[发明专利]多通道基于TC-PAM或TC-QAM调制技术的测井遥传系统

说明书

技术领域

本发明属于石油测井领域，特别涉及一种实现井下仪器与地面系统之间电缆数据传输的遥传系统。

背景技术

测井过程中，遥传系统负责将井下仪器采集的数据通过测井电缆传送到地面系统。随着阵列测井、成像测井、组合测井等新方法应用，测井仪器需要传输的数据量越来越大，这就要求遥传系统在保证稳定性和安全性的同时，应具有更高的传输速率。

目前，行业内应用较普遍的技术如下：

国际上的测井系统，有的采用QAM调制技术，上行传输速率为496kbps；有的采用曼彻斯特编码技术，上行传输速率为237kbps；还有的采用ADSL技术，上行传输速率为800kbps。

国内的测井系统，有的采用COFDM调制方式，上行传输速率为430kbps；也有的采用OFDM调制方式，上行传输速率为900kbps。

本发明区别于以上各技术，采用TC-PAM或TC-QAM调制方式，实现上下行传输速率对称或不对称的遥传系统。

发明内容

本发明将TC-PAM或TC-QAM调制解调技术应用于多通道数据传输。地面TC-PAM或TC-QAM调制解调器和井下TC-PAM或TC-QAM调制解调器使用单芯测井电缆或七芯测井电缆的一对缆芯，即可实现全双工、对称或不对称速率的数据传输。本发明由地面通信模块和井下通信模块组成，每个通信模块提供一个或多个TC-PAM或TC-QAM调制解调器。当提供一个TC-PAM或TC-QAM调制解调器时，利用单芯测井电缆或者七芯测井电缆的一对缆芯亦或七芯测井电缆的一根缆芯加外皮传输数据；当提供两个TC-PAM或TC-QAM调制解调器时，分别利用七芯测井电缆的两对不同缆芯或者七芯测井电缆的3根缆芯加外皮传输数据，使总的传输速率在一对缆芯传输的基础上最高提升一倍；当提供多个TC-PAM或TC-QAM调制解调器时，分别利用七芯测井电缆的多对不同缆芯或者多根缆芯加外皮传输数据，使总的传输速率在一对缆芯传输的基础上最高提升多倍；

本发明具有以下技术特征：

1、上下行均使用TC-PAM或TC-QAM调制技术；

2、上下行速率可以相同也可以不同，在7000m电缆上总传输速率可以超过1Mbps，具体速率取决于电缆特性；

3、系统最高可以实现11Mbps传输速率；

4、所用电缆为单芯测井电缆或七芯测井电缆，使用单芯测井电缆或七芯测井电缆的一对缆芯，亦或七芯测井电缆的一根缆芯加外皮的方式进行一路通信；使用七芯测井电缆的多对缆芯或者多根缆芯加外皮的方式进行两路或多路通信。

5、具有线路自动适应，或速率自动适应功能；

6、可通过幻象供电方式向井下仪器提供所需电源。

附图说明

图1遥传系统示意图；

图2TC-PAM调制解调器示意图；

图3调制解调流程框图；

图4七芯电缆缆芯组合方式示意图；

图5缆芯分配方案A示意图；

图6缆芯分配方案B示意图；

图7单芯电缆方案示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步介绍。

图1是遥传系统的示意图。系统由地面通信模块(1)和井下通信模块(2)组成。测井仪器(4)采集到的数据，通过井下总线传送给井下控制板(6)，根据通信协议，这些数据可通过其中一组TC-PAM或TC-QAM调制解调器(8)(7)或者另一组TC-PAM或TC-QAM调制解调器(10)(9)传送到地面通信模块，再经由地面控制板(5)发到地面系统(3)中。地面系统控制命令下传至井下仪器的流程，与上述过程互逆。除完成井下仪器与地面系统之间的数据通信外，遥传系统同时向井下传送仪器所需电源。

本发明使用的任意两路数据传输通道，其传输速率既可以相同，也可以不同。

如图2所示，TC-PAM或TC-QAM调制解调器分为四部分：数字信号处理器(11)，以下简称DSP；模拟前端(12)，以下简称AFE；线路驱动器(13)和方式变压器(14)。DSP通过其固件程序实现TC-PAM或TC-QAM编解码算法，AFE负责完成D/A、A/D、信号滤波、增益控制等功能，线路驱动为已调制信号能无失真地在电缆上传输提供输出功率，方式变压器用于电缆阻抗匹配、信号变换及幻象供电。