[发明专利]一种基于ADSL通信的智能钻柱双工信息传输系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于ADSL通信的智能钻柱双工信息传输系统及方法，计算机控制地面电力输送模块将市电通过电力线输送给井下电力接受处理模块，井下电力接受处理模块通过电力供给模块为导向工具控制电路、井下控制模块、井下信号调理电路、井下参数测试电路、井下传感器、井下ADSL载波信号处理端供能；井下ADSL载波信号处理端与地面ADSL载波信号处理端连接，地面ADSL载波信号处理端与计算机连接。ADSL在传输速率和传输距离上均满足智能钻柱的要求，有效提高钻杆空间利用效率，采用DMT调制解调方法，从信道自适应和抗干扰等方面提高了系统的性能和通信可靠性。

技术领域

本发明属于随钻测井技术领域，尤其涉及一种基于ADSL通信的智能钻柱双工信息传输系统及方法。

背景技术

如今，随钻测量技术虽然已经在很大程度上实现了对井眼几何参数、定向参数、井下工况参数等进行测试。然而始终无法实现井下测控设备和地面控制中心之间的实时数据通信，井下的参数信息无法及时传送给控制中心，相应的地面的控制信息也没办法及时传送到井下的控制器件中。因此，井下设备同地面控制中心之间的双工通信是必须解决的问题。

现有技术以及其存在的缺陷：

(1)钻井液压力脉冲法

钻井液压力脉冲法提出最早，也是目前发展最成熟、应用最广泛的传输方法。主要用于随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)中。它是运用钻杆内的钻井液作为传输介质进行信息传输的。压力波在钻井液中的传输速度约为1200m/s，再加上调制方式的限制以及传输过程中压力波的损耗，要得到有效的解调，传输速率一般只有3ˉ5bps，最快也只有30ˉ40bps。该方法不但速度慢延迟时间长，而且是单向通信，也无法用于欠平衡钻井。

(2)声波法

这种传输方式是根据声波能够沿钻柱传输的原理进行设计的。钻杆内安装有声波脉冲发生器，测量数据对其产生的声波脉冲序列进行调制，被调制的声波脉冲波沿井筒上传，并在地面对其进行解调，从而获得测量数据。声波在钻柱中的传输速度约为500m/s，再加上调制方式的限制以及传输过程中声波的损耗，要得到有效的解调，传输速率一般只有20ˉ30bps。

(3)电磁波法

电磁波法的提出也比较早，可以追溯到20世纪40年代，我国对电磁波传播在20世纪90年代也进行了有关研究，取得了一定成果，但至今未进行商业化应用。2005年，俄罗斯推出的电磁波随钻测量系统(EM-MWD)在胜利油田进行了现场试验，效果亦不尽如人意。其基本工作原理就是通过在井底下发送低频电磁波沿井筒传输到地面实现信息的传输。其使用有两大限制，一是载波频率只能是低频，一般为30Hz以下，数据传输速率很难提高；二是传输深度受地层电阻率影响较大，要求地层有较高的电阻率，因此，很难推广使用。

以上各种方法都是无线传输，传输速度慢，实时性差，工艺复杂，难以实现对井下钻井参数的实时测控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ADSL通信的智能钻柱双工信息传输系统及方法，旨在解决现有的钻井通信方法传输速度慢，实时性差，工艺复杂，难以实现对井下钻井参数的实时测控的问题。

本发明是这样实现的，一种基于ADSL通信的智能钻柱双工信息传输系统包括地面电力输送模块、市电电源、计算机、井下电力接受处理模块、电力供给模块、导向工具控制电路、井下控制模块、井下信号调理电路、井下参数测试电路、井下传感器、井下ADSL载波信号处理端、地面ADSL载波信号处理端；

所述的计算机控制地面电力输送模块将市电转化为一定电压的直流电并通过电力线输送给井下电力接受处理模块，井下电力接受处理模块通过电力供给模块将直流电转化为所需要的电压后与导向工具控制电路、井下控制模块、井下信号调理电路、井下参数测试电路、井下传感器、井下ADSL载波信号处理端连接，并为其供能；