[发明专利]信道自适应钻井通信中继短节、钻柱和频率自适应调节器

权利要求书

1.一种信道自适应钻井通信中继短节，其特征在于，包括：在所述中继短节两端的接头处分别设置有线圈，该线圈与相邻短节接头处的线圈形成耦合器，数据在所述耦合器的两线圈之间通过磁感应耦合原理进行传输；所述中继短节还包括：解调模块、调制模块和放大电路；

所述解调模块，用于接收从井下上传的第一相位连续FSK信号，并对所述第一相位连续FSK信号采用锁相环电路进行相位连续FSK信号解调，得到原始测量数字信号；

所述调制模块，用于对所述原始测量数字信号进行相位连续FSK信号调制，得到第二相位连续FSK信号；

所述放大电路，用于对所述第二相位连续FSK信号进行功率放大，并将放大后的信号继续上传至井上；

其中，所述锁相环电路包括：SE564锁相环芯片、环路滤波器及外接在SE564锁相环芯片引脚12、13的定时电容，所述定时电容包括多支容值不同的电容支路；

所述中继短节还包括：单片机和分别与所述单片机和所述定时电容控制连接的多路复用器；

所述单片机，用于在钻井通信的过程中控制所述多路复用器切换外接在所述SE564锁相环芯片引脚12、13的定时电容中的电容支路，以使得所述SE564锁相环芯片中射级耦合多谐振荡器的中心频率接近当前磁感应信道的谐振频率，以接收并解调从井下上传的所述第一相位连续FSK信号，其中，所述磁感应信道的谐振频率根据钻井通信场景的变化而变化；

所述锁相环电路还包括：外接在所述SE564锁相环芯片引脚15的数字电位器AD8400，以调整引脚15的外接直流电压，使所述SE564锁相环芯片中的施密特触发器工作在合适的触发状态下。

2.一种信道自适应钻井通信钻柱，其特征在于，包括：多节普通短节和多节如权利要求1所述的信道自适应钻井通信中继短节，所述普通短节内部安装有同轴电缆，电缆的两端各连接着一个线圈；处于相邻位置的两节普通短节或者相邻位置的普通短节和中继短节之间，通过相邻的线圈构成耦合器；

数据在所述普通短节内部通过所述同轴电缆传输；数据在所述耦合器的两线圈之间通过磁感应耦合原理进行传输。

3.一种频率自适应调节器，其特征在于，应用于权利要求1所述的信道自适应钻井通信中继短节；所述频率自适应调节器包括：外接在所述SE564锁相环芯片引脚12、13的所述多个电容支路，与所述多个电容支路连接的所述多路复用器，以及与所述多路复用器连接的所述单片机；

所述单片机，用于在钻井通信的过程中控制所述多路复用器切换外接在所述SE564锁相环芯片引脚12、13的电容支路，以使得所述SE564锁相环芯片中射级耦合多谐振荡器的中心频率接近当前磁感应信道的谐振频率，以接收并解调输入的相位连续FSK信号，其中，所述磁感应信道的谐振频率根据钻井通信场景的变化而变化。