[發(fā)明專利]一種基于電磁波用于中深井的無線雙向通訊系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611144615.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN106593419B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何明格;桑宇;尹強(qiáng);喻成剛;楊云山;周朗;謝南星;李明;鄧千里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/13
• 分類號(hào): E21B47/13
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本發(fā)明公開了一種基于電磁波用于中深井的無線雙向通訊系統(tǒng)，屬于無線通訊領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括井下子系統(tǒng)、地面子系統(tǒng)、電纜和天線，所述地面子系統(tǒng)包括顯示模塊、控制模塊和第一信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述井下子系統(tǒng)包括雙極性天線、核心處理模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、執(zhí)行模塊、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和傳感器模塊，通過電磁波建立井上、井下的雙向通信通道，可以準(zhǔn)確簡便地實(shí)現(xiàn)中深井井下測量信號(hào)向地面的實(shí)時(shí)傳輸和地面指令信號(hào)向井下的實(shí)時(shí)傳輸，完成井下設(shè)備的操作管理和井下信息的獲取顯示，提高了油氣藏生產(chǎn)過程的參數(shù)監(jiān)測能力以及油氣井開發(fā)過程的自動(dòng)化控制水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通訊領(lǐng)域，特別涉及一種基于電磁波用于中深井的無線雙向通訊系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國現(xiàn)在絕大多數(shù)油田已經(jīng)進(jìn)入了開采的中后期，研究方向向著中深井和水平井方向展開，在油氣田開發(fā)的過程中，將中深井井下數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婧椭v地面控制信息傳輸?shù)骄?，?duì)于開發(fā)人員了解油井的開采動(dòng)態(tài)、及時(shí)合理地規(guī)劃油井的后續(xù)開采方案和知道油氣田更高效地開發(fā)有著非常重要的作用。

現(xiàn)有井下數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)有有線方式和無線方式兩種，其中，有線方式主要包括投撈式傳感器監(jiān)測技術(shù)，永久式毛細(xì)管傳感器監(jiān)測技術(shù)，永久式光纖傳感器監(jiān)測技術(shù)，通過電纜、光纖等物理介質(zhì)，將井下數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄希粺o線方式主要利用泥漿脈沖、聲波等通過大地、鉆桿、套管、環(huán)空等作為傳輸途徑，獲得井下待測的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：

現(xiàn)有的有線方式在完井過程中和氣井后期開采作業(yè)中極為不便利，無線方式中利用泥漿脈沖的傳輸方式信息的傳輸速度較低且只針對(duì)鉆井作業(yè)，利用聲波的傳輸方式由于信號(hào)衰減快，背景干擾性強(qiáng)，所以面臨信號(hào)采集、檢測困難的問題，同時(shí)，現(xiàn)有的傳輸技術(shù)大多是單向傳輸，還未實(shí)現(xiàn)基于電磁波的油氣井井下遠(yuǎn)距離無線雙向通訊。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供一種基于電磁波用于中深井的無線雙向通訊系統(tǒng)，用于井下遠(yuǎn)距離雙向傳輸無線信號(hào)。

具體而言，所述基于電磁波的中深井無線雙向通訊系統(tǒng)如下：

一種基于電磁波用于中深井的無線雙向通訊系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括井下子系統(tǒng)、地面子系統(tǒng)、電纜和天線；

所述地面子系統(tǒng)包括顯示模塊、控制模塊和第一信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；

所述井下子系統(tǒng)包括雙極性天線、核心處理模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、執(zhí)行模塊、第二信號(hào)轉(zhuǎn)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(hào)轉(zhuǎn)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(hào)轉(zhuǎn)換模塊的第二端與所述天線連接，所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的第三端與所述電纜相連；

所述第二信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、第三信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和第四信號(hào)轉(zhuǎn)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；

所述核心處理模塊的第一端與所述驅(qū)動(dòng)模塊相連，所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述執(zhí)行模塊相連；

所述核心處理模塊的第二端與所述第二信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連，其中，所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元與所述第一傳感器單元相連，所述第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元與所述第二傳感器單元相連，所述第三信號(hào)轉(zhuǎn)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(hào)轉(zhuǎn)換單元相連。

進(jìn)一步地，所述地面子系統(tǒng)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(hào)轉(zhuǎn)換模塊和所述天線之間，所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)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。

進(jìn)一步地，所述地面子系統(tǒng)還包括電源模塊，所述電源模塊分別與所述顯示模塊、所述控制模塊、所述限幅濾波器和所述功率放大器相連。