[发明专利]一种NEXT系列产品MSP430远距离通信系统

说明书

技术领域

本发明属于井下无线通信技术信领域的具体应用，尤其涉及一种NEXT系列产品MSP430远距离通信系统。

背景技术

对于国家来说，居民的衣食住行、工业发展、农业发展、国防建设、经济调控，无一都离不开石油。获得丰富的石油是一个国家繁荣昌盛的重要资本，然而，石油是一种需求巨大的不可再生资源，如何在现有的油井资源条件下，改善采油效率，获取更多的石油资源，是国家能源建设的重要研究课题。

井下通信是油田测量领域的重要技术。井下通信技术能将油井下温度、压力、流量参数实时上传到井上，同时也可以将地面的控制信息发送到井下。应用井下通信系统，油田工作者可以实时掌握井下的工况，制定合理的采油方案以提高油田的生产效率；可以地面远程控制井下设备，有利于油田智能化建设。随着国家石油大量开采，油井的深度也在不断的增加，远距离井下通信技术迫切需要发展。远距离井下通信技术有助于勘探开发石油资源，探明石油油质，测试油井生产状态。研究远距离井下通信有助于提高油田采油效率和加速油田智能化建设。

自20世纪初以来，油田工作者一直在追寻一种可靠、稳定、高效的井下通信手段。然而，由于井下高温高压的工作环境以及其他不确定因素的干扰，井下通信技术 的发展极为缓慢，在过去几十年里，随着通信技术的日益进步以及传感器技术突飞猛进的发展，井下通信领域获得了新的活力。井下通信的通信方式包括有线通信、泥浆压力脉冲通信、电磁波通信、声波通信。2002年大庆油田进行了深井声波传输实验，然而并没有成功接收到信息。2007年，美国圣地亚哥实验室优化了声波通信方式，提高了通信速率，然而使用条件十分有限，仅能应用在空气钻井和欠平衡井。

井下通信系统分为地上电路和井下电路两部分，地上电路的供电可以直接使用地面的电源；井下电路的供电只能采用电池的供电方法。井下空间狭小，电池体积非常有限，因此电池电量也比较少。实际采油工作中，设备由井口下放至井下深处，如无特殊情况，将一直工作至供电电池能量消耗殆尽。为了避免因为需要更换电池而造成油井停工的损失，井下电路最好能够常年稳定地工作。在实现基本通信功能的条件下，只有尽可能降低电路的功耗，才有可能满足实际井下工作需求。因此，设计过程中需要优化硬件设计，减少电路的工作功耗和静态功耗，并且制定合理的电源管理方案，进一步减少电量的损耗。

井口处温度可达50℃，井下温度高达至125℃。系统的温度 对电路有较大影响，为了使研制设备可以正常工作，需要在电路设计、器件选择耐高 温器件。井下空间十分有限，有限空间将给发射、接收电路的设计提出更为严格的要求。比如，水声传输方案发射换能器的设计就受井口直径的限制，为了能达到应有的功率和性能，只能考虑发射截面积不变，尽量增大换能器纵向长度，这造成低频下发射换能器可能过长。同样，接收端电路板设计只有元器件及布线更为紧密，通过增多层数达到设计要求。

我国在远距离井下通信领域的技术比较的落后，部分油井采用的通信方式仍然是传统的有线传输方式。有线传输方式需要铺设很长的线缆，通信系统的建立成本巨大，设备维护困难。另外，井下高温高压的恶劣环境，常常造成线缆损坏，导致通信中断。为满足目前采油工业低成本、稳定运营的需求，本发明应用压力脉冲和水声两种无线通信技术设计远距离井下通信系统。本发明具有结构简单，价格低廉，系统功耗低，性能稳定的特点。

发明内容

为了进一步解决传统井下通信系统存在的弊端。本发明的目的在于提供一种NEXT系列产品MSP430远距离通信系统，该发明具有结构简单，价格低廉，系统功耗低，性能稳定的特点。

为了实现上述系统，本发明采取的技术方案是：