[發(fā)明專利]一種測(cè)井裝置的井下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710991282.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN107730871A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜厚維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江大學(xué)
• 主分類號(hào): G08C23/06
• 分類號(hào): G08C23/06;H04L5/14;E21B47/12
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)42231
• 代理人: 黃君軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油測(cè)井儀器設(shè)備及系統(tǒng)的通信技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域，更具體的說，本發(fā)明涉及一種測(cè)井裝置的井下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，在石油、地質(zhì)等勘探技術(shù)領(lǐng)域，隨著測(cè)井技術(shù)的發(fā)展，獲取井下信息的手段越來越多，測(cè)試的參數(shù)也越來越多。現(xiàn)有的測(cè)井手段基本都是將儀器設(shè)備下放至井下測(cè)試段，測(cè)試后通過專用的電纜將數(shù)據(jù)傳送至地面，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下或井底情況的技術(shù)目的。

然而現(xiàn)有技術(shù)中常用的電纜通信傳輸模式仍然是采用井下儀器向地面發(fā)送數(shù)據(jù)的單工通信模式：即地面通信裝置只能被動(dòng)地接收由井下儀器設(shè)備發(fā)送上來的測(cè)量數(shù)據(jù)，并不能主動(dòng)對(duì)所需的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，或是根據(jù)需要在多個(gè)不同的井下儀器設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的切換。當(dāng)需要監(jiān)測(cè)多個(gè)參數(shù)以及對(duì)多個(gè)油井進(jìn)行測(cè)試時(shí)，大量測(cè)量數(shù)據(jù)的涌入很容易達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸線纜的速率上限，造成地面裝置對(duì)數(shù)據(jù)處理的產(chǎn)生極大的時(shí)延，影響工作效率，更有甚者出現(xiàn)時(shí)效性錯(cuò)誤。

本發(fā)明旨在研究設(shè)計(jì)一種專門用于測(cè)井的井下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，為保證數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性及效率，采取光纖線纜進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)傳輸模式通信，顯著提高井下數(shù)據(jù)通信效率，同時(shí)抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)內(nèi)容部分的技術(shù)目標(biāo)，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種測(cè)井裝置的井下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，包括有：容置在鉆桿中的光纖電纜、光纖插接頭、主控制裝置、井上通信單元、容置在鉆桿內(nèi)頂端部的井下通信單元、至少一數(shù)據(jù)采集傳感器；其特征在于：所述井下通信單元與井上通信單元均通過所述光纖插接頭信號(hào)連接于所述光纖電纜的兩端，所述井上通信單元信號(hào)連接于所述主控制裝置，所述數(shù)據(jù)采集傳感器信號(hào)連接于所述井下通信單元；該系統(tǒng)通過自下而上的數(shù)據(jù)采集傳感器、井下通信單元、光纖插接頭、光纖電纜、光纖插接頭、井上通信單元、主控制裝置形成完整的通信鏈路。

進(jìn)一步地，所述光纖插接頭內(nèi)還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換模塊，所述井下通信單元和井上通信單元均通過所述光電轉(zhuǎn)換模塊完成與所述光纖插接頭的電性信號(hào)連接。

進(jìn)一步地，所述井下通信單元、井上通信單元內(nèi)均設(shè)有內(nèi)部控制電路，所述內(nèi)部控制電路包括有數(shù)據(jù)收發(fā)單元、調(diào)制解調(diào)單元及MCU控制單元；

所述井下通信單元的內(nèi)部控制電路中MCU控制單元的輸入端信號(hào)連接于所述數(shù)據(jù)采集傳感器，MCU控制單元的輸出端信號(hào)連接于調(diào)制解調(diào)單元的輸入端，調(diào)制解調(diào)單元的輸出端信號(hào)連接于數(shù)據(jù)收發(fā)單元的輸入端，數(shù)據(jù)收發(fā)單元的輸出端通過光電轉(zhuǎn)換模塊接入所述光纖電纜；

所述井上通信單元的內(nèi)部控制電路中MCU控制單元的輸入端信號(hào)連接于所述調(diào)制解調(diào)單元的輸出端，調(diào)制解調(diào)單元的輸入端信號(hào)連接于數(shù)據(jù)收發(fā)單元的輸出端，數(shù)據(jù)收發(fā)單元的輸入端也通過光電轉(zhuǎn)換模塊接入所述光纖電纜。

更進(jìn)一步地，所述主控制裝置包括有用于對(duì)多鏈路數(shù)據(jù)采集傳感器通過所述光纖電纜傳送回來的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解讀的單片機(jī)分析單元以及數(shù)據(jù)反饋控制單元。

優(yōu)選的，述的光纖電纜外表層包覆有高強(qiáng)度耐高溫腐蝕的復(fù)合材料層。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案和通信方式，改進(jìn)了原有測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸模式，基于有線鏈路和光纖電纜的光電轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)的大容量高準(zhǔn)確率傳輸，確保井下各傳感器的參數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反饋到井上主控制裝置去，數(shù)據(jù)傳輸速率高，穩(wěn)定性強(qiáng)，可擴(kuò)展性大，可擴(kuò)展多個(gè)傳感器的大數(shù)據(jù)量的高速傳輸，實(shí)現(xiàn)完全的全雙工通信鏈路，數(shù)據(jù)交互控制性顯著提高，實(shí)用性更強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明測(cè)井裝置的井下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。

標(biāo)記說明：

1-鉆桿，2-光纖電纜，3-光纖插接頭，4-主控制裝置，5-數(shù)據(jù)采集傳感器，6-井上通信單元，7-井下通信單元。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種測(cè)井裝置的井下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，包括有：容置在鉆桿1中的光纖電纜2、光纖插接頭3、主控制裝置4、井上通信單元6、容置在鉆桿1內(nèi)頂端部的井下通信單元7、至少一數(shù)據(jù)采集傳感器5；井下通信單元7與井上通信單元6均通過光纖插接頭3信號(hào)連接于光纖電纜2的兩端，井上通信單元6信號(hào)連接于主控制裝置4，數(shù)據(jù)采集傳感器5信號(hào)連接于井下通信單元7；該系統(tǒng)通過自下而上的數(shù)據(jù)采集傳感器5、井下通信單元7、光纖插接頭3、光纖電纜2、光纖插接頭3、井上通信單元6、主控制裝置4形成完整的通信鏈路。