CN107730871A - 一种测井装置的井下数据通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种测井装置的井下数据通信系统，包括容置钻杆中的光纤电缆、光纤插接头、主控制装置、井上通信单元、容置在钻杆内顶端部的井下通信单元、数据采集传感器；井下通信单元与井上通信单元均通过光纤插接头信号连接于光纤电缆的两端，井上通信单元信号连接于主控制装置，数据采集传感器信号连接于井下通信单元；系统通过自下而上形成完整通信链路；改进测井数据传输模式，基于有线链路和光纤电缆的光电转换，完成数据的大容量高准确率传输，确保井下各传感器的参数数据实时准确反馈到井上主控制装置去，数据传输速率高，稳定性强，可扩展多个传感器的大数据量的高速传输，实现全双工通信链路，数据交互控制性显著提高，实用性更强。
Description
技术领域
本发明涉及石油测井仪器设备及系统的通信技术相关领域，更具体的说，本发明涉及一种测井装置的井下数据通信系统。
背景技术
目前，在石油、地质等勘探技术领域，随着测井技术的发展，获取井下信息的手段越来越多，测试的参数也越来越多。现有的测井手段基本都是将仪器设备下放至井下测试段，测试后通过专用的电缆将数据传送至地面，以达到实时监测井下或井底情况的技术目的。
然而现有技术中常用的电缆通信传输模式仍然是采用井下仪器向地面发送数据的单工通信模式：即地面通信装置只能被动地接收由井下仪器设备发送上来的测量数据，并不能主动对所需的测量数据进行选择，或是根据需要在多个不同的井下仪器设备之间进行数据采集的切换。当需要监测多个参数以及对多个油井进行测试时，大量测量数据的涌入很容易达到数据传输线缆的速率上限，造成地面装置对数据处理的产生极大的时延，影响工作效率，更有甚者出现时效性错误。
本发明旨在研究设计一种专门用于测井的井下数据通信系统，为保证数据传输准确性及效率，采取光纤线缆进行全双工数据传输模式通信，显著提高井下数据通信效率，同时抗干扰能力强，传输距离远。
发明内容
基于背景技术内容部分的技术目标，本发明所采取的技术方案是设计一种测井装置的井下数据通信系统，包括有：容置在钻杆中的光纤电缆、光纤插接头、主控制装置、井上通信单元、容置在钻杆内顶端部的井下通信单元、至少一数据采集传感器；其特征在于：所述井下通信单元与井上通信单元均通过所述光纤插接头信号连接于所述光纤电缆的两端，所述井上通信单元信号连接于所述主控制装置，所述数据采集传感器信号连接于所述井下通信单元；该系统通过自下而上的数据采集传感器、井下通信单元、光纤插接头、光纤电缆、光纤插接头、井上通信单元、主控制装置形成完整的通信链路。
进一步地，所述光纤插接头内还设有光电转换模块，所述井下通信单元和井上通信单元均通过所述光电转换模块完成与所述光纤插接头的电性信号连接。
进一步地，所述井下通信单元、井上通信单元内均设有内部控制电路，所述内部控制电路包括有数据收发单元、调制解调单元及MCU控制单元；
所述井下通信单元的内部控制电路中MCU控制单元的输入端信号连接于所述数据采集传感器，MCU控制单元的输出端信号连接于调制解调单元的输入端，调制解调单元的输出端信号连接于数据收发单元的输入端，数据收发单元的输出端通过光电转换模块接入所述光纤电缆；
所述井上通信单元的内部控制电路中MCU控制单元的输入端信号连接于所述调制解调单元的输出端，调制解调单元的输入端信号连接于数据收发单元的输出端，数据收发单元的输入端也通过光电转换模块接入所述光纤电缆。
更进一步地，所述主控制装置包括有用于对多链路数据采集传感器通过所述光纤电缆传送回来的采集数据进行分析解读的单片机分析单元以及数据反馈控制单元。
优选的，述的光纤电缆外表层包覆有高强度耐高温腐蚀的复合材料层。
本发明采用上述技术方案和通信方式，改进了原有测井数据传输模式，基于有线链路和光纤电缆的光电转换，完成数据的大容量高准确率传输，确保井下各传感器的参数数据实时准确反馈到井上主控制装置去，数据传输速率高，稳定性强，可扩展性大，可扩展多个传感器的大数据量的高速传输，实现完全的全双工通信链路，数据交互控制性显著提高，实用性更强。
附图说明
图1为本发明测井装置的井下数据通信系统的结构示意简图。
标记说明：
1-钻杆，2-光纤电缆，3-光纤插接头，4-主控制装置，5-数据采集传感器，6-井上通信单元，7-井下通信单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明所采取的技术方案是设计一种测井装置的井下数据通信系统，包括有：容置在钻杆1中的光纤电缆2、光纤插接头3、主控制装置4、井上通信单元6、容置在钻杆1内顶端部的井下通信单元7、至少一数据采集传感器5；井下通信单元7与井上通信单元6均通过光纤插接头3信号连接于光纤电缆2的两端，井上通信单元6信号连接于主控制装置4，数据采集传感器5信号连接于井下通信单元7；该系统通过自下而上的数据采集传感器5、井下通信单元7、光纤插接头3、光纤电缆2、光纤插接头3、井上通信单元6、主控制装置4形成完整的通信链路。
光纤插接头3内还设有光电转换模块(图中未标记出)，井下通信单元7和井上通信单元6均通过光电转换模块完成与光纤插接头3的电性信号连接。
井下通信单元7、井上通信单元6内均设有内部控制电路，内部控制电路包括有数据收发单元、调制解调单元及MCU控制单元；
井下通信单元7的内部控制电路中MCU控制单元的输入端信号连接于数据采集传感器5，MCU控制单元的输出端信号连接于调制解调单元的输入端，调制解调单元的输出端信号连接于数据收发单元的输入端，数据收发单元的输出端通过光电转换模块接入所述光纤电缆；
井上通信单元6的内部控制电路中MCU控制单元的输入端信号连接于调制解调单元的输出端，调制解调单元的输入端信号连接于数据收发单元的输出端，数据收发单元的输入端也通过光电转换模块接入所述光纤电缆。
主控制装置4包括有用于对多链路数据采集传感器5通过光纤电缆2传送回来的采集数据进行分析解读的单片机分析单元以及数据反馈控制单元。
优选的，光纤电缆2外表层包覆有高强度耐高温腐蚀的复合材料层。
本发明采用上述技术方案和通信方式，改进了原有测井数据传输模式，基于有线链路和光纤电缆2的光电转换，完成数据的大容量高准确率传输，确保井下各传感器的参数数据实时准确反馈到井上主控制装置去，数据传输速率高，稳定性强，可扩展性大，可扩展多个传感器的大数据量的高速传输，实现完全的全双工通信链路，数据交互控制性显著提高，实用性更强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种测井装置的井下数据通信系统，包括有：容置在钻杆中的光纤电缆、光纤插接头、主控制装置、井上通信单元、容置在钻杆内顶端部的井下通信单元、至少一数据采集传感器；其特征在于：所述井下通信单元与井上通信单元均通过所述光纤插接头信号连接于所述光纤电缆的两端，所述井上通信单元信号连接于所述主控制装置，所述数据采集传感器信号连接于所述井下通信单元；该系统通过自下而上的数据采集传感器、井下通信单元、光纤插接头、光纤电缆、光纤插接头、井上通信单元、主控制装置形成完整的通信链路。
2.如权利要求1的一种测井装置的井下数据通信系统，其特征在于：所述光纤插接头内还设有光电转换模块，所述井下通信单元和井上通信单元均通过所述光电转换模块完成与所述光纤插接头的电性信号连接。
3.如权利要求2的一种测井装置的井下数据通信系统，其特征在于：所述井下通信单元、井上通信单元内均设有内部控制电路，所述内部控制电路包括有数据收发单元、调制解调单元及MCU控制单元；
所述井下通信单元的内部控制电路中MCU控制单元的输入端信号连接于所述数据采集传感器，MCU控制单元的输出端信号连接于调制解调单元的输入端，调制解调单元的输出端信号连接于数据收发单元的输入端，数据收发单元的输出端通过光电转换模块接入所述光纤电缆；
所述井上通信单元的内部控制电路中MCU控制单元的输入端信号连接于所述调制解调单元的输出端，调制解调单元的输入端信号连接于数据收发单元的输出端，数据收发单元的输入端也通过光电转换模块接入所述光纤电缆。
4.如权利要求1的一种测井装置的井下数据通信系统，其特征在于：所述主控制装置包括有用于对多链路数据采集传感器通过所述光纤电缆传送回来的采集数据进行分析解读的单片机分析单元以及数据反馈控制单元。
5.如权利要求1的一种测井装置的井下数据通信系统，其特征在于：所述的光纤电缆外表层包覆有高强度耐高温腐蚀的复合材料层。
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