[發明專利]一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置

無效

• 申請號: 201010103601.7
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN102134992A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 羅仁澤
• 申請（專利權）人: 羅仁澤
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;E21F17/18;H04L5/14;H04L27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于所述的方法包括如下步驟：

步驟1：在鉆頭上方無磁鉆挺短接內安裝壓力傳感器、溫度傳感器、粉塵含水量傳感器、電子羅盤、編碼正交頻分復用調制解調器A；

步驟2：對傳感器采集到的模擬信號通過井下儀器接口傳到編碼正交頻分復用調制器A中，在編碼正交頻分復用調制器A中首先經模數轉換器將模擬信號轉換為數字信號，其次對待發送的數字信號依次進行分割、隨機化、前向糾錯碼、交織、映射、逆傅立葉變換處理生成正交頻分復用信號，最后在正交頻分復用信號中插入循環前綴，并進行數模轉換，形成基帶模擬信號；

步驟3：將基帶模擬信號通過井下電纜接口送入電纜的業務子信道中發送到地面電纜接口；電纜布置在鉆桿內孔中，鉆桿電纜兩端分別與上接頭內的電纜公插頭和下接頭內的電纜母插頭相連接，那么，從井下到地面依次排列的基本傳輸結構單元包括下接頭、鉆桿、上接頭三個部分，井下信號通過多個基本傳輸結構單元，從井下傳輸到達地面電纜接口；

步驟4：當地面電纜接口收到基帶模擬信號后，傳到編碼正交頻分復用解調器B中；在編碼正交頻分復用解調器B中依次進行模數轉換、時域均衡、同步校正、去時間保護間隔、FFT、頻域均衡、解映射、解交織、RS譯碼、解隨機化處理，從而獲得井中信號；

步驟5：將井中信號通過地面終端接口傳輸給計算機等地面終端，由計算機對信號進行處理，確定地下鉆井、完井狀況；

步驟6：地面終端根據接收到的井下信息等情況，制訂相應的措施，形成地面控制信息等，地面控制信息等通過計算機等地面終端、地面終端接口傳到編碼正交頻分復用調制器B，在編碼正交頻分復用調制器B后，模擬信號通過地面電纜接口進入電纜，經過由上接頭、電桿、下接頭組成的多個基本傳輸結構單元，到達井下電纜接口；當地面信息到達井下電纜接口后，進入編碼正交頻分復用解調器A中；在編碼正交頻分復用解調器A中依次進行模數轉換、時域均衡、同步校正、去時間保護間隔、FFT、頻域均衡、解映射、解交織、RS譯碼、解隨機化處理，從而獲得地面信息；最后將地面信息通過井下儀器接口傳輸到井下儀器，由井下儀器根據地面信息指令進行處理。

2.根據權利要求1所述，一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于：所述的裝置包括壓力傳感器、溫度傳感器、粉塵含水量傳感器、電子羅盤、編碼正交頻分復用調制解調器A、井下電纜接口、含電纜母插頭的下接頭、含電纜的鉆桿、含電纜公插頭的上接頭、地面電纜接口、編碼正交頻分復用調制解調器B、地面終端接口、計算機等地面終端。

3.根據權利要求1所述，一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于：所述的基本傳輸結構單元中的上接頭包括電纜公插頭、插頭輔助裝置、密封圈，電纜公插頭通過插頭輔助裝置固定在上接頭內孔的中心，接頭兩端帶有標準的API螺紋；電纜公插頭上安裝密封圈，并涂有絕緣材料，其插針的直徑稍大于電纜母插頭的插孔直徑。

4.根據權利要求1所述，一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于：所述的基本傳輸結構單元中的下接頭包括電纜母插頭、插頭輔助裝置、密封圈，電纜母插頭通過插頭輔助裝置固定在下接頭內孔的中心，接頭兩端帶有標準的API螺紋；電纜母插頭上安裝密封圈，并涂有絕緣材料。

5.根據權利要求1所述，一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于：所述的電纜信道的傳輸特性確定COFDM系統基本參數，所述的COFDM基本參數有子信道間隔、子信道總數T、有效符號時間、保護間隔時間、FFT處理帶寬，這些參數根據電纜實際情況而定。

6.根據權利要求1所述，一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于：所述電纜有線傳輸采用頻分雙工形式實現，在業務子信道中，將上行子信道和下行子信道按照頻率不同劃分開，所述上行子信道的數據傳輸方向為通信系統井下端到地面端，下行子信道的數據傳輸方向為通信系統的地面端到井下端；在所述的子信道中，將由低頻至高頻的第N個子信道到第N+P個子信道用做上述下行子信道，由由低頻至高頻的第N+P+1個子信道到T個子信道用作上行子信道，其中，N、P、T都是正整數，3≤N＜N+P＜T。

7.根據權利要求1所述，一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于：在所述的上行子信道或者下行子信道中選擇1個子信道為導頻信道。

8.根據權利要求1所述，一種井中與地面信息高速有線雙工通信方法及裝置，其特征在于：在每T/2個OFDM符號中插入一個同步信號。