[發明專利]一種井下至地面的測井通信和控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202110411350.7
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113073974A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 孫哲;馮澤東;賀羽
• 申請（專利權）人: 國儀石油技術（無錫）有限公司
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 杜丹盛

1.一種井下至地面的測井通信和控制裝置，其特征在于：其包括地面部分和井下部分，所述地面部分設置有原子磁力計接收裝置及量子數據讀出的量子探測設備，所述井下部分包括有電磁波發射系統，所述電磁波發射系統用于將井下探測到的信號進行編碼并通過電磁波發射。

2.如權利要求1所述的一種井下至地面的測井通信和控制裝置，其特征在于：原子磁力計接收裝置與量子數據讀出的量子探測設備之間通過線纜連接。

3.如權利要求1所述的一種井下至地面的測井通信和控制裝置，其特征在于：所述原子磁力計接收裝置采用高靈敏度⁸⁷Rb原子磁力計或金剛石量子磁力計，其傳輸信道覆蓋0-100Hz，所能夠探測的磁場強度低至10^-12T量級，本底噪聲低至1PT/Hz^1/2，具有超高的靈敏度和探測信噪比。

4.如權利要求3所述的一種井下至地面的測井通信和控制裝置，其特征在于：在原子磁力計接收裝置作為信號接收裝置時，電磁波發射系統采用更低的發射功率進行信號發射即可達到信號的穩定傳輸和探測效果，降低了井下儀器系統的整體能耗。

5.如權利要求1所述的一種井下至地面的測井通信和控制裝置，其特征在于：其還包括有一井下電磁信號中繼器，當電磁波發射系統和原子磁力計接收裝置的直線距離大于4km時，井下部分設置有井下電磁信號中繼器，電磁波發射系統所發出的信號通過電磁信號中繼器放大后朝向原子磁力計接收裝置發出放大后的信號。

6.一種井下至地面測井通信和控制方法，其特征在于：工作時由井下電磁波發射系統對要發射的信息進行編碼和調制并按照頻率進行發射，電磁波信號由井眼經由地層輻射到地面，位于地面的原子磁力計對電磁波信號進行探測，并通過對應的接收裝置對其進行記錄和解碼，實現井下到地面的通信功能。

7.如權利要求6所述的一種井下至地面測井通信和控制方法，其特征在于：通過原子磁力計接收裝置對低頻電磁信號進行高靈敏度探測和接收，具體極高的信噪比和探測靈敏度，適用于隨鉆探測中的井下至地面通信領域。

8.如權利要求6所述的一種井下至地面測井通信和控制方法，其特征在于：電磁波發射系統的編碼方式根據需求進行設置，其發射頻率為1-100Hz范圍之內的頻率。