[发明专利]基于直流载波的井下双向通信系统

说明书

本发明公开了一种基于直流载波的井下双向通信系统，包括数据转发模块、下行数据分析及重组帧模块、本地执行模块、第一直流载波调制模块、交直流转换单元、第一可调制直流电源输出及数据处理模块、第一直流载波解调模块、上行数据分析及重组帧模块、以及终端单元；终端单元：包括第二可调制直流电源输出及数据处理模块、第二直流载波解调模块、终端主控模块和第二直流载波调制模块。本系统是针对井下恶劣的环境造成数据的不可靠等情况提出的一种基于直流载波的井下双向通信系统，实现了向井下供电和上、下行数据的双向通信，数据传输过程中本系统采用的数字信号，提高了信息的传输的准确率，加强了系统的抗噪声性能。

技术领域

本发明属于页岩油气开采通信技术领域，尤其是涉及一种基于直流载波的井下双向通信系统。

背景技术

页岩油气属于非常规。但作为石油天然气的替代能源，对其的开采既有重要意义。近年来，虽然中国页岩油气的开采量，在不断提升，但是还是无法满足国内的需求。中国土地辽阔页岩油气资源丰富，但是对其的探测和开发也只是一小部分。页岩油气的技术已有一定的储备，但是需要一种高效的开采技术，来提高页岩油气的开采。目前，国内很多石油企业都对页岩油气进行开采，但大多都是无功而返。因为在井下，高温高噪的条件下，严重影响了数据传输的精度，导致开采设备的损坏，传输数据的丢失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于直流载波的井下双向通信系统。能够提高信息的传输准确率，加强系统的抗噪声性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于直流载波的井下双向通信系统，包括数据转发模块、下行数据分析及重组帧模块、本地执行模块、第一直流载波调制模块、交直流转换单元、第一可调制直流电源输出及数据处理模块、第一直流载波解调模块、上行数据分析及重组帧模块、以及终端单元；

所述交直流转换单元：用于将交流电源转化成直流电源输出给第一可调制直流电源输出及数据处理模块；

所述数据转发模块：与上位机连接，实现数据的发送和接收，并存储数据；

所述下行数据分析及重组帧模块：通过下行数据分析及重组帧模块对数据转发模块发送过来的数据进行分析，若为本地执行数据帧则将数据帧发送给本地执行模块，若为终端数据帧，则需要重新组帧，在数据帧加上传输导引帧头和校验帧尾，然后转发到第一直流载波调制模块；

所述第一直流载波调制模块：用于对下行数据分析及重组帧模块输送过来的终端数据帧进行频移键控调制；

所述第一可调制直流电源输出及数据处理模块：下行数据发送时，将第一直流载波调制模块频移键控调制的信号加载到直流源上，传送至井下的终端单元；接收上行数据时，通过检测校验数据帧来判断是否接收到终端单元发送来的上行的直流载波信号，若收到，则将该直流载波信号进行分离，并将分离出的通信信号发送给第一直流载波解调模块；

所述第一直流载波解调模块：用于对接收的通信信号进行解调，并将解调后的数据帧发送至上行数据分析及重组帧模块；

所述上行数据分析及重组帧模块：一方面，用于分析第一直流载波解调模块发送过来的数据帧，检测数据帧中是否含有传输导引帧头和校验帧尾，若有则将数据帧中的传输导引帧头和校验帧尾去掉，将数据帧重组，然后传输到数据转发模块，再由数据转发模块进行存储；另一方面，用于将本地执行模块反馈的数据传输到数据转发模块，再由数据转发模块，在提钻之后交给上位机处理；

所述本地执行模块：用于执行本地执行数据，以及向上行数据分析及重组帧模块反馈数据；

终端单元：包括第二可调制直流电源输出及数据处理模块、第二直流载波解调模块、终端主控模块和第二直流载波调制模块；