一种井下信息声波双向传输中继装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井下信息声波双向传输中继装置及方法。其技术方案是：包括上部短节、连接短节、下部短节、电源插件、中控插件、采集模块、发射插件，上部短节本体采用无磁材料加工制作，上部发射插件、上部中控插件、上部电源插件以插件形式安装固定在上部短节本体内。有益效果是：本发明专利技术具有地面下传信号的接收和转发功能，同时具有井下信息接收和转发功能，依据钻柱信道的频域梳状滤波器特性，上传和下传声波信号采用错频发射，上传和下传声波发射频率之间至少间隔一个阻带，降低发射信号采集识别的干扰，基本功能模块采用插件形式安装在短节内，不同功能短节之间采用中心插入式导电滑环进行连接，通过短节的连接实现双向传输中继功能。

【技术实现步骤摘要】
一种井下信息声波双向传输中继装置及方法
本专利技术涉及一种石油随钻仪器
，特别涉及一种井下信息声波双向传输中继装置及方法。
技术介绍
随着油气勘探开发的不断深入，钻井工程中大量的井下信息需要传输，使得快速精确获得井下信息成为关键问题，其重要过程就是井下信息的精确获取和准确高速传输过程，大量的井下信息需要从井下传至井上，同时大量的控制信号也需要从地面下传。因此，信息双向传输技术成为随钻测控的关键技术之一，双向传输技术的中继转发装置需要实现信息的接收及信号发射，需要同时完成井下上传信息和地面下传信号的转发，从而实现信号的双向传输。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种井下信息声波双向传输中继装置及方法，保障井下上传信息和地面下传信号的中继转发，从而实现信息的双向传输。提供了一种井下信息声波双向传输中继装置，该装置具有地面下传信号的接收和转发功能，同时具有井下信息接收和转发功能，依据钻柱信道的频域梳状滤波器特性，上传和下传声波信号采用错频发射，上传和下传声波发射频率之间至少间隔一个阻带，降低发射信号采集识别的干扰，基本功能模块采用插件形式安装在短节内，不同功能短节之间采用中心插入式导电滑环进行连接，通过短节的连接实现双向传输中继功能。本专利技术提到的一种井下信息声波双向传输中继装置，其技术方案是：包括上部短节（1）、连接短节（2）和下部短节（3），上部短节（1）主要由上部短节本体（4）、上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）、上部采集模块（8）、上部安装凹槽（9）、上部盖板（10）、上部母导电滑环（11）组成，上部短节本体（4）采用无磁材料加工制作，上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）以插件形式安装固定在上部短节本体（4）内；上部短节本体（4）母扣端与连接短节本体（12）的上部公扣端进行连接，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。优选的，上述的上部发射插件（5）主要由上部发射插件总成（14）和上部发射换能器（15）组成，上部发射插件总成（14）采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层；上部发射插件总成（14）外部加工上部安装槽（16）实现上部发射换能器（15）的安装，上部发射换能器（15）采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，下部中控插件（17）产生驱动控制信号，经过上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）驱动上部发射换能器（15）产生声波信号，实现井下信息中继上传。优选的，上述的上部中控插件（6）主要由上部中控插件总成（20）、上部电路测试口（21）、上部滑盖（22）、上部信号调理电路（23）、上部数据处理电路（24）、上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）组成；上部中控插件总成（20）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部电路安装槽（25），上部中控插件总成（20）和上部电路安装槽（25）采用无磁材料加工制作；上部声波传感器（26）输出的电信号经过上部预处理电路（27）后进入上部信号调理电路（23）。优选的，上述的上部信号调理电路（23）主要由上部滤波放大电路A和上部采样保持电路B组成，信号调理后的数据进入上部数据处理电路（24），上部数据处理电路（24）主要由上部微处理器（28）和上部数字信号处理器（29）组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至下部中控插件（17），上部数字信号处理器（29）控制上部D/A数模转换器a产生电控制信号，并经过下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31），驱动下部发射换能器（32）发射声波信号。优选的，上述的上部电源插件（7）主要由上部电源插件总成（33）、上部供电插座（34）、上部母导电滑环（11）、上部电池安装骨架（35）和上部锂电池（36）组成，上部电源插件总成（33）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部工电池安装骨架（35），上部电源插件总成（33）和上部电池安装骨架（35）采用无磁材料加工制作；上部锂电池（36）采用高温锂电池组成，电池呈环状分布在上部电池安装骨架（35）上；上部供电插座（34）与插针连接用于给井下仪器供电，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行通讯。优选的，上述的上部采集模块（8）主要由上部声波传感器（26）和上部预处理电路（27）组成，上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；上部声波传感器（26）对声波信号进行接收，上部预处理电路（27）主要对接收的下传声波信号进行采集和预处理，上部预处理电路主要进行信号的初步滤波和采样，并将采集的数据送入上部中控插件（6）进行数据处理。优选的，上述的连接短节（2）主要由连接短节本体（37）、上部公导电滑环（13）、下部公导电滑环（38）组成，主要实现连接装置各个功能短节；连接短节本体（37）两端采用中心插入式滑环结构，上部公导电滑环（13）安装在连接短节本体（37）上端，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；下部公导电滑环（38）安装在连接短节本体（37）下端，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；上部公导电滑环（13）和下部公导电滑环（38）的端面采用圆形端面顶针，上部母导电滑环（11）和下部母导电滑环（39）的端面采用铜圆环。优选的，上述的下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。优选的，上述的下部发射插件（41）主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：包括上部短节（1）、连接短节（2）和下部短节（3），上部短节（1）主要由上部短节本体（4）、上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）、上部采集模块（8）、上部安装凹槽（9）、上部盖板（10）、上部母导电滑环（11）组成，上部短节本体（4）采用无磁材料加工制作，上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）以插件形式安装固定在上部短节本体（4）内；上部短节本体（4）母扣端与连接短节本体（12）的上部公扣端进行连接，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；/n下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。/n...

【技术特征摘要】
1.一种井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：包括上部短节（1）、连接短节（2）和下部短节（3），上部短节（1）主要由上部短节本体（4）、上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）、上部采集模块（8）、上部安装凹槽（9）、上部盖板（10）、上部母导电滑环（11）组成，上部短节本体（4）采用无磁材料加工制作，上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）以插件形式安装固定在上部短节本体（4）内；上部短节本体（4）母扣端与连接短节本体（12）的上部公扣端进行连接，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；
下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。


2.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部发射插件（5）主要由上部发射插件总成（14）和上部发射换能器（15）组成，上部发射插件总成（14）采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层；上部发射插件总成（14）外部加工上部安装槽（16）实现上部发射换能器（15）的安装，上部发射换能器（15）采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，下部中控插件（17）产生驱动控制信号，经过上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）驱动上部发射换能器（15）产生声波信号，实现井下信息中继上传。


3.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部中控插件（6）主要由上部中控插件总成（20）、上部电路测试口（21）、上部滑盖（22）、上部信号调理电路（23）、上部数据处理电路（24）、上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）组成；上部中控插件总成（20）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部电路安装槽（25），上部中控插件总成（20）和上部电路安装槽（25）采用无磁材料加工制作；上部声波传感器（26）输出的电信号经过上部预处理电路（27）后进入上部信号调理电路（23）。


4.根据权利要求3所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部信号调理电路（23）主要由上部滤波放大电路A和上部采样保持电路B组成，信号调理后的数据进入上部数据处理电路（24），上部数据处理电路（24）主要由上部微处理器（28）和上部数字信号处理器（29）组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至下部中控插件（17），上部数字信号处理器（29）控制上部D/A数模转换器a产生电控制信号，并经过下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31），驱动下部发射换能器（32）发射声波信号。


5.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部电源插件（7）主要由上部电源插件总成（33）、上部供电插座（34）、上部母导电滑环（11）、上部电池安装骨架（35）和上部锂电池（36）组成，上部电源插件总成（33）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部工电池安装骨架（35），上部电源插件总成（33）和上部电池安装骨架（35）采用无磁材料加工制作；上部锂电池（36）采用高温锂电池组成，电池呈环状分布在上部电池安装骨架（35）上；上部供电插座（34）与插针连接用于给井下仪器供电，通过上部母...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国山，初雯，高韦，姬战民，贾维江，王斌斌，徐军，李茜，孙梅，米丰忠，朱建建，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化胜利石油工程有限公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，
类型：发明
国别省市：北京;11