[發明專利]旋轉導向單總線傳輸控制裝置

在審

• 申請號: 202011463566.X
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN114629738A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 宋紅喜;張衛;閆立鵬;曾義金;米金泰;倪衛寧
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪

本發明提供一種旋轉導向單總線傳輸控制裝置，其包含：主控最小系統，生成第一類波形信號；信號發射模塊，將第一類波形信號轉換為第二類波形信號，并將第二類波形信號發送至與當前旋轉導向單總線傳輸控制裝置通信的任一個旋轉導向單總線傳輸控制裝置；信號接收模塊，將任一個旋轉導向單總線傳輸控制裝置傳送來的第二類波形信號轉換為第一類波形信號，并將第一類波形信號傳輸至主控最小系統；單總線傳輸模塊，通過單總線傳輸的方式支持至少兩個旋轉導向單總線傳輸控制裝置之間完成第二類波形信號的傳輸。本發明采用單總線方式傳輸信號，節省了寶貴的鉆鋌空間，相比無線傳輸方式，具有設計簡單，傳輸穩定、可靠的優點。

技術領域

本發明涉及數據傳輸及通信電路技術開發領域，具體地說，涉及一種旋轉導向單總線傳輸控制裝置。

背景技術

旋轉導向系統作為石油領域高科技鉆井系統，也是屬于當前石油領域的尚未完全突破的技術，它集石油鉆井、機械設計和電氣開發等多學科融為一體的高端儀器裝備，其中電氣開發包含了電路設計，數據傳輸和自動控制等等這些技術。由于旋轉導向在井下高溫高壓這一特殊的工況環境中工作，數據傳輸就面臨著很大的問題，特別是鉆鋌之間的數據傳輸，井下參數采集不準確與丟失，數據傳輸緩慢，電氣導線在鉆鋌之間的無法連接等等一系列亟待解決的問題。

推靠式旋轉導向系統旋轉與非旋轉的非接觸傳輸部分，也需要信號傳輸技術，傳統的信號傳輸方式則為接觸式滑環能量與信號傳輸方式，由于接觸式滑環存在安裝不方便、旋轉時易磨損、易受到井下鉆井液、水的腐蝕以及泥漿的影響等缺陷，迫切需要一種新的較少的信號線且無線通信方式完成信號的交互。

單根信號線的傳輸技術是攻克這兩個問題的關鍵，特別是總線波形傳輸的發射與回收，高效、穩定、可靠的數據傳輸技術是對于旋轉導向的研究與開發具有重要作用，也是制約石油科技領域發展的瓶頸，這一直是眾多研究人員研發的重點和難點。

當前常用的幾種通訊技術，主要是有以下幾種：單總線、RS-232、RS-485、I2C、SPI、CAN、Modbus、M-Bus等等傳輸技術，各自使用領域不盡相同。其中RS-232、RS-485、I2C、SPI、CAN、Modbus、M-Bus這些傳輸技術主要是使用了2根以上的信號線，傳輸數據比較穩定，但是鉆鋌連接空間很難滿足較多信號導線的連接。

因此，本發明提供了一種旋轉導向單總線傳輸控制裝置。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種旋轉導向單總線傳輸控制裝置，用來實現單根信號線連接旋轉導向短節之間的數據傳輸和通信要求，滿足井下高溫高壓環境下這一特殊的要求。

為解決上述現有技術的問題，本發明提供了一種旋轉導向單總線傳輸控制裝置，所述裝置包含：

主控最小系統，其用于生成第一類波形信號；

信號發射模塊，其與所述主控最小系統通信，用于將所述主控最小系統傳送來的第一類波形信號轉換為第二類波形信號，并將第二類波形信號發送至與當前旋轉導向單總線傳輸控制裝置通信的任一個旋轉導向單總線傳輸控制裝置；

信號接收模塊，其與所述信號發射模塊以及所述主控最小系統通信，用于將與當前旋轉導向單總線傳輸控制裝置通信的任一個旋轉導向單總線傳輸控制裝置傳送來的第二類波形信號轉換為第一類波形信號，并將第一類波形信號傳輸至所述主控最小系統；

單總線傳輸模塊，其與所述信號發射模塊以及所述信號接收模塊通信，用于通過單總線傳輸的方式支持至少兩個旋轉導向單總線傳輸控制裝置之間完成第二類波形信號的傳輸。

根據本發明的一個實施例，所述主控最小系統包含：主控芯片、晶振、看門狗、復位電路以及通信單元。

根據本發明的一個實施例，所述信號發射模塊包含：

第一濾波器，其用于將第一類波形信號轉換為同頻率的第二類波形信號；