[實用新型]一種基于水聲通信的井筒無線智能控制系統

有效

• 申請號: 201720486254.8
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN206711375U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 李紹輝;陳世春;馮強;肖松平;趙虹
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04B11/00;H04B13/02
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統包括：地面水聲波發射系統(100)、水聲信道(200)、井下水聲波接收系統(300)、井下控制執行系統(400)，其中：地面水聲波發射系統(100)通過水聲信道(200)與井下水聲波接收系統(300)連接，井下水聲波接收系統(300)與井下控制執行系統(400)相連接；地面水聲波發射系統(100)為地面設備，井下水聲波接收系統(300)和井下控制執行系統(400)構成井下設備。

2.根據權利要求1所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述地面水聲波發射系統(100)包括依次連接的計算機(1001)、信號調制單元(1002)、D/A轉換單元(1003)、功率放大單元(1004)、水聲發射換能器(1005)，由計算機(1001)產生數字水聲信號，由信號調制單元(1002)對數字水聲信號進行信號調制后，送入D/A轉換單元(1003)進行數字-模擬信號變換，再由功率放大單元(1004)進行模擬水聲信號的放大后，由水聲發射換能器(1005)將電信號轉換成聲音信號后，發射至水聲信道(200)中。

3.根據權利要求2所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述地面水聲波發射系統(100)中的功率放大單元(1004)最大輸出電壓1200V，連續輸出功率達到1000W。

4.根據權利要求2所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述的計算機(1001)能夠由數字信號發生器代替。

5.根據權利要求1所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述井下水聲波接收系統(300)包括依次連接的水聲接收換能器(3001)、信號調理單元(3002)、A/D轉換單元(3003)、信號解調單元(3004)，由水聲接收換能器(3001)將水聲信道(200)傳遞的水聲信號轉換成電信號，送入信號調理單元(3002)中，由信號調理單元(3002)進行濾波、放大后，送入A/D轉換單元(3003)進行模擬-數字信號變換，再由信號解調單元(3004)對編碼數字水聲信號進行解調，解調后的信號送入井下控制執行系統(400)中。

6.根據權利要求2或4所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述地面水聲波發射系統(100)中的水聲發射換能器(1005)和井下水聲波接收系統(300)中的水聲接收換能器(3001)的中心頻率為12kHz；所述的信號解調單元(3004)通過SPI接口與中央處理單元(4001)連接。

7.根據權利要求1所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述井下控制執行系統(400)包括中央處理單元(4001)、測量單元(4002)、驅動單元(4003)、執行機構(4004)，其中：中央處理單元(4001)分別與測量單元(4002)和驅動單元(4003)連接，驅動單元(4003)與執行機構(4004)連接；所述的中央處理單元(4001)接收井下水聲波接收系統(300)傳遞的水聲信號，根據水聲信號中包含的控制指令，由測量單元(4002)對井下工程參數進行實時測量、采集、存儲操作，由驅動單元(4003)驅動執行機構(4004)產生對應的機械動作，測量單元(4002)、驅動單元(4003)與中央處理單元(4001)之間通過I²C總線連接。

8.根據權利要求2所述的基于水聲通信的井筒無線智能控制系統，其特征在于：所述的井下控制執行系統(400)中的中央處理單元(4001)選用LAUNCHXL-F28027模塊，執行機構選用EC-4pole系列無刷直流電機，驅動單元(4003)選用配套的BLDC驅動控制器。