[发明专利]一种井下电磁无线通讯系统及方法

权利要求书

1.一种井下电磁无线通讯系统，其特征在于，包括井下工具、随钻测井仪器、钻头、随钻测量系统、分别设置在井下工具两端的第一无线电磁通讯装置和第二无线电磁通讯装置；所述第一无线电磁通讯装置和第二无线电磁通讯装置均包括电磁天线线圈结构、无线发射单元结构、无线接收单元结构和通用信号接口；所述电磁天线线圈结构能够通过电天线沿钻杆方向产生轴向交变电流以及通过磁天线产生绕钻杆的交变电流环；所述第一无线电磁通讯装置和第二无线电磁通讯装置的电磁天线线圈结构之间通过电磁信号跨过井下工具进行电磁无线数据通讯；

所述无线发射单元结构包括第一数控开关、第二数控开关、电天线发射信号调制电路、电天线发射功率调整电路、电天线载波频率选择电路、磁天线发射信号调制电路、磁天线发射功率调整电路和磁天线载波频率选择电路；

所述电磁天线线圈结构轴向安装在一钻铤舱体的线圈槽内，所述电磁天线线圈结构外围设置有天线套；所述电磁天线线圈结构包括环形磁芯；在所述环形磁芯上采用螺绕环绕制方式绕有线圈，作为电天线，使得电磁天线线圈结构能够通过电天线沿钻杆方向产生轴向交变电流；在所述环形磁芯上还采用螺线管式绕制方式绕有线圈，作为磁天线，使得电磁天线线圈结构能够通过磁天线产生绕钻杆的交变电流环；作为电天线的线圈两端接出作为电天线接口；作为磁天线的线圈两端接出作为磁天线接口。

2.根据权利要求1所述的井下电磁无线通讯系统，其特征在于，所述第一无线电磁通讯装置中的通用信号接口与所述随钻测井仪器连接，以接收随钻测井仪器测量的钻头的随钻测井数据；所述第二无线电磁通讯装置中的通用信号接口与所述随钻测量系统连接，以向随钻测量系统发送所述随钻测井数据；

或者，所述第二无线电磁通讯装置中的通用信号接口与所述随钻测量系统连接，以接收随钻测量系统的井上数据；所述第一无线电磁通讯装置中的通用信号接口与所述随钻测井仪器连接，以向随钻测井仪器发送所述井上数据。

3.根据权利要求1所述的井下电磁无线通讯系统，其特征在于，所述第一数控开关的一端和第二数控开关的一端分别连接所述通用信号接口；所述第一数控开关的另一端、电天线发射信号调制电路、电天线发射功率调整电路和电天线载波频率选择电路依次串接，所述电天线载波频率选择电路连接所述电天线接口；所述第二数控开关的另一端、磁天线发射信号调制电路、磁天线发射功率调整电路和磁天线载波频率选择电路依次串接，所述磁天线载波频率选择电路连接所述磁天线接口；

所述第一数控开关和第二数控开关根据预先设置的通断时长进行通断，所述通断时长根据数据中适用于电天线和磁天线不同特性的电磁信号的分时发送顺序预先设置；

在第一数控开关接通时，数据中适用于电天线的电磁信号经过第一数控开关，经过电天线发射信号调制电路进行信号调制处理，再经过电天线发射功率调整电路进行功率调整处理，再经过电天线载波频率选择电路进行频率选择处理，输出到电天线接口；

在第二数控开关接通时，数据中适用于磁天线的电磁信号经过第二数控开关，经过磁天线发射信号调制电路进行信号调制处理，再经过磁天线发射功率调整电路进行功率调整处理，再经过磁天线载波频率选择电路进行频率选择处理，输出到磁天线接口。