Low power consumption wellbore water acoustic wave communication control system and method. The system includes surface acoustic emission system, underwater acoustic receiving system, underground water and underground water control system, acoustic emission system connected through acoustic channel and underground acoustic receiving system, the underground water acoustic receiving system is connected with the underground control execution system; surface acoustic emission system for ground equipment, underground water and underground acoustic receiving system control system composed of downhole equipment. The present invention by surface acoustic emission system, underground water design and modulation / demodulation algorithm of acoustic receiving system design in underground equipment real-time remote wireless control, the transmission rate is much higher than that of mud pulse communication method commonly used at present, higher than the electromagnetic wave communication anti-jamming performance, transmission stability, transmission distance, speed and signal stability.
【技术实现步骤摘要】
一种低功耗井筒水声波通信控制系统及其控制方法
本专利技术属于石油天然气钻井
,特别是涉及一种低功耗井筒水声波通信控制系统及其控制方法。
技术介绍
控制信息的井下传输及井下储层、地层信息的实时上传监测是石油钻井领域中智能化作业的两大基本问题。传统信息传输采用电缆、光纤等有缆传输方式,实时性差,成本高,自动化程度低。无缆传输方式如泥浆脉冲、电磁波等,实现了油气生产现场各类数据的实时上传和分析及地面对井下控制指令的传达。然而,泥浆脉冲通信方式传输速率低,对井筒内介质组成要求高,电磁波通信方式虽然传输速率高,但受地层特性影响大,传输距离受限。水声通信技术以液体为传输介质,以声波为载体进行信号传输,在介质中的衰减率仅为电磁波的千分之一,通信速率通常可达到1kbps,具有传输距离远、通信速率高、信号稳定、通用性好的优点。但应用到石油钻井领域,由于井内空间狭小、油管按节连接、套管内壁不光滑、井下水油气多种介质状态并存、井底温度高等多种原因,技术难度较大,且远距离传输,井下接收系统功耗大,目前尚无成熟的产品应用。因此,针对复杂环境,在信道恶劣的条件下研究一种基于水声波的井筒无线通信控制系统,实现地面与井下设备之间实时无线智能通信与控制是当前研究的重点和难点,在油井智能控制领域具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种低功耗井筒水声波通信控制系统,以实现地面与井下设备间的无线智能通信与控制及其控制方法。为了达到上述目的,本专利技术提供的低功耗井筒水声波通信控制系统包括:地面水声波发射系统、水声信道、井下水声波接收系统、井下控制执行系统,其中:地面水声波发射 ...
【技术保护点】
一种低功耗井筒水声波通信控制系统,其特征在于:所述的低功耗井筒水声波通信控制系统包括:地面水声波发射系统(100)、水声信道(200)、井下水声波接收系统(300)、井下控制执行系统(400),其中:地面水声波发射系统(100)通过水声信道(200)与井下水声波接收系统(300)连接,井下水声波接收系统(300)与井下控制执行系统(400)相连接;地面水声波发射系统(100)为地面设备,井下水声波接收系统(300)和井下控制执行系统(400)构成井下设备。
【技术特征摘要】
1.一种低功耗井筒水声波通信控制系统,其特征在于:所述的低功耗井筒水声波通信控制系统包括:地面水声波发射系统(100)、水声信道(200)、井下水声波接收系统(300)、井下控制执行系统(400),其中:地面水声波发射系统(100)通过水声信道(200)与井下水声波接收系统(300)连接,井下水声波接收系统(300)与井下控制执行系统(400)相连接;地面水声波发射系统(100)为地面设备,井下水声波接收系统(300)和井下控制执行系统(400)构成井下设备。2.根据权利要求1所述的低功耗井筒水声波通信控制系统,其特征在于:所述地面水声波发射系统(100)包括依次连接的计算机(1001)、信号调制单元(1002)、D/A转换单元(1003)、功率放大单元(1004)、水声发射换能器(1005),由计算机(1001)产生数字水声信号,由信号调制单元(1002)对数字水声信号进行信号调制后,送入D/A转换单元(1003)进行数字-模拟信号变换,再由功率放大单元(1004)进行模拟水声信号的放大后,由水声发射换能器(1005)将电信号转换成声音信号后,发射至水声信道(200)中。3.根据权利要求2所述的低功耗井筒水声波通信控制系统,其特征在于:所述地面水声波发射系统(100)中的功率放大单元(1004)最大输出电压1200V,连续输出功率达到1000W。4.根据权利要求1所述的低功耗井筒水声波通信控制系统,其特征在于:所述井下水声波接收系统(300)包括依次连接的水声接收换能器(3001)、信号调理单元(3002)、A/D转换单元(3003)、信号解调单元(3004),由水声接收换能器(3001)将水声信道(200)传递的水声信号转换成电信号,送入信号调理单元(3002)中,由信号调理单元(3002)进行滤波、放大后,送入A/D转换单元(3003)进行模拟-数字信号变换,再由信号解调单元(3004)对编码数字水声信号进行解调,解调后的信号送入井下控制执行系统(400)中。5.根据权利要求2或4所述的低功耗井筒水声波通信控制系统,其特征在于:所述地面水声波发射系统(100)中的水声发...
【专利技术属性】
技术研发人员:李绍辉,陈世春,冯强,肖松平,赵虹,
申请(专利权)人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司,
类型:发明
国别省市:天津,12
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