[發(fā)明專利]一種用于油水井中的聲波通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010044385.7
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111262635B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 湯瓊妮;冉立新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00;H04B17/382;E21B47/16;E21B47/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種用于油水井中的自適應聲波通信方法，其特征在于：油水井包括油管（3）和套管（2），水泥環(huán)（5）套裝在巖層中，套管（2）同軸套裝在水泥環(huán)（5）中，油管（3）同軸套裝在套管（2）中，油管（3）是由沿上下的多根子管同軸依次連接構成，相鄰子管端口之間通過接箍（6）同軸固定連接，上下的接箍之間非等間距布置；伸出地面以上的最上端的子管（3）內部安裝發(fā)送裝置（1），地面以下的一個子管（3）外側壁局部加厚形成金屬空腔，金屬空腔中裝有接收裝置（7）并充滿有非導電液體，金屬空腔中充滿的非導電液體不連通于外部的水或油水混合物（4）；

所述的發(fā)送裝置（1）包括發(fā)送單片機、發(fā)送聲波放大器、發(fā)送壓電陶瓷元件和發(fā)送實時時鐘，發(fā)送單片機輸出端經發(fā)送聲波放大器后和發(fā)送壓電陶瓷元件連接，發(fā)送單片機和發(fā)送實時時鐘連接；控制信號輸入到發(fā)送單片機經由發(fā)送聲波放大器放大后輸入到發(fā)送壓電陶瓷元件，控制發(fā)送壓電陶瓷元件發(fā)出所設定頻率的振動超聲波；發(fā)送聲波放大器的輸出端同時引出后經匹配負載接地；

所述的接收裝置（7）包括接收單片機、接收聲波放大器、接收壓電陶瓷元件和接收實時時鐘，接收壓電陶瓷元件輸出端經接收聲波放大器后和接收單片機輸入端連接，接收單片機和接收實時時鐘連接；振動超聲波傳導到接收壓電陶瓷元件被接收轉換為電信號輸出，經由接收聲波放大器放大后輸入到接收單片機；

方法包括：

(1)通信前在油管（3）內部以及油管（3）和套管（2）之間的內腔中注滿水或油水混合物（4），控制發(fā)送裝置（1）選擇一個頻率發(fā)出聲波或超聲波，聲波或超聲波沿著油管（3）、套管（2）及其中的水或油水混合物傳導到接收裝置（7），由接收裝置（7）接收獲得接收信號；

(2)重復步驟(1)多次測量，每次采用不同的頻率，然后利用測量得到的聲學特性對多次測量中使用的發(fā)射信號進行分析處理獲得最終發(fā)射工作頻率；

所述步驟(2)具體為：每次測量過程中，通過電壓或電流測量電路測量發(fā)送聲波放大器輸出端的輸出電流值和輸出電壓值；計算發(fā)送聲波放大器上述輸出電流值或輸出電壓值與接匹配負載時的發(fā)送聲波放大器的輸出電流值或輸出電壓值之間的比值作為判斷依據(jù)，選擇比值最大時對應的頻率作為工作頻率進行通信；

(3)控制發(fā)送裝置（1）以發(fā)射工作頻率發(fā)出聲波或超聲波，聲波或超聲波調制有通信信息，聲波或超聲波沿著油管（3）、套管（2）及其中的水或油水混合物傳導到接收裝置（7），由接收裝置（7）接收獲得接收信號，接收信號進行解調獲得通信信息。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于油水井中的自適應聲波通信方法，其特征在于：所述的接收裝置（7）采用寬頻帶或多頻帶聲波或超聲波傳感器接收信號，并解調出信息。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于油水井中的自適應聲波通信方法，其特征在于：所述匹配負載采用電阻。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于油水井中的自適應聲波通信方法，其特征在于：所述的油管（3）和套管（2）均采用鋼材料制成。