井下双向通信试验方法技术

本发明专利技术公开了一种井下双向通信试验方法，包括：搭建井下双向通信试验系统，在室内对井下双向通信试验系统进行调试；在不同电磁噪声环境下，井下发射接收器入井后，记录井下发射接收器在井下发射的井下数据，记录信号强度随深度变化的数据，并测试双向通信，记录测试数据；在井下发射接收器下放过程中，当井下发射接收器下到预定的多个深度位置时，分别进行双向通信测试，记录测试数据和信号强度；在井下发射接收器起出期间，分别在井下预定的多个深度位置进行双向通信测试，记录测试数据和信号强度。本发明专利技术能够实现井下双向通信系统的可靠性、适用性验证，确定进行通信的电磁波的最佳载波频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信测试
，特别是涉及一种井下双向通信试验方法。
技术介绍
井下双向通信技术是一种“套管-地层”复合环境下的无线通信技术，通过电磁波能够将井下传感器的相关信息传输到地面，并能将地面的控制指令传输到井下系统，是未来井底监测、智能完井的先进技术手段。系统由地面平台、天线系统、井下发射接收器等组成。工作方式为：井下发射接收器，将井下传感器采集到的数据调制在无线电磁波上，发送电磁波到地面接收天线，再传输到地面信息处理平台，该平台对电磁波进行解调处理，获得井下压力、温度数据进行实时监测，决策者可以进行实时数据分析、解释，在第一时刻做出相应措施。同时，决策者又可在地面控制平台发出控制指令，天线模块向井下发射接收器发送调制控制指令的电磁波，井下发射接收器通过接收到电磁波解调出控制指令，并执行相应的操作，实现双向通信。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种井下双向通信试验方法，能够对井下双向通信系统进行可靠性，适用性验证。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：井下双向通信试验方法，包括：搭建井下双向通信试验系统，并在室内对所述井下双向通信试验系统进行调试；测量井场电磁噪声环境；将井下发射接收器管串入井，在井下发射接收器入井后，记录井下发射接收器在井下发射的井下数据，记录信号强度随深度变化的数据，并进行双向通信，记录第一信号强度、第一发射电流大小、第一发射的数据信息和第一发射时间点；通信传输距离验证：在井下发射接收器下放过程中，井下发射接收器分别在井下多个深度位置停驻第一预设时间进行测试，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第二信号强度、第二发射电流大小、第二发射的数据信息和第二发射时间点；井下数据读取试验：在井下时，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第三信号强度、第三发射电流大小、第三发射的数据信息和第三发射时间点；起出期间数据录取：在井下发射接收器起出期间，分别在下放过程中停留的深度位置停驻第一预设时间进行测试，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第四信号强度、第四发射电流大小、第四发射的数据信息和第四发射时间点。所述井下双向通信试验系统包括井下传感器和井下存储器，井下传感器采集井下数据，并将采集到的井下数据及采集时间点通过井下发射接收器发射到地面，以及将采集到的井下数据实时存储在井下存储器中，并记录第五发射时间点。将井下发射接收器管串入井时，采用钢丝绳或连续油管将井下发射接收器管串入井。所述多个深度位置包括井下100m、井下300m、井下500m、井下1000m和井下2000m，所述第一预设时间为15min。在室内对所述井下双向通信试验系统进行调试的方法包括：上电启动井下发射接收器,判断是否每隔第二预设时间是否接收到一组包括时间数据、压力数据、温度数据、发射电平数据和接收电平数据的测试数据，若是，则认为井下发射接收器正常；关闭井下发射接收器,判断井下发射接收器在第三预设时间内是否接收到测试数据，若否，则认为井下发射接收器正常；开启井下发射接收器，判断是否每隔第二预设时间是否接收到一组包括时间数据、压力数据、温度数据、发射电平数据和接收电平数据的测试数据，若是，则认为井下发射接收器启动；系统稳定性测试：判断井下双向通信试验系统在第四预设时间内是否正常工作，若是，则认为系统稳定性正常；关闭井下发射接收器,判断井下发射接收器在第三预设时间内是否接收到测试数据，若否，则认为井下发射接收器正常。所述井下双向通信试验方法还包括井下发射接收器试压：将地面组装好的井下发射接收器从低到高依次试压40Mpa、稳压10min，80Mpa、稳压10min。所述井下发射接收器发射的电磁波的中心频率为3～20Hz。测量井场电磁噪声环境的方法包括：搭建无线通信系统，地面控制分析平台一端通过天线连接井口装置，地面控制分析平台另一端通过天线连接地线，地线还与大地相连；改变地线的接地端到井口装置的距离，测量井场电磁噪声，根据测量值选择电磁噪声最小的地方作为初始接地位置。所述井下发射接收器包括电池、上扶正器、上天线杆、电路板、控制短节、绝缘短节、下天线杆和下扶正器，上扶正器的底部连接上天线杆，上天线杆底部连接控制短节，控制短节内设有用于安装电池的电池仓和用于安装电路板的电路板仓，控制短节底部连接绝缘短节，绝缘短节底部连接下天线杆，下天线杆底部连接下扶正器。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够实现对井下双向通信系统的可行性、适用性验证，确定用于进行双向无线通信的电磁波的最佳载波频率。附图说明图1为本专利技术井下双向通信试验方法的流程图；图2为本专利技术中井下双向通信试验系统的示意图；图中，1-钢丝绳，2-钢丝绳连接器，3-电池，4-水泥层，5-大地，6-套管，7-井口装置，8-地面控制分析平台，9-地线，10-天线，11-上扶正器，12-上天线杆，13-电路板，14-绝缘短节，15-下天线杆，16-下扶正器。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，井下双向通信试验方法，包括以下步骤：步骤一、搭建井下双向通信试验系统，并在室内对所述井下双向通信试验系统进行调试。所述井下双向通信试验系统包括井下传感器和井下存储器，井下传感器采集井下数据，并将采集到的井下数据和采集时间点调制在电磁波上，通过井下发射接收器发射到地面，以及将采集到的井下数据实时存储在井下存储器中，并记录第五发射时间点。本专利技术通过将井下传感器采集到的数据通过井下发射接收器发送到地面系统，同时将井下传感器采集到的数据实时存储在井下存储器中，通过对比地面系统接收到的数据和井下存储器存储的数据，从而验证井下发射接收器将数据发送到地面系统的过程中对数据传输的影响，并验证通信可靠性。如图2所示，所述井下双向通信试验系统包括地面控制分析平台8和井下发射接收器，地面控制分析平台8一端接大地5（零电势），另一端接井口装置7，井口装置7与套管6连接，钢丝绳1与管串之间有钢丝绳连接器2，管串后接井下发射接收器。所所述井下发射接收器包括电池3、上扶正器11、上天线杆12、电路板13、控制短节、绝缘短节14、下天线杆15和下扶正器16，上扶正器11的底部连接上天线杆12，上天线杆12底部连接控制短节，控制短节内设有用于安装电池3的电池仓和用于安装电路板13的电路板仓，控制短节底部连接绝缘短节14，绝缘短节14底部连接下天线杆15，下天线杆15底部连接下扶正器16，其中电池3的工作温度大于120℃。在室内对所述井下双向通信试验系统进行调试的方法包括：连接井下发射接收器、数据采集卡和接口箱，在终端解调界面设置采样率、频率和压力计（本实施例中，采样率2000，中心频率设置6.25，压力计选用频率式电子压力计）；上电启动井下发射接收器,判断是否每隔第二预设时间（本实施例中第二预设时间为4min）是否接收到一组包括时间数据、压力数据、温度数据、发射电平数据和接收电平数据的测试数据，若是，则认为井下发射接收器正常；触发停止指令，关闭井下发射接收器,判断井下发射接收器在第三预设时间（本实施例中第三预设时间为8min）内是否接收到测试数据，若否，则认为井下发射接收器正常；触本文档来自技高网...

【技术保护点】
井下双向通信试验方法，其特征在于：包括：搭建井下双向通信试验系统，并在室内对所述井下双向通信试验系统进行调试；测量井场电磁噪声环境；将井下发射接收器管串入井，在井下发射接收器入井后，记录井下发射接收器在井下发射的井下数据，记录信号强度随深度变化的数据，并进行双向通信，记录第一信号强度、第一发射电流大小、第一发射的数据信息和第一发射时间点；通信传输距离验证：在井下发射接收器下放过程中，井下发射接收器分别在井下多个深度位置停驻第一预设时间进行测试，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第二信号强度、第二发射电流大小、第二发射的数据信息和第二发射时间点；井下数据读取试验：在井下时，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第三信号强度、第三发射电流大小、第三发射的数据信息和第三发射时间点；起出期间数据录取：在井下发射接收器起出期间，分别在下放过程中停留的深度位置停驻第一预设时间进行测试，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第四信号强度、第四发射电流大小、第四发射的数据信息和第四发射时间点。

【技术特征摘要】
2016.06.29 CN 201610507297X1.井下双向通信试验方法，其特征在于：包括：搭建井下双向通信试验系统，并在室内对所述井下双向通信试验系统进行调试；测量井场电磁噪声环境；将井下发射接收器管串入井，在井下发射接收器入井后，记录井下发射接收器在井下发射的井下数据，记录信号强度随深度变化的数据，并进行双向通信，记录第一信号强度、第一发射电流大小、第一发射的数据信息和第一发射时间点；通信传输距离验证：在井下发射接收器下放过程中，井下发射接收器分别在井下多个深度位置停驻第一预设时间进行测试，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第二信号强度、第二发射电流大小、第二发射的数据信息和第二发射时间点；井下数据读取试验：在井下时，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第三信号强度、第三发射电流大小、第三发射的数据信息和第三发射时间点；起出期间数据录取：在井下发射接收器起出期间，分别在下放过程中停留的深度位置停驻第一预设时间进行测试，分别测试井场正常供电状态和井场停电状态时的双向通信，记录第四信号强度、第四发射电流大小、第四发射的数据信息和第四发射时间点。2.根据权利要求1所述的井下双向通信试验方法，其特征在于：所述井下双向通信试验系统包括井下传感器和井下存储器，井下传感器采集井下数据，并将采集到的井下数据及采集时间点通过井下发射接收器发射到地面，以及将采集到的井下数据实时存储在井下存储器中，并记录第五发射时间点。3.根据权利要求1所述的井下双向通信试验方法，其特征在于：将井下发射接收器管串入井时，采用钢丝绳或连续油管将井下发射接收器管串入井。4.根据权利要求1所述的井下双向通信试验方法，其特征在于：所述多个深度位置包括井下100m、井下300m、井下500m、井下1000m和井下2000m，所述第一预设时间为15min。5.根据权利要求1所述的井下双向通信试验方法，其特征在于：在室内对所述井下双向通信试验系统进行调试的方法包括：上电启动井下发射接收器,判断是...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清友，朱海燕，陈贵，郑威，杨亚强，吴晓航，
申请(专利权)人：西华大学，西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51