[发明专利]一种井下至地面的测井通信和控制装置及方法

权利要求书

1.一种井下至地面的测井通信和控制装置，其特征在于：其包括地面部分和井下部分，所述地面部分设置有原子磁力计接收装置及量子数据读出的量子探测设备，所述井下部分包括有电磁波发射系统，所述电磁波发射系统用于将井下探测到的信号进行编码并通过电磁波发射。

2.如权利要求1所述的一种井下至地面的测井通信和控制装置，其特征在于：原子磁力计接收装置与量子数据读出的量子探测设备之间通过线缆连接。

3.如权利要求1所述的一种井下至地面的测井通信和控制装置，其特征在于：所述原子磁力计接收装置采用高灵敏度⁸⁷Rb原子磁力计或金刚石量子磁力计，其传输信道覆盖0-100Hz，所能够探测的磁场强度低至10^-12T量级，本底噪声低至1PT/Hz^1/2，具有超高的灵敏度和探测信噪比。

4.如权利要求3所述的一种井下至地面的测井通信和控制装置，其特征在于：在原子磁力计接收装置作为信号接收装置时，电磁波发射系统采用更低的发射功率进行信号发射即可达到信号的稳定传输和探测效果，降低了井下仪器系统的整体能耗。

5.如权利要求1所述的一种井下至地面的测井通信和控制装置，其特征在于：其还包括有一井下电磁信号中继器，当电磁波发射系统和原子磁力计接收装置的直线距离大于4km时，井下部分设置有井下电磁信号中继器，电磁波发射系统所发出的信号通过电磁信号中继器放大后朝向原子磁力计接收装置发出放大后的信号。

6.一种井下至地面测井通信和控制方法，其特征在于：工作时由井下电磁波发射系统对要发射的信息进行编码和调制并按照频率进行发射，电磁波信号由井眼经由地层辐射到地面，位于地面的原子磁力计对电磁波信号进行探测，并通过对应的接收装置对其进行记录和解码，实现井下到地面的通信功能。

7.如权利要求6所述的一种井下至地面测井通信和控制方法，其特征在于：通过原子磁力计接收装置对低频电磁信号进行高灵敏度探测和接收，具体极高的信噪比和探测灵敏度，适用于随钻探测中的井下至地面通信领域。

8.如权利要求6所述的一种井下至地面测井通信和控制方法，其特征在于：电磁波发射系统的编码方式根据需求进行设置，其发射频率为1-100Hz范围之内的频率。