[發(fā)明專利]一種跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111421341.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114320280A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳天明;趙宏斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安天科銘創(chuàng)石油技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/13
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/13
• 代理公司: 北京尚鉞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11723
• 代理人: 王海榮;嚴(yán)田青

本發(fā)明屬于石油井下儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置及隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，其中，跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置由無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和無(wú)線接收系統(tǒng)組成，無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和無(wú)線接收系統(tǒng)均兼容無(wú)線發(fā)射和無(wú)線接收功能；無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以發(fā)射代表本次發(fā)射功率對(duì)應(yīng)的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)；無(wú)線接收系統(tǒng)在接收到無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)射的數(shù)據(jù)后，可以向無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)射相應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)；無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)接收的由無(wú)線接收系統(tǒng)發(fā)射的接收信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，進(jìn)行下次發(fā)射功率的調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置，發(fā)射功率可調(diào)，在整個(gè)工作過(guò)程中降低了系統(tǒng)功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油井下儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

石油開(kāi)采是關(guān)于國(guó)家能源供給的重大工程，近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源需求量不斷提高，對(duì)石油開(kāi)采工程的效率要求不斷提高，另一方面新的開(kāi)采環(huán)境也對(duì)石油開(kāi)采的提出了新的技術(shù)和工程要求。尤其是隨著開(kāi)采環(huán)境復(fù)雜程度不斷提高，如何同步提高開(kāi)采精度和安全性，是石油開(kāi)采領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。隨鉆測(cè)量系統(tǒng)由井下儀器系統(tǒng)和地面系統(tǒng)，其主要運(yùn)行原理是利用鉆柱中的泥漿脈沖將測(cè)量信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妫梢栽趯?shí)時(shí)鉆進(jìn)過(guò)程中將鉆頭附近的環(huán)境信息實(shí)時(shí)傳送到地面系統(tǒng)，地面系統(tǒng)對(duì)獲得的信息進(jìn)行分析后對(duì)井下儀器系統(tǒng)的鉆進(jìn)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，測(cè)量精確度和服役有效時(shí)間是隨鉆測(cè)量系統(tǒng)的核心技術(shù)指標(biāo)。中國(guó)專利CN201320704593.0《近鉆頭隨鉆測(cè)量通信系統(tǒng)》公開(kāi)了一種近鉆頭隨鉆測(cè)量通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)由電源、數(shù)據(jù)處理電路、近鉆頭測(cè)量?jī)x器、信號(hào)發(fā)射線圈、絕緣環(huán)、信號(hào)接收線圈、信號(hào)接收儀器等組成；井下儀器連接時(shí)，儀器下端連接鉆頭，中間連接螺桿鉆具，上端接鉆鋌等鉆具；該通信系統(tǒng)采用垂直電場(chǎng)法設(shè)計(jì)天線線圈，利用鉆具與泥漿液組成信道傳輸數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)近鉆頭測(cè)量?jī)x器與隨鉆儀器之間的跨螺桿無(wú)線通信，確保近鉆頭測(cè)量?jī)x器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和及時(shí)傳輸。該實(shí)用新型解決了隨鉆測(cè)斜過(guò)程中測(cè)點(diǎn)離鉆頭距離過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法獲取近鉆頭處的信息，實(shí)現(xiàn)了早發(fā)現(xiàn)早調(diào)整，可以對(duì)鉆井軌跡進(jìn)行精確控制。該近鉆頭隨鉆測(cè)量通信系統(tǒng)中的跨螺桿無(wú)線通信系統(tǒng)中核心部分為：發(fā)射端的電源和數(shù)據(jù)處理電路板、信號(hào)發(fā)射線圈、絕緣環(huán)、鉆具與泥漿液組成的信道、接收端的電源和數(shù)據(jù)處理電路板、信號(hào)接收線圈、絕緣環(huán)。其中發(fā)射端的電源和數(shù)據(jù)處理電路板采用的發(fā)射功率為滿足誤差矢量幅值(ErrorVectorMagnitude，EVM)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的最大發(fā)射功率。而不能根據(jù)無(wú)線接收端接收到的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行發(fā)射功率調(diào)節(jié)，這導(dǎo)致在鉆具與泥漿液組成的小縫隙信道中的介質(zhì)對(duì)電磁波能量吸收較少即電磁波信號(hào)衰減較小的情況下浪費(fèi)了大量的功耗，而在信道介質(zhì)對(duì)電磁波能量吸收較多即電磁波信號(hào)衰減較大的情況下又由于信號(hào)衰減過(guò)大使得通信質(zhì)量急劇下降。無(wú)線發(fā)射端采用統(tǒng)一最大功率進(jìn)行無(wú)線發(fā)射數(shù)據(jù)，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)功耗增大，在系統(tǒng)電池電量一定的情況下縮短了正常工作時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置，由無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和無(wú)線接收系統(tǒng)組成，其中，無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和無(wú)線接收系統(tǒng)均兼容無(wú)線發(fā)射和無(wú)線接收功能；所述無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以發(fā)射代表本次發(fā)射功率對(duì)應(yīng)的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)；所述無(wú)線接收系統(tǒng)在接收到無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)射的數(shù)據(jù)后，可以向無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)射相應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)，所述反饋數(shù)據(jù)為代表無(wú)線接收系統(tǒng)本次接收到的接收信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)；所述無(wú)線接收系統(tǒng)發(fā)射反饋數(shù)據(jù)時(shí)采用固定的發(fā)射功率；無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)接收由無(wú)線接收系統(tǒng)發(fā)射的接收信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并根據(jù)無(wú)線接收系統(tǒng)反饋的接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行下次發(fā)射功率的調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述跨螺桿無(wú)線通信發(fā)射功率自適應(yīng)裝置按以下方式運(yùn)行：

當(dāng)無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)接收的接收信號(hào)強(qiáng)度大于無(wú)線發(fā)射功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠解碼的無(wú)線接收信號(hào)強(qiáng)度的最小值的1.2倍時(shí)，則調(diào)整下次無(wú)線發(fā)射功率為上次發(fā)射功率的下一檔位；