[发明专利]一种用于油水井中的声波通信方法

权利要求书

1.一种用于油水井中的自适应声波通信方法，其特征在于：油水井包括油管（3）和套管（2），水泥环（5）套装在岩层中，套管（2）同轴套装在水泥环（5）中，油管（3）同轴套装在套管（2）中，油管（3）是由沿上下的多根子管同轴依次连接构成，相邻子管端口之间通过接箍（6）同轴固定连接，上下的接箍之间非等间距布置；伸出地面以上的最上端的子管（3）内部安装发送装置（1），地面以下的一个子管（3）外侧壁局部加厚形成金属空腔，金属空腔中装有接收装置（7）并充满有非导电液体，金属空腔中充满的非导电液体不连通于外部的水或油水混合物（4）；

所述的发送装置（1）包括发送单片机、发送声波放大器、发送压电陶瓷元件和发送实时时钟，发送单片机输出端经发送声波放大器后和发送压电陶瓷元件连接，发送单片机和发送实时时钟连接；控制信号输入到发送单片机经由发送声波放大器放大后输入到发送压电陶瓷元件，控制发送压电陶瓷元件发出所设定频率的振动超声波；发送声波放大器的输出端同时引出后经匹配负载接地；

所述的接收装置（7）包括接收单片机、接收声波放大器、接收压电陶瓷元件和接收实时时钟，接收压电陶瓷元件输出端经接收声波放大器后和接收单片机输入端连接，接收单片机和接收实时时钟连接；振动超声波传导到接收压电陶瓷元件被接收转换为电信号输出，经由接收声波放大器放大后输入到接收单片机；

方法包括：

(1)通信前在油管（3）内部以及油管（3）和套管（2）之间的内腔中注满水或油水混合物（4），控制发送装置（1）选择一个频率发出声波或超声波，声波或超声波沿着油管（3）、套管（2）及其中的水或油水混合物传导到接收装置（7），由接收装置（7）接收获得接收信号；

(2)重复步骤(1)多次测量，每次采用不同的频率，然后利用测量得到的声学特性对多次测量中使用的发射信号进行分析处理获得最终发射工作频率；

所述步骤(2)具体为：每次测量过程中，通过电压或电流测量电路测量发送声波放大器输出端的输出电流值和输出电压值；计算发送声波放大器上述输出电流值或输出电压值与接匹配负载时的发送声波放大器的输出电流值或输出电压值之间的比值作为判断依据，选择比值最大时对应的频率作为工作频率进行通信；

(3)控制发送装置（1）以发射工作频率发出声波或超声波，声波或超声波调制有通信信息，声波或超声波沿着油管（3）、套管（2）及其中的水或油水混合物传导到接收装置（7），由接收装置（7）接收获得接收信号，接收信号进行解调获得通信信息。

2.根据权利要求1所述的一种用于油水井中的自适应声波通信方法，其特征在于：所述的接收装置（7）采用宽频带或多频带声波或超声波传感器接收信号，并解调出信息。

3.根据权利要求1所述的一种用于油水井中的自适应声波通信方法，其特征在于：所述匹配负载采用电阻。

4.根据权利要求1所述的一种用于油水井中的自适应声波通信方法，其特征在于：所述的油管（3）和套管（2）均采用钢材料制成。