[發明專利]一種基于電磁波用于中深井的無線雙向通訊系統

有效

• 申請號: 201611144615.7
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106593419B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 何明格;桑宇;尹強;喻成剛;楊云山;周朗;謝南星;李明;鄧千里
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

1.一種基于電磁波用于中深井的無線雙向通訊系統，其特征在于，所述系統包括井下子系統、地面子系統、電纜和天線；

所述地面子系統包括顯示模塊、控制模塊和第一信號轉換模塊；

所述井下子系統包括雙極性天線、核心處理模塊、驅動模塊、執行模塊、第二信號轉換模塊和傳感器模塊；

所述控制模塊的第一端與所述第一信號轉換模塊的第一端連接，所述控制模塊的第二端與所述顯示模塊連接，所述第一信號轉換模塊的第二端與所述天線連接，所述第一信號轉換模塊的第三端與所述電纜的一端相連；

所述控制模塊用于運行人機交互軟件以獲取地面指令數字信號，還用于調制所述地面指令數字信號并傳輸至所述第一信號轉換模塊，其中，所述地面指令數字信號包含啟動信號、標識信號和操作指令信號；

所述第一信號轉換模塊用于將調制后的地面指令數字信號進行數模轉換以得到地面指令模擬信號并傳輸至所述天線；

所述天線用于將所述地面指令模擬信號發送至所述井下子系統，還用于接收所述井下子系統發送的井下信息模擬信號并傳輸至所述第一信號轉換模塊，其中，所述井下信息模擬信號包含溫度信號、壓力信號和位置信號；

所述第一信號轉換模塊還用于將所述井下信息模擬信號進行模數轉換以得到井下信息數字信號并傳輸至所述控制模塊；

所述控制模塊還用于解調所述井下信息數字信號以得到狀態信號并傳輸至所述顯示模塊，其中，所述狀態信號與溫度信息、壓力信息和位置信息相對應；

所述顯示模塊用于顯示所述狀態信號對應的所述溫度信息、所述壓力信息和所述位置信息；

所述第二信號轉換模塊包括第一信號轉換單元、第二信號轉換單元、第三信號轉換單元和第四信號轉換單元，所述傳感器模塊包括第一傳感器單元和第二傳感器單元，所述第一傳感器單元包括溫度傳感器和壓力傳感器，所述第二傳感器單元包括位置傳感器；

所述核心處理模塊的第一端與所述驅動模塊相連，所述驅動模塊與所述執行模塊相連；

所述核心處理模塊的第二端與所述第二信號轉換模塊相連，其中，所述第一信號轉換單元與所述第一傳感器單元相連，所述第二信號轉換單元與所述第二傳感器單元相連，所述第三信號轉換單元與所述雙極性天線的第一端相連，所述雙極性天線的第二端與所述第四信號轉換單元相連；

所述溫度傳感器用于采集所述溫度信息，所述壓力傳感器用于采集所述壓力信息，所述位置傳感器用于采集所述位置信息；

所述第一傳感器單元用于將采集到的所述溫度信息和所述壓力信息傳輸至所述第一信號轉換單元，所述第二傳感器單元用于將采集到的所述位置信息傳輸至所述第二信號轉換單元；

所述第一信號轉換單元和所述第二信號轉換單元用于將所述溫度信息、所述壓力信息和所述位置信息進行模數轉換以得到所述井下信息數字信號，所述井下信息數字信號包含所述溫度信號、所述壓力信號和所述位置信號；

所述核心處理模塊用于收集并調制所述井下信息數字信號，并將調制后的井下信息數字信號傳輸至所述第四信號轉換單元；

所述第四信號轉換單元用于將所述調制后的井下信息數字信號進行數模轉換以得到所述井下信息模擬信號并傳輸至所述雙極性天線；

所述雙極性天線用于將所述井下信息模擬信號發送至所述地面子系統，還用于接收所述地面子系統發送的所述地面指令模擬信號并傳輸至所述第三信號轉換單元，其中所述地面指令模擬信號包含所述啟動信號、所述標識信號和所述操作指令信號；

所述第三信號轉換單元用于將所地面指令模擬信號進行模數轉換以得到所述地面指令數字信號并傳輸至所述核心處理模塊；

所述核心處理模塊還用于解調所述地面指令數字信號以得到所述啟動信號、所述標識信號和所述操作指令信號，并將所述標識信號與自身標識碼進行對比，響應于所述標識信號與所述自身標識碼相同，回傳所述自身標識碼并與所述地面子系統建立通信通道以持續接收所述地面子系統發送的地面指令數字信號，響應于后續接收到的地面指令數字信號中的標識信號與所述自身標識碼相同，通過算法解析所述后續接收到的地面指令數字信號中的操作指令信號以得到有效控制信息，并基于所述有效控制信息控制所述執行模塊進行操作。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述地面子系統還包括限幅濾波器和功率放大器，所述限幅濾波器和所述功率放大器位于所述第一信號轉換模塊和所述天線之間，所述第一信號轉換模塊的第二端與所述限幅濾波器一端相連，所述限幅濾波器的另一端與所述功率放大器的一端相連，所述功率放大器的另一端與所述天線連接。