[发明专利]一种抽油机井变频干扰通信装置及其通信方法

权利要求书

1.一种抽油机井变频干扰通信装置，包括地面主机(1)、变频/非变频电动机(2)、抽油杆(3)、油管(4)、电磁线圈/霍尔传感器/机械开关(5)或压力传感器(8)和井下主机(7)，其特征在于：所述地面主机(1)可控制变频/非变频电动机(2)的运行频率或启停状态，井下主机(7)能够通过电磁线圈/霍尔传感器/机械开关(5)或压力传感器(8)检测出抽油杆(3)的上下运行的行程周期；

所述地面主机(1)能够降低或提高变频电动机的工作频率，实现延长或缩短抽油杆(3)的行程周期，也能够控制非变频电机的启停状态，延长抽油杆(3)的行程周期；

所述地面主机(1)能够降低或提高变频电动机的工作频率，将抽油杆(3)的行程周期增加或减少一个固定的时间值，如果能够实现N种不同的干扰程度，且井下主机能够识别并区分这N种周期变化，该装置就能够用最高“N+1进制”的数据编码进行的数据通信；

所述地面主机(1)能够控制非变频电动机的启停状态，将抽油杆(3)的行程周期增加一个足够的时间值，让井下主机(7)能够识别到周期变化，该装置就能够用“二进制”的数据编码进行的数据通信。

2.根据权利要求1所述的一种抽油机井变频干扰通信装置，其特征在于：所述抽油杆(3)带着抽油泵(6)上行时，将套管内的液体抽走，套管压力会持续下降；当抽油杆(3)带着抽油泵(6)下行时，地层会向套管内渗出液体，缓慢恢复套管压力，井下主机(7)通过压力传感器(8)连续采样套管内压力曲线并进行识别，计算出每一个行程的周期。

3.根据权利要求1所述的一种抽油机井变频干扰通信装置，其特征在于：地面主机(1)将要向井下传输的数据进行编码时，能够采用混合进制特殊编码形式，尽量多使用不干扰行程，多使用“0”编码，减少对抽油机的运行干扰。

4.一种抽油机井变频干扰通信装置的通信方法，其特征在于：所述抽油机井变频干扰通信装置包括如权利要求1-3中任一所述的抽油机井变频干扰通信装置，所述方法包括步骤：

地面主机对通信信息进行编码并得到第一数据编码；

所述地面主机对所述第一数据编码增加校验码并得到第二数据编码；

所述地面主机对所述第二数据编码进行加密并得到第三数据编码；

根据所述第三数据编码所述地面主机向电动机发送控制指令；

根据所述控制指令所述电动机干扰抽油杆在油管中的运动；

井下主机检测所述抽油杆在所述油管中运行的实际周期；

所述井下主机判断所述实际周期与稳定周期的时间差；

所述井下主机通过所述时间差解析出所述第三数据编码；

所述井下主机解密所述第三数据编码并得到所述第二数据编码；

所述井下主机校验所述第二数据编码并得到所述第一数据编码；

根据所述第一数据编码所述井下主机获取所述地面主机发送的所述通信信息。

5.根据权利要求4中所述的抽油机井变频干扰通信装置的通信方法，其特征在于：所述井下主机检测所述抽油杆在所述油管中运行的实际周期包括步骤：

将所述井下主机与压力传感器电路连接；

所述井下主机通过所述压力传感器进行连续的快速采样，形成“压力-时间”曲线；

所述井下主机识别周期性变化的“压力-时间”，得出抽油杆在油管中运动的实际周期。

6.根据权利要求4中所述的抽油机井变频干扰通信装置的通信方法，其特征在于：在地面主机对通信信息进行编码并得到第一数据编码之前还包括步骤：

获取所述抽油杆在油管中运动的所述稳定周期；

根据所述稳定周期设置不同的所述时间差所对应的所述第一数据编码。