无线通信电路及通信方法技术

本发明专利技术包含一种无线通信电路和一种利用无线信号进行通信的方法，特征在于振荡电路具有与电容电路并联的电感。该电容电路包含串联的一对电容。每个电容都接地并且具有相关的电容值。连接有一个反馈网络，用于有选择性地使振荡电路偏置从而产生具有一振幅的信号。该信号的振幅是与电容电路相关的电容值的比值的函数。该信号的频率由该电感和该电容电路限定。该振荡电路是多功能的，这是因为它可以被偏置从而起到发射机和接收机的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及通过对地层的分析从而促进对存在于其中的碳氢化合物储层的开采。更特别地，本专利技术涉及适用于地层分析的无线通信电路。
技术介绍
限定了陆地的次表面中的碳氢化合物储层的地层包含互相连接在一起的路径网络，这些路径通向该储层或者离开该储层，并在路径中包含有液体。为了确定上述网络中的液体的内在和外在特性，需要得到关于该地层的知识，例如，储层压力和储层岩石的渗透性。现有的操作是通过借助“地层检测器”工具实现的有线测井或者通过钻杆检测，从而对这些特性进行分析。这两种检测都适用于“开孔”或“闭孔”应用。但是，这些检测方法都不能实现实时数据获取，这是因为一旦钻孔设备被从该孔中移走，就要求执行检测(被称作一次行程)。一次行程典型地包括，将钻柱(string)从井孔中移走、将地层检测器放入井孔中从而获取信息数据，以及在收回该地层检测器之后将钻柱放回到井孔中用于继续进行钻孔。很明显，“钻井中的行程”降低了生成能力，如果是这样，典型地是要被避免的。因此，通常在方便的时候，如更换钻头时，才进行数据获取，或者由于某些其它与钻井无关的原因而将钻柱移走的时候，或者数据获取足够重要从而有理由进行一次补充行程的时候。基于“实时”的对储层地层数据的获取是我们希望得到的和有益的。因此，现有技术试图在钻柱还位于井孔中的时候，从我们所感关心的次表面地带获取各种各样的地层数据。Ciglenec等人在美国专利No.6028534中公开了一种现有技术，并且该专利被转让给了本专利技术的受让人。Ciglenec等人公开了一种包含传感器设备和相关的电子器件的远程传感器，其中该远程传感器被发射进地层。该远程传感器中包含的电子器件使传感器和附近的正在旋转的钻环(collar)之间的数据传输容易进行。为了实现这一目的，这些电子器件使得可以在数据通信开始之前确定钻环和传感器之间的空间定向。因此，存在这样一种需要提供适用于被放置在地层中的无线通信电路的电子器件。
技术实现思路
本专利技术包含一种通信电路和使用无线信号进行通信的方法，特征在于提供了一种振荡电路，其具有与电容电路并联在一起的电感。该电感是该通信电路的天线，并且因此总是工作于谐振状态，即使当振荡电路元件随温度而发生变化的时候情况也是如此。因此，在进行发射的时候，该天线可以工作在高Q值状态下，并且具有最小的功率消耗。该电容电路包含一对串联的电容。每个电容都被接地，并且具有相关的电容值。该振荡电路连接有一个反馈网络，用于有选择性地使该振荡电路处于偏置从而产生信号，而与此同时使产生该信号所需的功率最小。反馈电路进行工作从而将天线上产生的信号的振幅摆动最大化。天线每一侧上信号的单端振幅是与该电容电路有关的电容值的比值的函数，并且信号的频率由该电感和电容电路规定。该振荡电路是多功能的，这是因为它可以被偏置从而起到发射机和/或接收机的作用。另外，可以利用额外的电路扩充该振荡电路，这些额外的电路更加清楚地规定了发射或接收频率，以及用于提供远程电源。在下面的内容中，将更详细地讨论这些和其它的实施方案。附图说明图1显示了根据本专利技术的位于钻孔中并且配有可操纵收发机单元的钻环；图2是图1的钻环的可操纵收发机单元的示意图，显示了用于通过钻孔将远程传感器放入所选择的次表面地层的系统；图3是图1的钻环的可操纵收发机单元的电子电路的示意图，该收发机单元用于从远程传感器接收数据信号以及向远程传感器发射信号；图4是电子框图，示意性地表示了远程传感器的电子设备；图5是图4中所示的根据本专利技术第一实施方案的通信电路的示意图；图6是图4中所示的根据本专利技术第二实施方案的通信电路的示意图；图7是图4中所示的根据本专利技术第三实施方案的通信电路的示意图；图8是图4中所示的根据本专利技术第四实施方案的通信电路的示意图；图9是图4中所示的根据本专利技术第五实施方案的通信电路的示意图；图10是图4中所示的根据本专利技术第六实施方案的通信电路的示意图；和图11是一个框图，该图概念性地显示了根据本专利技术的可操纵收发机单元与远程传感器的协同工作情况。具体实施例方式参考图1，本专利技术的一个示例性用法涉及包含用于钻出井孔12的钻柱(未示出)的钻环10。如图2中所示，钻环10设置有包含数据获取电路16的探测器段14，其中该数据获取电路包含图3的发射机/接收机电路18。参考图2，钻环10包含压力计20，该压力计的压力传感器22通过钻环通道24受到井孔12中的钻孔压力的作用。压力计20感应所选定的次表面地层深度处周围的压力并且被用于检验远程传感器的压力校准。通过压力计20将表示井孔周围压力的电信号(未示出)发射到数据获取电路16的电路。然后，数据获取电路16进行远程传感器26的压力校准，如图1中所示，该远程传感器位于该特定的钻孔深度处。如图1所示，钻环10还设置有一个或多个远程传感器插座28。每个传感器插座28中装有一个远程传感器26，用于定位在与井孔12相交的所选定的感兴趣的次表面地层内。如将在下面进一步讨论的那样，在这个特定的实施方案中，远程传感器26在钻井孔12的同时被定位。但是，值得注意的是，可以预先放置远程传感器26并且结合本专利技术的可操纵收发机单元使用该远程传感器。在这样的实施方案中，工作重点在于识别远程传感器26的位置，如将在下面被详细地讨论的那样。远程传感器26是封装的“智能”传感器，它被从钻环10移动到井孔12周围的地层中的某个位置。远程传感器26感应地层的特性，例如压力、温度、岩石渗透性、疏松度、传导性以及介电常数等等。远程传感器26被适当地封装进传感器外壳中，该传感器外壳具有足够的结构完整性，从而在从钻环10运动到井孔12周围的次表面地层的横向嵌入位置时，可以抵挡破坏作用。再次参考图1，该图显示了单个的远程传感器26以与井孔12大体上垂直的方式嵌入在地层当中，并且因此也与钻环10大体上垂直。掌握了本公开的益处的本领域技术人员可以理解，这种横向嵌入运动不必与井孔12垂直，但可以通过以各种角度进入所希望的地层位置从而实现这种横向嵌入运动。可以利用以下的一种或多种方法来实现传感器的放置(1)钻入钻孔壁30并且将远程传感器26设置在地层中；(2)通过水压或其它机械穿透装置将封装的远程传感器26冲/压入地层；或者(3)利用推进剂燃料将远程传感器26射入地层。根据实施的方式，可以使用上述技术中的任何一种。例如，尽管所举例说明的实施方案使用水压机构(在下面将详细讨论)，但是可选择的实施方案则使用发射的方式放置远程传感器26，该方式在Espinosa等人的美国专利No.6467387中进行了详细的讨论，并且该专利被转让给了本专利技术的受让人。再次参考图2，水动压头32放置远程传感器26使得该远程传感器穿透次表面地层，从而有助于感应地层的特性。为了实现传感器放置，钻环10设置有一个内部圆柱形孔34，在该孔中放置了一个具有压头32的活塞元件36，设置该元件用于驱动该封装的远程智能传感器26。活塞元件36受到水压作用，该水压是通过水压供应通道42从水压系统40传递到活塞室38的。数据获取电路16有选择性地激活水压系统40，从而使该远程传感器26可以相对于该地层深度处的钻孔周围的压力得到校准，如上面所描述的那样。然后，可以将远程传感器26从插座28移动到钻孔壁30之外的地层中，从而地层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信电路，包含：天线；与所述天线并联的电容电路，限定了具有第一和第二端口的振荡电路，其中所述电容电路包含一对串联的电容，所述的一对电容共同接地；以及连接到所述振荡电路的反馈网络。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JC戈斯瓦米，A赫菲尔，
申请(专利权)人：施卢默格海外有限公司，
类型：发明
国别省市：PA[巴拿马]