井下压力波信号的调制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种井下压力波信号的调制系统及方法，该系统包括：通讯接口，用于接收调制控制指令和随钻测量数据，调制控制指令指示调制模式为QPSK调制模式或基带频带调制模式；处理器，用于对随钻测量数据进行编码，根据调制控制指令触发信号调制电路；从上电机转子角位移传感器和下电机转子角位移传感器，获取上电机转子角位移数据和下电机转子角位移数据后发送到电机主控电路，使电机主控电路控制上电机转子转动和下电机转子转动；信号调制电路，用于在被处理器触发后，根据压力波信号调制模式将编码后的随钻测量数据调制为上电机压力波信号和下电机压力波信号后发送到电机主控电路驱动上电机和下电机运行，提高随钻测量数据传输速率。据传输速率。据传输速率。

【技术实现步骤摘要】
井下压力波信号的调制系统及方法


[0001]本专利技术涉及油气钻探
，尤其涉及一种井下压力波信号的调制系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]在现有的井下随钻测量数据传输系统中，泥浆连续波传输装备凭借着可靠性高、传输速率较快的优点而被广泛应用。但是现有传输速率和技术无法满足井下随钻测量信息种类多、数据量大和实时性的更高要求。
[0004]针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种井下压力波信号的调制系统，用以通过双电机双转子的结构，采用不同压力波信号调制模式传输随钻测量数据，提高随钻测量数据的传输速率，增强随钻测量数据在传输过程的灵活性和可靠性，应用于泥浆连续波脉冲器装置，所述泥浆连续波脉冲器装置包括包括：上电机、下电机、分别与上电机和下电机连接的电机主控电路；其中上电机中设有上电机转子、与上电机转子连接的上电机转子角位移传感器；下电机中设有下电机转子、与下电机转子连接的下电机转子角位移传感器；所述井下压力波信号的调制系统包括：
[0006]通讯接口，用于接收调制控制指令和随钻测量数据，所述调制控制指令指示压力波信号调制模式为QPSK调制模式或基带频带调制模式；
[0007]处理器，用于对随钻测量数据进行编码，根据调制控制指令触发信号调制电路；从上电机转子角位移传感器获取上电机转子角位移数据，从下电机转子角位移传感器获取下电机转子角位移数据；将上电机转子角位移数据和下电机转子角位移数据发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机转子角位移数据控制上电机转子转动，根据下电机转子角位移数据控制下电机转子转动；
[0008]信号调制电路，用于在被处理器触发后，根据压力波信号调制模式将编码后的随钻测量数据调制为上电机压力波信号和下电机压力波信号；将上电机压力波信号和下电机压力波信号发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机压力波信号驱动上电机运行，根据下电机压力波信号驱动下电机运行。
[0009]本专利技术实施例还提供一种井下压力波信号的调制方法，应用于泥浆连续波脉冲器装置，所述泥浆连续波脉冲器装置包括：上电机、下电机、分别与上电机和下电机连接的电机主控电路；其中上电机中设有上电机转子、与上电机转子连接的上电机转子角位移传感器；下电机中设有下电机转子、与下电机转子连接的下电机转子角位移传感器；所述井下压力波信号的调制方法包括：
[0010]接收调制控制指令和随钻测量数据，所述调制控制指令指示压力波信号调制模式为QPSK调制模式或基带频带调制模式；
[0011]对随钻测量数据进行编码，根据调制控制指令触发信号调制电路；从上电机转子角位移传感器获取上电机转子角位移数据，从下电机转子角位移传感器获取下电机转子角位移数据；将上电机转子角位移数据和下电机转子角位移数据发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机转子角位移数据控制上电机转子转动，根据下电机转子角位移数据控制下电机转子转动；
[0012]根据压力波信号调制模式将编码后的随钻测量数据调制为上电机压力波信号和下电机压力波信号；将上电机压力波信号和下电机压力波信号发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机压力波信号驱动上电机运行，根据下电机压力波信号驱动下电机运行。
[0013]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述井下压力波信号的调制方法。
[0014]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述井下压力波信号的调制方法。
[0015]本专利技术实施例中的井下压力波信号的调制系统通过双电机双转子的结构，采用不同压力波信号调制模式传输随钻测量数据，包括：通讯接口，用于接收调制控制指令和随钻测量数据，所述调制控制指令指示压力波信号调制模式为QPSK调制模式或基带频带调制模式；处理器，用于对随钻测量数据进行编码，根据调制控制指令触发信号调制电路；从上电机转子角位移传感器获取上电机转子角位移数据，从下电机转子角位移传感器获取下电机转子角位移数据；将上电机转子角位移数据和下电机转子角位移数据发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机转子角位移数据控制上电机转子转动，根据下电机转子角位移数据控制下电机转子转动；信号调制电路，用于在被处理器触发后，根据压力波信号调制模式将编码后的随钻测量数据调制为上电机压力波信号和下电机压力波信号；将上电机压力波信号和下电机压力波信号发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机压力波信号驱动上电机运行，根据下电机压力波信号驱动下电机运行，可以提高随钻测量数据的传输速率，增强随钻测量数据在传输过程的灵活性和可靠性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0017]图1为本专利技术实施例中泥浆连续波脉冲器装置；
[0018]图2为本专利技术实施例中井下压力波信号的调制系统的结构示意图；
[0019]图3A、图3B、图3C为本专利技术实施例中转阀上转子、转阀下转子、转阀定子的结构示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例中信号调制电路采用QPSK调制模式产生压力波信号的具体实例示意图；
[0021]图5为本专利技术实施例中信号调制电路采用QPSK调制模式产生的压力波信号波形图；
[0022]图6为本专利技术实施例中信号调制电路采用基带频带调制模式产生压力波信号的具体实例示意图；
[0023]图7为本专利技术实施例中信号调制电路采用基带频带调制模式产生的压力波信号波形图；
[0024]图8为为本专利技术实施例中井下压力波信号的调制系统的一工作原理示意图；
[0025]图9为本专利技术实施例中井下压力波信号的调制方法的处理流程图；
[0026]图10为本专利技术一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0028]油气钻探需要测量井下信息，并将测量信息传输到地面，以便监测井下钻具、井筒和地层情况。通常情况下钻井作业需要把几百根长度不到10米的钻杆接起来，并在最下端连接钻铤、测量工具、动力钻具和钻头等。通过施加适当钻压，并旋转钻柱或循环泥浆驱动井底动力钻具旋转带动钻头破碎岩石。在钻进过程中，通过泥浆泵向钻柱水眼泵入泥浆，泥浆从钻头流出，沿钻柱与井壁之间的环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下压力波信号的调制系统，其特征在于，应用于泥浆连续波脉冲器装置，所述泥浆连续波脉冲器装置包括：上电机、下电机、分别与上电机和下电机连接的电机主控电路；其中上电机中设有上电机转子、与上电机转子连接的上电机转子角位移传感器；下电机中设有下电机转子、与下电机转子连接的下电机转子角位移传感器；所述井下压力波信号的调制系统包括：通讯接口，用于接收调制控制指令和随钻测量数据，所述调制控制指令指示压力波信号调制模式为QPSK调制模式或基带频带调制模式；处理器，用于对随钻测量数据进行编码，根据调制控制指令触发信号调制电路；从上电机转子角位移传感器获取上电机转子角位移数据，从下电机转子角位移传感器获取下电机转子角位移数据；将上电机转子角位移数据和下电机转子角位移数据发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机转子角位移数据控制上电机转子转动，根据下电机转子角位移数据控制下电机转子转动；信号调制电路，用于在被处理器触发后，根据压力波信号调制模式将编码后的随钻测量数据调制为上电机压力波信号和下电机压力波信号；将上电机压力波信号和下电机压力波信号发送到电机主控电路，以使电机主控电路根据上电机压力波信号驱动上电机运行，根据下电机压力波信号驱动下电机运行。2.如权利要求1所述的井下压力波信号的调制系统，其特征在于，所述泥浆连续波脉冲器装置，还包括：转阀上转子、转阀下转子、转阀定子，其中，转阀上转子与上电机转子为刚性连接，上电机转子带动转阀上转子转动；转阀下转子与下电机转子为刚性连接，下电机转子带动转阀下转子转动；转阀定子位于转阀上转子与转阀下转子之间，用于配合转阀上转子和转阀下转子的转动产生压力波。3.如权利要求1所述的井下压力波信号的调制系统，其特征在于，处理器还用于在根据调制控制指令触发信号调制电路之前：在压力波信号调制模式为QPSK调制模式时，根据预定规则将编码后的随钻测量数据处理成：用于产生上电机压力波信号的随钻测量数据，和用于产生下电机压力波信号的随钻测量数据，提供给信号调制电路；在压力波信号调制模式为基带频带调制模式时，根据随钻测量数据的变化速率将编码后的随钻测量数据处理成：用于产生上电机压力波信号的随钻测量数据，和用于产生下电机压力波信号的随钻测量数据，提供给信号调制电路。4.如权利要求1所述的井下压力波信号的调制系统，其特征在于，信号调制电路具体用于：在压力波信号调制模式为QPSK调制模式时，按如下公式将编码后的随钻测量数据调制为上电机压力波信号和下电机压力波信号：为上电机压力波信号和下电机压力波信号：其中，φ1(t)为不同时刻的上电机压力波的调制信号，φ2(t)为不同时刻的下电机压力波的调制信号，T
S
为四进制符号间隔，w
c
为调制信号的角频率，t为时间。
5.如权利要求1所述的井下压力波信号的调制系统，其特征在于，信号调制电路具体用于：在压力波信号调制模式为基带频带调制模式时，按如下公式将编码后的随钻测量数据调制为上电机压力波信号和下电机压力波信号：压力波信号和下电机压力波信号：其中，f1(t)为不同时刻的上电机压力波信号，f2(t)为不同时刻的下电机压力波信号，A1、A2、B1、B2为大于等于零的常数，w2为f2(t)的角频率，为连续波信号的相位，n为自然数，T为低频信号的周期，t为时间。6.如权利要求1所述的井下压力波信号的调制系统，其特征在于，井下压力波信号的调制系统还包括：不间断时钟，用于向处理器提供时钟信号；处理器还用于：根据所述时钟信号，对所述井下压力波信号的调制系统的运行状态进行监控。7.一种井下压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家进，艾维平，窦修荣，毛为民，王鹏，贾衡天，樊懿锋，魏志刚，王磊，郭贤伟，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：