学电子信息学院联合攻关，通过随钻数据特性分析及压缩方法评估，在Huffman算法基础上建立了“基于随钻数据分组帧间预测的Huffman压缩算法”，使得旋转导向系统工程数据的压缩倍数可达到2倍以上，并开发了基于单片机的井下数据压缩模块，目前实验室测试旋转导向系统数据传输速率提高1倍以上。

如今，“神器”不再是被西方石油公司攥在手中的“卡脖子”技术，我们自研旋转导向系统率先在川渝页岩气实现工业化应用，取得了良好的现场应用效果。下一步，我们将持续完善地面-井下双向通讯技术，提升数据传输速率，为系统的地质适应性升级迭代提供技术支撑，让这颗“皇冠上的明珠”在我们手中大放光彩。