[發明專利]基于直流載波的井下雙向通信系統

在審

• 申請號: 202010762711.8
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN113014290A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陳勁;朱紅利;白玉新;佟穎;李雪;張鶴軒;靳上
• 申請（專利權）人: 拓小拓科技（天津）有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L27/12;H04L27/14;H04L29/06
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種基于直流載波的井下雙向通信系統，包括數據轉發模塊、下行數據分析及重組幀模塊、本地執行模塊、第一直流載波調制模塊、交直流轉換單元、第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊、第一直流載波解調模塊、上行數據分析及重組幀模塊、以及終端單元；終端單元：包括第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊、第二直流載波解調模塊、終端主控模塊和第二直流載波調制模塊。本系統是針對井下惡劣的環境造成數據的不可靠等情況提出的一種基于直流載波的井下雙向通信系統，實現了向井下供電和上、下行數據的雙向通信，數據傳輸過程中本系統采用的數字信號，提高了信息的傳輸的準確率，加強了系統的抗噪聲性能。

技術領域

本發明屬于頁巖油氣開采通信技術領域，尤其是涉及一種基于直流載波的井下雙向通信系統。

背景技術

頁巖油氣屬于非常規。但作為石油天然氣的替代能源，對其的開采既有重要意義。近年來，雖然中國頁巖油氣的開采量，在不斷提升，但是還是無法滿足國內的需求。中國土地遼闊頁巖油氣資源豐富，但是對其的探測和開發也只是一小部分。頁巖油氣的技術已有一定的儲備，但是需要一種高效的開采技術，來提高頁巖油氣的開采。目前，國內很多石油企業都對頁巖油氣進行開采，但大多都是無功而返。因為在井下，高溫高噪的條件下，嚴重影響了數據傳輸的精度，導致開采設備的損壞，傳輸數據的丟失。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于直流載波的井下雙向通信系統。能夠提高信息的傳輸準確率，加強系統的抗噪聲性能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于直流載波的井下雙向通信系統，包括數據轉發模塊、下行數據分析及重組幀模塊、本地執行模塊、第一直流載波調制模塊、交直流轉換單元、第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊、第一直流載波解調模塊、上行數據分析及重組幀模塊、以及終端單元；

所述交直流轉換單元：用于將交流電源轉化成直流電源輸出給第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊；

所述數據轉發模塊：與上位機連接，實現數據的發送和接收，并存儲數據；

所述下行數據分析及重組幀模塊：通過下行數據分析及重組幀模塊對數據轉發模塊發送過來的數據進行分析，若為本地執行數據幀則將數據幀發送給本地執行模塊，若為終端數據幀，則需要重新組幀，在數據幀加上傳輸導引幀頭和校驗幀尾，然后轉發到第一直流載波調制模塊；

所述第一直流載波調制模塊：用于對下行數據分析及重組幀模塊輸送過來的終端數據幀進行頻移鍵控調制；

所述第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊：下行數據發送時，將第一直流載波調制模塊頻移鍵控調制的信號加載到直流源上，傳送至井下的終端單元；接收上行數據時，通過檢測校驗數據幀來判斷是否接收到終端單元發送來的上行的直流載波信號，若收到，則將該直流載波信號進行分離，并將分離出的通信信號發送給第一直流載波解調模塊；

所述第一直流載波解調模塊：用于對接收的通信信號進行解調，并將解調后的數據幀發送至上行數據分析及重組幀模塊；

所述上行數據分析及重組幀模塊：一方面，用于分析第一直流載波解調模塊發送過來的數據幀，檢測數據幀中是否含有傳輸導引幀頭和校驗幀尾，若有則將數據幀中的傳輸導引幀頭和校驗幀尾去掉，將數據幀重組，然后傳輸到數據轉發模塊，再由數據轉發模塊進行存儲；另一方面，用于將本地執行模塊反饋的數據傳輸到數據轉發模塊，再由數據轉發模塊，在提鉆之后交給上位機處理；

所述本地執行模塊：用于執行本地執行數據，以及向上行數據分析及重組幀模塊反饋數據；

終端單元：包括第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊、第二直流載波解調模塊、終端主控模塊和第二直流載波調制模塊；