[发明专利]一种通用自适应高速测井遥传系统

摘要

本发明涉及一种通用自适应高速测井遥传系统，包括：井下系统和地面系统两部分，两部分通过单芯或多芯电缆进行数据传输；地面系统位于地上，实现命令下传的压缩与调制以及上传数据的解调等功能，井下系统利用测井电缆供电，通过与井下仪器总线系统通信进行数据实时采集传输，实现上传数据的压缩与调制以及下传命令的解调。本发明解决了测井系统中数据的遥传问题，并能够在不同信道环境下实现自适应的高可靠数据传输。

主权项

1.一种通用自适应高速测井遥传系统，其特征在于，包括：井下系统和地面系统两部分，两部分通过单芯或多芯电缆进行数据传输；地面系统位于地上，实现命令下传的压缩与调制以及上传数据的解调功能；地面系统包括地面总线数据接口，地面DSP，地面FPGA，地面VCO，地面电缆驱动器，地面接收差分放大器，地面隔离变压器，地面ADC和DAC；井下系统利用测井电缆供电，通过与井下仪器总线系统通信进行数据实时采集传输，实现上传数据的压缩与调制以及下传命令的解调；井下系统包括：井下总线数据接口，井下DPS，井下FGA，井下电缆驱动器，井下接收差分放大器，井下隔离变压器，井下ADC和井下数DAC；传输过程分为训练阶段和传输阶段；训练阶段：地面系统和井下系统上电后，进入信道训练阶段，井下系统中的井下DSP向井下FPGA发送预先设定好的训练序列，井下FPGA将训练序列转发给井下DAC将数字信号转为模拟信号，再经井下DAC电缆驱动器与井下隔离变压器将信号耦合到测井电缆中；该信号经地面隔离变压器传输到地面接收差分放大器，经过地面ADC采样后转化为数字信号传输至地面FPGA，并转发给地面DSP；地面DSP通过对接收到的训练序列与预先设定的序列对比，进行信道估计、时域频域均衡、采样频率同步和比特分配训练；地面DSP通过训练得到比特分配表，信道增益，信道均衡参数后，将这些参数送至地面FPGA，地面FPGA使用特定信道对训练得到的参数进行4QAM的OFDM调制后发送给井下系统；井下系统接收到这些参数后，对信道增益，信道均衡和比特分配表进行配置，完成数据交换，结束训练阶段；传输阶段：结束训练阶段后进入传输阶段；待发送数据分别通过地面或井下总线接口进入地面DSP或井下DSP，地面DSP或井下DSP分别将数据转发给地面FPGA或井下FPGA，地面FPGA或井下FPGA针对不同类型数据进行数据压缩，再通过训练阶段获得的比特分配表进行各个信道上MQAM星座映射后实现OFDM调制，调制后的数据送入地面DAC或井下DAC数字信号转为模拟信号，再通过电缆驱动器与隔离变压器将信号耦合到测井电缆中；该信号经井下或地面的隔离变压器传输到接收差分放大器，经过井下或地面ADC采样后转化为数字信号传输至井下或地面FPGA，井下或地面FPGA对信号进行OFDM解调，根据比特分配表进行星座逆映射，解压缩后送入井下或地面DSP，井下或地面DSP将数据转发给井下或地面数据总线，完成数据传输。