[發(fā)明專利]一種井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110319158.1
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN103061755A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉暉;楊春國;高炳堂;劉匡曉;宋朝暉;劉科滿;王立雙;王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B47/13
• 分類號(hào): E21B47/13
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 劉明華

1.一種井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括接收短節(jié)總成(5)和發(fā)射短節(jié)總成(8)；

所述接收短節(jié)總成(5)包括鉆鋌本體(18)和信號(hào)接收機(jī)，所述信號(hào)接收機(jī)包括信號(hào)接收處理器(14)和電池組(11)，所述信號(hào)接收處理器(14)和電池組(11)兩部分用螺紋接頭連接在一起，然后以座鍵的方式下放到所述鉆鋌本體(18)的內(nèi)部；在鉆鋌本體(18)外面裝有接收天線(4)；所述接收天線(4)通過電纜與信號(hào)接收處理器(14)連接；

所述發(fā)射短節(jié)總成(8)包括無磁鉆鋌本體(20)和信號(hào)發(fā)射機(jī)，所述信號(hào)發(fā)射機(jī)包括測量短節(jié)(9)、信號(hào)發(fā)射處理器(12)和電池組(11)，所述測量短節(jié)(9)、信號(hào)發(fā)射處理器(12)和電池組(11)三部分用螺紋接頭連接在一起，然后以座鍵的方式下放到無磁鉆鋌本體(20)的內(nèi)部，在無磁鉆鋌本體(20)外面裝有發(fā)射天線(7)；所述發(fā)射天線(7)通過電纜與信號(hào)發(fā)射處理器(12)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)射短節(jié)總成(8)和接收短節(jié)總成(5)都擁有上下調(diào)整接頭，用于實(shí)現(xiàn)與上部和下部鉆具的匹配連接，可根據(jù)現(xiàn)場使用的不同的鉆柱扣型更換；所述測量短節(jié)(9)是將多組傳感器集成到一個(gè)短節(jié)總成中，測量短節(jié)(9)中的傳感器包括三軸磁場計(jì)、三軸加速度計(jì)、溫度傳感器、伽馬傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于：在所述鉆鋌本體(18)的外表面開有環(huán)狀凹槽，將絕緣隔層(17)嵌入所述環(huán)狀凹槽內(nèi)并與鉆鋌本體(18)相粘結(jié)，然后在絕緣隔層(17)上鑲嵌一圈環(huán)狀金屬薄帶作為金屬帶電極(16)，所述金屬帶電極(16)與絕緣隔層(17)相粘結(jié)，金屬帶電極(16)和鉆鋌本體(18)構(gòu)成接收天線(4)的兩極；

在無磁鉆鋌本體(20)的外表面開有環(huán)狀凹槽，將絕緣隔層(17)嵌入所述環(huán)狀凹槽內(nèi)并與無磁鉆鋌本體(20)相粘結(jié)，然后在絕緣隔層(17)上鑲嵌一圈環(huán)狀金屬薄帶作為金屬帶電極(16)，所述金屬帶電極(16)與絕緣隔層(17)相粘結(jié)，金屬帶電極(16)和無磁鉆鋌本體(20)構(gòu)成發(fā)射天線(7)的兩極。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述金屬帶電極(16)采用鋼或鐵鎳合金；所述絕緣隔層(17)采用高強(qiáng)度且具有較強(qiáng)粘結(jié)強(qiáng)度的玻璃鋼、聚四氟乙烯或其它絕緣復(fù)合材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)接收處理器(14)包括模擬信號(hào)前端處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和接收控制模塊；所述接收控制模塊包括帶通濾波模塊、解調(diào)解碼模塊和錯(cuò)誤校驗(yàn)?zāi)K；所述接收控制模塊采用FPGA版CPU；

所述模擬信號(hào)前端處理模塊能夠?qū)邮仗炀€(4)采集到的微弱電磁信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制和低通濾波；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊采用16位A/D轉(zhuǎn)換器；所述帶通濾波模塊采用IIR橢圓帶通濾波器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述模擬信號(hào)前端處理模塊包括可編程增益放大器、模擬高通濾波器和SPI總線；一個(gè)可編程增益放大器和一個(gè)模擬高通濾波器構(gòu)成一級放大濾波器，三個(gè)一級處理放大濾波器依次連接構(gòu)成三級放大濾波器；FPGA分別通過三個(gè)SPI總線控制三個(gè)可編程增益放大器的放大倍數(shù)；來自信號(hào)發(fā)射處理器(12)的模擬信號(hào)經(jīng)過三級放大處理、帶通濾波后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)再經(jīng)過接收控制模塊處理后傳送給隨鉆測量系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述井下近鉆頭無線電磁波信號(hào)短距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述模擬高通濾波器采用無線增益多級反饋濾波器。