本申请涉及石油天然气探测,具体涉及一种井下跨螺杆通信装置。
背景技术:
1、石油是一种不可再生资源,在人们的生活中扮演着极其重要的角色,其广泛应用于工业、农业、国防、交通运输等各个领域中。在进行油气田的开采勘探时,为了了解钻头在钻进过程中的工作情况和井下地层的各个参数,需要将近钻头所采集的钻头参数和井下地层参数及时上传至地面进行数据分析。在最初阶段往往需要在钻井完工后,才能通过电缆连接的相关测量仪器进行数据测量以及数据传输,然而这种测量方式实时性较差,同时又占用过多的井口时间。随着随钻测量技术(measurementwhiledrilling,mwd)的出现,逐步可以实现在钻井的同时获取地层和钻头的相关参数。在实际生产时,由于受井下钻具结构、井径尺寸等诸多因素的影响,传统的有线传输的通信方式在进行线路布置时,必须要考虑马达和其他导向工具对线路的影响,以及线路的固定和抗震性能,因此,近钻头随钻测量系统和地面监测系统之间的通信问题是近钻头测量仪器研究的关键问题。
2、目前,泥浆脉冲跨螺杆无线传输井下信息的技术发展已经比较成熟,并普遍应用于实际油田钻井服务中。泥浆脉冲跨螺杆无线传输通过改变泥浆的压力脉动来传输数字信号,当泥浆受到脉冲信号影响时,这些脉冲信号可以被螺杆钻具传输到地面设备,然后解码并分析这些信号,从而获取有关钻井过程和地层情况的数据。但是,这种技术过于依赖钻井液,导致其在泡沫或者空气钻井技术的钻井环境下无法使用,并且其传输速率只能达到10bit/s以内。这种数据传输速率无法满足近钻头处的多参数测量需求,此外,其产生压力脉冲的装置过大,也无法安装在近钻头处。
技术实现思路
1、为此,本申请提供一种井下跨螺杆通信装置,以解决现有技术无法在泡沫或者空气钻井环境下使用且传输速率低的问题。
2、为了实现上述目的,本申请提供如下技术方案:
3、一种井下跨螺杆通信装置,包括发射装置和接收装置,所述发射装置包括依次电连接的发射主控、功率放大器和发射线圈,所述接收装置包括依次电连接的接收线圈、放大模块、滤波模块和接收主控;
4、所述发射主控用于接收指令数据,将指令数据进行编码后调制成一定频率的调制信号,并将调制信号发送至所述功率放大器进行增益放大;增益放大后的调制信号通过所述发射线圈发射出去;
5、所述接收线圈用于接收所述发射线圈发射的调制信号,并将调制信号发送至所述放大模块进行增益放大;增益放大后的调制信号通过所述滤波模块去除传输过程中的干扰信号后发送至所述接收主控进行解调。
6、作为优选,所述发射装置还包括发射调谐模块,所述发射调谐模块设置在所述功率放大器和所述发射线圈之间;所述接收装置还包括接收调谐模块,所述接收调谐模块设置在所述接收线圈和所述放大模块之间。
7、作为优选,所述发射主控在进行编码时采用psk编码。
8、作为优选,采用psk编码时,数据波特率设置为50bps。
9、作为优选,采用psk编码时,每byte数据包含1位起始位和8位数据位。
10、作为优选,所述接收主控进行解调时具体为:
11、通过所述接收主控内部的模拟比较器,对放大滤波后的波形进行采样,并判断相邻两个采样点之间的时间差值,当时间差值为载波周期时,数据位为0,当时间差值为载波周期的2倍时,数据位为1。
12、作为优选,所述接收主控进行解调时,接收到0xff时开始接收数据。
13、作为优选,所述发射装置还包括第一mcu接口模块,所述第一mcu接口模块与所述发射主控电连接;所述接收装置还包括第二mcu接口模块,所述第二mcu接口模块与所述接收主控电连接。
14、相比现有技术,本申请至少具有以下有益效果:
15、本申请提供了一种井下跨螺杆通信装置,包括发射装置和接收装置,发射装置包括依次电连接的发射主控、功率放大器和发射线圈,接收装置包括依次电连接的接收线圈、放大模块、滤波模块和接收主控;其中,发射主控用于接收指令数据,将指令数据进行编码后调制成一定频率的调制信号,并将调制信号发送至功率放大器进行增益放大;增益放大后的调制信号通过发射线圈发射出去;接收线圈用于接收发射线圈发射的调制信号,并将调制信号发送至放大模块进行增益放大;增益放大后的调制信号通过滤波模块去除传输过程中的干扰信号后发送至接收主控进行解调。本申请提供的一种井下跨螺杆通信装置能够在泡沫或空气钻井技术的钻井环境下使用,传输速率高,能够满足近钻头处的多参数测量需求,且整体体积较小,可以安装在近钻头处。
1.一种井下跨螺杆通信装置,其特征在于,包括发射装置和接收装置,所述发射装置包括依次电连接的发射主控、功率放大器和发射线圈,所述接收装置包括依次电连接的接收线圈、放大模块、滤波模块和接收主控;
2.根据权利要求1所述的井下跨螺杆通信装置,其特征在于,所述发射装置还包括发射调谐模块,所述发射调谐模块设置在所述功率放大器和所述发射线圈之间;所述接收装置还包括接收调谐模块,所述接收调谐模块设置在所述接收线圈和所述放大模块之间。
3.根据权利要求1所述的井下跨螺杆通信装置,其特征在于,所述发射主控在进行编码时采用psk编码。
4.根据权利要求3所述的井下跨螺杆通信装置,其特征在于,采用psk编码时,数据波特率设置为50bps。
5.根据权利要求3所述的井下跨螺杆通信装置,其特征在于,采用psk编码时,每byte数据包含1位起始位和8位数据位。
6.根据权利要求1所述的井下跨螺杆通信装置,其特征在于,所述接收主控进行解调时具体为:
7.根据权利要求6所述的井下跨螺杆通信装置,其特征在于,所述接收主控进行解调时,接收到0xff时开始接收数据。
8.根据权利要求1所述的井下跨螺杆通信装置,其特征在于,所述发射装置还包括第一mcu接口模块,所述第一mcu接口模块与所述发射主控电连接;所述接收装置还包括第二mcu接口模块,所述第二mcu接口模块与所述接收主控电连接。
