[發明專利]一種井下電磁無線通訊系統及方法

有效

• 申請號: 201810445619.1
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108691534B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 潘興明;黃衍福;趙博;史宏江;石倩;路勝杰;王晨;李鐵軍;路一平;張勇;李顯義;高曄;韓昊辰;孫琦;王天嬌
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司;北京石油機械有限公司
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13;H04B5/00;H04W4/80
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

1.一種井下電磁無線通訊系統，其特征在于，包括井下工具、隨鉆測井儀器、鉆頭、隨鉆測量系統、分別設置在井下工具兩端的第一無線電磁通訊裝置和第二無線電磁通訊裝置；所述第一無線電磁通訊裝置和第二無線電磁通訊裝置均包括電磁天線線圈結構、無線發射單元結構、無線接收單元結構和通用信號接口；所述電磁天線線圈結構能夠通過電天線沿鉆桿方向產生軸向交變電流以及通過磁天線產生繞鉆桿的交變電流環；所述第一無線電磁通訊裝置和第二無線電磁通訊裝置的電磁天線線圈結構之間通過電磁信號跨過井下工具進行電磁無線數據通訊；

所述無線發射單元結構包括第一數控開關、第二數控開關、電天線發射信號調制電路、電天線發射功率調整電路、電天線載波頻率選擇電路、磁天線發射信號調制電路、磁天線發射功率調整電路和磁天線載波頻率選擇電路；

所述電磁天線線圈結構軸向安裝在一鉆鋌艙體的線圈槽內，所述電磁天線線圈結構外圍設置有天線套；所述電磁天線線圈結構包括環形磁芯；在所述環形磁芯上采用螺繞環繞制方式繞有線圈，作為電天線，使得電磁天線線圈結構能夠通過電天線沿鉆桿方向產生軸向交變電流；在所述環形磁芯上還采用螺線管式繞制方式繞有線圈，作為磁天線，使得電磁天線線圈結構能夠通過磁天線產生繞鉆桿的交變電流環；作為電天線的線圈兩端接出作為電天線接口；作為磁天線的線圈兩端接出作為磁天線接口。

2.根據權利要求1所述的井下電磁無線通訊系統，其特征在于，所述第一無線電磁通訊裝置中的通用信號接口與所述隨鉆測井儀器連接，以接收隨鉆測井儀器測量的鉆頭的隨鉆測井數據；所述第二無線電磁通訊裝置中的通用信號接口與所述隨鉆測量系統連接，以向隨鉆測量系統發送所述隨鉆測井數據；

或者，所述第二無線電磁通訊裝置中的通用信號接口與所述隨鉆測量系統連接，以接收隨鉆測量系統的井上數據；所述第一無線電磁通訊裝置中的通用信號接口與所述隨鉆測井儀器連接，以向隨鉆測井儀器發送所述井上數據。

3.根據權利要求1所述的井下電磁無線通訊系統，其特征在于，所述第一數控開關的一端和第二數控開關的一端分別連接所述通用信號接口；所述第一數控開關的另一端、電天線發射信號調制電路、電天線發射功率調整電路和電天線載波頻率選擇電路依次串接，所述電天線載波頻率選擇電路連接所述電天線接口；所述第二數控開關的另一端、磁天線發射信號調制電路、磁天線發射功率調整電路和磁天線載波頻率選擇電路依次串接，所述磁天線載波頻率選擇電路連接所述磁天線接口；

所述第一數控開關和第二數控開關根據預先設置的通斷時長進行通斷，所述通斷時長根據數據中適用于電天線和磁天線不同特性的電磁信號的分時發送順序預先設置；

在第一數控開關接通時，數據中適用于電天線的電磁信號經過第一數控開關，經過電天線發射信號調制電路進行信號調制處理，再經過電天線發射功率調整電路進行功率調整處理，再經過電天線載波頻率選擇電路進行頻率選擇處理，輸出到電天線接口；

在第二數控開關接通時，數據中適用于磁天線的電磁信號經過第二數控開關，經過磁天線發射信號調制電路進行信號調制處理，再經過磁天線發射功率調整電路進行功率調整處理，再經過磁天線載波頻率選擇電路進行頻率選擇處理，輸出到磁天線接口。