[發明專利]利用管道結構的通信系統和方法

在審

• 申請號: 201610875663.7
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107888296A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 梅艷;尚衛華;葉菁;牛冉;袁龍濤
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00;G08C23/02;H04L5/00;E03B7/02;E03F3/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

技術領域

本發明通常涉及利用管道結構的通信系統和方法。

背景技術

在現代工業的多個領域，管道被廣泛應用。例如，在城市建設領域，管道被大量鋪設以傳輸諸如水等液態資源和諸如天然氣等氣態資源。在工業資源開采領域，資源開采系統通常包含延伸至地下地層的管道，以對地下地層進行鉆探或從地下地層獲取碳氫化合物；如鉆井系統通常包括套管(casing)和穿過該套管以進行鉆井操作的鉆桿(drill pipe)，若地下地層位于海底，則該鉆井系統還可能包括隔水管(riser)；又如資源生產系統通常包括延伸至地下地層的套管(或套管和隔水管的組合)，以通過該套管(或套管和隔水管的組合)將地下地層中的流體導向地面或海面。在一些情況下，資源開采系統還包括地面管道，用以在地面傳輸流體。在一些情況下，資源傳輸系統包括地面管道，以長距離在地表傳輸流體。

及時獲得與管道輸送的資源有關的信息(如與流過管道的氣體、液體或流體有關的信息)和/或與該管道的外部環境有關的信息(如管道外部的溫度和壓力變化等)，是十分重要的。例如，及時了解與城市管道輸送的資源有關的信息以及與城市管道的外部環境有關的信息，有助于及時發現泄漏。又例如，及時了解資源開采系統或資源生產系統的井底的流體流率、井底壓力和溫度等，有助于防止井涌。然而，受限于目前的通信系統的緩慢的傳輸速率，與管道輸送的資源和/或管道的外部環境有關的信息不能及時被傳送到海面或地表，或不能長距離在地表傳送。

因此，期望提供新的和改進的利用管道結構的通信系統和方法。

發明內容

在一方面中，本發明的具體實施方式涉及一種利用管道結構的通信系統，該通信系統包括設置在所述管道結構上且沿該管道結構的長度方向互相間隔的第一調制解調模塊、第二調制解調模塊和第三調制解調模塊；其中，所述第一調制解調模塊與所述第二調制解調模塊相鄰，所述第二調制解調模塊和所述第三調制解調模塊相鄰；所述第一調制解調模塊與所述第二調制解調模塊通過沿所述管道結構，在第一預設信道集合中的至少一個信道上發送聲信號，來互相通信；所述第二調制解調模塊與所述第三調制解調模塊通過沿所述管道結構，在第二預設信道集合中的至少一個信道上發送聲信號，來互相通信。

在另一方面中，本發明的具體實施方式涉及一種利用管道結構的通信方法，所述通信方法包括：在第一調制解調模塊和第二調制解調模塊之間，沿所述管道結構在第一預設信道集合中的至少一個信道上傳輸聲信號；及在第二調制解調模塊和第三調制解調模塊之間，沿所述管道結構在第二預設信道集合中的至少一個信道上傳輸聲信號，其中，所述第一調制解調模塊、所述第二調制解調模塊和所述第三調制解調模塊設置在所述管道結構上且沿該管道結構的長度方向互相間隔，且所述第一調制解調模塊與所述第二調制解調模塊相鄰，所述第二調制解調模塊和所述第三調制解調模塊相鄰。

附圖說明

參考附圖閱讀下面的詳細描述，可以幫助理解本發明的特征、方面及優點，其中：：

圖1是根據本發明一個實施例的應用于資源開采系統的通信系統的示意圖；

圖2是根據本發明一個實施例的聲信號的波形沿管道結構的軸線對稱的示意圖；

圖3是根據本發明一個實施例的基于頻分復用的信道的頻帶劃分示意圖；

圖4是根據本發明一個實施例的調制解調模塊的示意圖；

圖5是根據本發明另一個實施例的應用于資源開采系統的通信系統的示意圖；

圖6是根據本發明一個實施例的通信方法的示意性流程圖；及

圖7是根據本發明一個實施例的調制解調模塊接收來自一個相鄰的調制解調模塊的聲信號并向另一個相鄰的調制解調模塊發送聲信號的示意性流程圖。

具體實施方式

以下將描述本發明的一個或者多個具體實施方式。首先要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特征均作詳盡的描述。應當可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設計項目的過程中，為了實現開發者的具體目標，或者為了滿足系統相關的或者商業相關的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發過程中所作出的努力可能是復雜并且冗長的，然而對于與本發明公開的內容相關的本領域的普通技術人員而言，在本公開揭露的技術內容的基礎上進行的一些設計，制造或者生產等變更只是常規的技術手段，不應當理解為本發明公開的內容不充分。