[发明专利]一种随钻测井信号无线电磁波传输收发系统

说明书

本发明公开了一种随钻测井信号无线电磁波传输收发系统，包括井下设备和井口设备，井下设备有发射系统和接收系统，传输的信号有上行信号和下行信号，井口设备有发射系统和接收系统，地面发射系统发射一个指令信号给井下的仪器，井下仪器接收到指令后做出相应响应将井下的数据传上来。为避免下发信号和上传信号相互干扰，采用频率分开、时间分开的传输方案。

技术领域

本发明涉及地质勘测领域，具体涉及一种随钻测井信号无线电磁波传输收发系统。

背景技术

早期石油的开采技术手段简单，开采深度浅，开发成本高，而随钻测井具有实时性高、较准确获得井下地层参数、高效率低成本等优势，早已成为测井技术的发展趋势，其中电磁波传输方式是近些年随钻测量技术发展的一个热点。另外，随钻测井信号无线电磁波传输系统具有传输速率高，易于实现双向通信的优点。国外已有先进的无线电磁波测量技术，但该技术一直被国外封锁，所以我国需要去研究属于自己的随钻电磁波测量技术。目前我国的随钻电磁波传输技术处在试验阶段，该技术利用极低频电磁波将井下定向及地质信息传感器测到的数据(电阻率、岩石密度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、孔隙压力等)实时传输到地面，并对上传数据进行处理，最终将测量数据显示在监控终端上。其井下发射系统实现原理是将井下的地层参数电信号进行编码调制处理；然后经过功率放大后再由发射天线以电磁波的形式向井上发射；地面接收系统处理和检测接收到的信号，通过解调解码获取到井下的测量信号.

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种随钻测井信号无线电磁波传输收发系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种随钻测井信号无线电磁波传输收发系统，包括井口设备、井下设备和收发天线；

所述井口设备包括用于向井下设备发射电磁信号和控制指令并接收井下设备的回传信号的地面发射系统和地面接收系统、用于对井下回传信号进行计算的处理模块以及用于对接收信号进行预处理的前端调理电路，其中，所述地面发射系统和地面接收系统共用收发天线，所述处理模块依次通过数模转换器和地面发射系统连接至收发天线作为发射支路，所述收发天线通过前端调理电路连接至处理模块作为接收支路；

所述井下设备包括用于根据井口设备的控制指令将所接收到的电磁信号回传至井口设备井下电磁信号的发射系统和井下电磁信号接收系统。

上述方案的有益效果是，共用收发天线能够节约成本，实现收发操作更加简便，井上井下双向信号遥传，井上控制井下信号，选择合适状态进行信号传输。同时，通过地面下发指令，可以灵活控制井下发射状态以及工作与否，能够减小功耗。

进一步的，所述处理模块包括IO模块、模数转换模块、核心控制模块和SPI模块，其中所述核心控制模块分别连接至所述IO模块、模数转换模块和SPI模块，并通过所述SPI模块连接至上位机。

上述方案的有益效果是，信号经过一系列模块数字处理后，能够将数据实时显示在上位机显示，便于我们分析和观察。

进一步的，所述前端调理电路包括第一继电器、第二继电器、隔离变压器、前置低噪声放大器和多级有源带通滤波器，其中所述收发天线依次通过隔离变压器、前置低噪声放大器和多级有源带通滤波器连接至所述处理模块的模数转换模块，并通过所述第一继电器和第二继电器连接至所述处理模块的IO模块；所述第二继电器还连接至所述隔离变压器；所述第一继电器还连接至所述地面发射系统。

上述方案的有益效果是，两个继电器不同时刻的闭合，可以控制信号收发的分开进行，由于收发共用天线，这样便可以避免接收的井下信号和地面下发信号不起冲突，避免电路的损坏。加入隔离变压器，起到隔离作用，并且做隔离直流信号的作用。