[发明专利]一种井下仪器与地面控制系统之间的通讯方法及通讯电路

说明书

本发明公开了一种井下仪器与地面控制系统之间的通讯方法及通讯电路，本发明采用主总线将井下仪器与井上设备连接在一起，井下仪器与井上设备之间采用曼切斯特Ⅱ编码格式进行通讯；井下仪器通过极性隔离变压器接收主总线上符合曼切斯特Ⅱ编码格式的命令或数据，由信号处理电路直接读取，经信号处理电路处理后的并行数据再经编码/解码器转换成符合曼切斯特Ⅱ编码格式的命令或数据送至信号驱动电路，并由驱动隔离变压器通过主总线送至地面控制系统。本发明省去了现有技术中的地址锁存器，移位寄存器，触发器等大量分立器件的使用，减少了通讯电路的功耗和热耗散，有效减少恒温系统的工作负担和硬件成本开销。具有通讯可靠，传输稳定的特点。

技术领域

本发明涉及一种井下仪器与地面控制系统之间的通讯方法及通讯电路，属于油井通讯技术领域。

背景技术

随着原油开采的深入，提高采油效率，从油井的钻井到使用的全寿命过程中，都需要准确、全面了解其自身状况以及周边的地质情况变化，以便于制定相应的开采计划。在油井测量过程中，井下仪器与井上设备之间的联系通常通过通讯电路进行连接。

目前进口的通讯电设备是由地址锁存器，移位寄存器，触发器等分立元件搭建的曼切斯特通讯电路，数字信号处理芯片通过并口访问通讯接口，并口通讯距离有限，且抗干扰性差。且由于进口产品大量采用分立元件搭建，硬件成本较高、体积大和通讯功耗都较大，加大了恒温系统的负担。

国内现有的通讯设备虽然集成度高，但大都仅适应常温下使用环境。油田使用环境恶劣，高温高压条件下，通讯设备传输的可靠性较差，而且使用寿命短，设备维护成本较高。

因此，现有技术还存在一些缺陷和不足，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用井下仪器与地面控制系统之间的通讯方法及通讯电路，以解决在井下恶劣工作环境中，通讯电路工作可靠性差、寿命短、维护成本高的问题，从而克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种井下仪器与地面控制系统之间的通讯方法，该方法采用主总线将井下仪器与井上设备连接在一起，井下仪器与井上设备之间采用曼切斯特Ⅱ编码格式进行通讯；井下仪器通过极性隔离变压器接收主总线上符合曼切斯特Ⅱ编码格式的命令或数据，符合曼切斯特Ⅱ编码格式的命令或数据为双极性信号，再通过极性转换电路将双极性信号转换为单极性信号，单极性信号经编码/解码器转换成信号处理电路可直接读取的并行数据由门电路送至信号处理电路；经信号处理电路处理后的并行数据再经编码/解码器转换成符合曼切斯特Ⅱ编码格式的命令或数据送至信号驱动电路，并由驱动隔离变压器通过主总线送至地面控制系统。

前述通讯方法中，所述极性隔离变压器和驱动隔离变压器均采用工作频段为20.83～41.66kHz，最高工作温度不小于200℃，匝数比为1：1的变压器。

前述通讯方法中，所述编码/解码器采用编码和解码可独立操作的Intersil公司出品的HD1-15530-8编码/解码器。

前述通讯方法中，所述编码/解码器与时钟电路连接；时钟电路的时钟源采用4M时钟源，经12位的异步计数器分频为250k和500K两种时钟，提供给编码/解码器作发送时钟和接收时钟。

用于上述通讯方法的本发明的一种井下仪器与地面控制系统之间的通讯电路，包括连接井下仪器和地面控制系统的主总线，主总线经极性隔离变压器与极性转换电路输入端连接，极性转换电路的单极输出端经编码/解码器、门电路与信号处理电路连接，信号处理电路经门电路、编码/解码器与编码/解码器连接，编码/解码器经信号驱动电路和驱动隔离变压器与主总线连接，通过主总线将信号输送至井下仪器。

前述通讯电路中，所述编码/解码器与时钟电路连接。