[发明专利]用于多频井下总线通信的系统和方法

权利要求书

1.一种井底钻具，包括：

单线总线；

耦合到所述单线总线的至少一个传统传感器；

耦合到所述单线总线的至少一个通信传感器，其中所述至少一个通信传感器被配置为将在高频同步脉冲和高频数据信号之间交替的通信信号注入到所述单线总线上，并且所述通信信号的第一通信频率比所述至少一个传统传感器的传统信号的第二通信频率大至少一个数量级；

耦合在所述至少一个通信传感器和所述单线总线之间的第一高频通滤波器，其中所述第一高频通滤波器被配置为将所述通信信号从所述至少一个通信传感器传递到所述单线总线；和

耦合在所述至少一个传统传感器和所述单线总线之间的第一高频阻滤波器，其中所述高频阻滤波器被配置为阻断来自所述至少一个通信传感器的所述通信信号干扰所述至少一个传统传感器处的所述传统信号。

2. 如权利要求1所述的井底钻具，包括：

耦合在所述至少一个通信传感器和接地之间的第二高频阻滤波器，其中所述第二高频阻滤波器被配置为将任何低频信号分流到接地，以从所述通信信号中去除所述低频信号；和

耦合在所述至少一个传统传感器和所述接地之间的第二高频通滤波器，其中所述第二高频通滤波器被配置为将任何剩余的高频信号分流到接地，以从所述传统信号中去除所述剩余的高频信号。

3.如权利要求1所述的井底钻具，其包括耦合在第二通信传感器和所述单线总线之间的第二高频通滤波器，其中所述第二高频通滤波器被配置为将所述通信信号从所述单线总线传递到所述第二通信传感器。

4.如权利要求1所述的井底钻具，其包括在所述单线总线的每一端处耦合到所述单线总线的第二高频阻滤波器和第三高频阻滤波器。

5.如权利要求1-3中任一项所述的井底钻具，其中所述第一高频阻滤波器包括彼此并联定位的第一电容器和第一电感器，并且所述第一高频通滤波器包括彼此串联定位的第二电容器和第二电感器。

6.如权利要求5所述的井底钻具，其中所述第一电容器和所述第二电容器各自包括相等的电容值，并且所述第一电感器和所述第二电感器各自包括相等的电感值。

7.如权利要求1所述的井底钻具，其中所述至少一个传统传感器包括加速度计、陀螺仪或磁力计。

8.如权利要求1所述的井底钻具，其中所述至少一个通信传感器被配置为测量所述井底钻具周围的地层的电阻率。

9.如权利要求1所述的井底钻具，其中所述单线总线被配置为从所述至少一个通信传感器的第一通信传感器接收所述高频同步脉冲，其中所述高频同步脉冲与所述高频数据信号具有相同的频率，并且其中所述高频同步脉冲被用于同步耦合到所述单线总线的所述通信传感器，而不干扰在所述传统传感器处接收的所述传统信号。

10.如权利要求1所述的井底钻具，其中所述至少一个通信传感器包括收发器。

11.一种用于耦合到单线总线的至少两个高频通信传感器之间的井下通信的方法，包括：

将来自所述至少两个高频通信传感器中的第一高频通信传感器的电通信信号注入到井筒内井底钻具的所述单线总线上；

使用高频通滤波器从所述单线总线滤除源自所述井底钻具的第一传统传感器的传统信号；

在所述至少两个高频通信传感器的第二高频通信传感器处接收来自所述高频通滤波器的所述电通信信号。

12.如权利要求11所述的方法，包括：

将来自所述井底钻具的所述第一传统传感器的所述传统信号注入到所述井底钻具的所述单线总线上；

使用高频阻滤波器从所述单线总线对来自所述井底钻具的所述第一高频通信传感器的所述电通信信号进行滤波；

在所述井底钻具的第二传统传感器处接收来自所述高频阻滤波器的所述传统信号。