[发明专利]一种基于电磁波用于中深井的无线双向通讯系统

说明书

本发明公开了一种基于电磁波用于中深井的无线双向通讯系统，属于无线通讯领域。所述系统包括井下子系统、地面子系统、电缆和天线，所述地面子系统包括显示模块、控制模块和第一信号转换模块，所述井下子系统包括双极性天线、核心处理模块、驱动模块、执行模块、第二信号转换模块和传感器模块，通过电磁波建立井上、井下的双向通信通道，可以准确简便地实现中深井井下测量信号向地面的实时传输和地面指令信号向井下的实时传输，完成井下设备的操作管理和井下信息的获取显示，提高了油气藏生产过程的参数监测能力以及油气井开发过程的自动化控制水平。

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种基于电磁波用于中深井的无线双向通讯系统。

背景技术

我国现在绝大多数油田已经进入了开采的中后期，研究方向向着中深井和水平井方向展开，在油气田开发的过程中，将中深井井下数据传输到地面和讲地面控制信息传输到井下，对于开发人员了解油井的开采动态、及时合理地规划油井的后续开采方案和知道油气田更高效地开发有着非常重要的作用。

现有井下数据的传输技术有有线方式和无线方式两种，其中，有线方式主要包括投捞式传感器监测技术，永久式毛细管传感器监测技术，永久式光纤传感器监测技术，通过电缆、光纤等物理介质，将井下数据传输到井上；无线方式主要利用泥浆脉冲、声波等通过大地、钻杆、套管、环空等作为传输途径，获得井下待测的动态数据。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

现有的有线方式在完井过程中和气井后期开采作业中极为不便利，无线方式中利用泥浆脉冲的传输方式信息的传输速度较低且只针对钻井作业，利用声波的传输方式由于信号衰减快，背景干扰性强，所以面临信号采集、检测困难的问题，同时，现有的传输技术大多是单向传输，还未实现基于电磁波的油气井井下远距离无线双向通讯。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种基于电磁波用于中深井的无线双向通讯系统，用于井下远距离双向传输无线信号。

具体而言，所述基于电磁波的中深井无线双向通讯系统如下：

一种基于电磁波用于中深井的无线双向通讯系统，所述系统包括井下子系统、地面子系统、电缆和天线；

所述地面子系统包括显示模块、控制模块和第一信号转换模块；

所述井下子系统包括双极性天线、核心处理模块、驱动模块、执行模块、第二信号转换模块和传感器模块；

所述控制模块的第一端与所述第一信号转换模块的第一端连接，所述控制模块的第二端与所述显示模块连接，所述第一信号转换模块的第二端与所述天线连接，所述第一信号转换模块的第三端与所述电缆相连；

所述第二信号转换模块包括第一信号转换单元、第二信号转换单元、第三信号转换单元和第四信号转换单元，所述传感器模块包括第一传感器单元和第二传感器单元；

所述核心处理模块的第一端与所述驱动模块相连，所述驱动模块与所述执行模块相连；

所述核心处理模块的第二端与所述第二信号转换模块相连，其中，所述第一信号转换单元与所述第一传感器单元相连，所述第二信号转换单元与所述第二传感器单元相连，所述第三信号转换单元与所述双极性天线的第一端相连，所述双极性天线的第二端与所述第四信号转换单元相连。

进一步地，所述地面子系统还包括限幅滤波器和功率放大器，所述限幅滤波器和所述功率放大器位于所述第一信号转换模块和所述天线之间，所述第一信号转换模块的第二端与所述限幅滤波器一端相连，所述限幅滤波器的另一端与所述功率放大器的一端相连，所述功率放大器的另一端与所述天线连接。

进一步地，所述地面子系统还包括电源模块，所述电源模块分别与所述显示模块、所述控制模块、所述限幅滤波器和所述功率放大器相连。