一种井间镜像差分电流型地面收发天线装置及其通信方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种井间镜像差分电流型地面收发天线装置及其通信方法，其装置包括：电流信号收发模块、镜像差分模块、井场噪声分析模块和终端模块，所述电流信号收发模块包括主电流传感器、副电流传感器，其分别安装在目标井及其相邻井的井口；且其与目标井的井下设备构成回路；所述镜像差分模块，用于将电流信号收发模块的电流信号差分处理；所述井场噪声分析模块，用于采集井场噪声并对所述单端信号进行滤波处理；所述终端模块，用于通过回路与目标井的井下设备通信。本发明专利技术通过对目标井与相邻井的接收含噪电流信号的差分处理，增强有效信号的同时大幅抑制噪声，进而提高接收信号信噪比，可实现从安培级的噪声中准确提取出微安级极低频电流信号。极低频电流信号。极低频电流信号。

【技术实现步骤摘要】
一种井间镜像差分电流型地面收发天线装置及其通信方法


[0001]本专利技术属于井下无线通信领域，尤其涉及井下极低频无线通信领域，具体涉及一种井间镜像差分电流型地面收发天线装置及其通信方法。

技术介绍

[0002]随着油田数字化、信息化的快速发展，井下无线通信技术成为了井下数据实时感知、地面遥控井下设备的关键手段，其中，以极低频电磁波为信息载体的井下无线通信是当前的研究热门。
[0003]当地面收发天线作为信号接收源、井下设备作为信号发射源时，井下设备将产层参数转换为极低频电流信号(1Hz至30Hz)，通过油管、套管、地层等复杂介质向地面侧传输。由于井下发射天线空间狭小，采用电池供电，故其发射信号强度极其受限，同时，电流信号经过数千米复杂介质的衰减影响，传至地面时，地面侧有效信号仅为微安级电流。接收源处噪声由温差热电势、化学电势、空间感应电势等复杂噪声源构成，其中，噪声主要来自于油气计量站及其输出集油干线构成的超大尺寸金属接地群体，达安培级，噪声干扰极大。因此，地面收发天线如何从极低信噪比的环境中提取并解调出有效信号是当前面临的一大难题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井间镜像差分电流型地面收发天线装置，其特征在于，包括：电流信号收发模块、镜像差分模块、井场噪声分析模块和终端模块，所述电流信号收发模块包括一个主电流传感器、一个或多个副电流传感器，所述主电流传感器和所述副电流传感器分别安装在目标井的井口及其相邻井的井口；且每个副电流传感器通过油管传输段和井间地层，与主电流传感器、目标井的井下设备构成回路；所述镜像差分模块，用于将电流信号收发模块的带噪声电流信号进行差分处理，并将其输出为目标井的单端信号；所述井场噪声分析模块，用于采集井场噪声的特征量并利用其对所述单端信号进行滤波处理；所述终端模块，用于将目标井的单端信号调制或分解，并通过所述回路与目标井的井下设备通信。2.根据权利要求1所述的井间镜像差分电流型地面收发天线装置，其特征在于，所述地面收发天线装置处于信号接收工况时：目标井的井下设备将测得的井下数据调制成电流信号，所述电流信号沿油管向地面侧传输，所述主电流传感器与N个所述副电流传感器分别感应并输出相应井口油管上的含噪电流信号，其中N≥1。3.根据权利要求2所述的井间镜像差分电流型地面收发天线装置，其特征在于，所述镜像差分模块接收到所述主电流传感器输出的含噪电流信号表示为，接收到N个所述副电流传感器输出的含噪电流信号表示为:，经过差分处理输出待测单端信号为；式中，，，为目标井井口处有效电流信号、为目标井井口处噪声强度、为相邻井井口处有效电流信号、为相邻井井口处噪声强度、为目标井单端信号中有效电流信号、为目标井单端信号中噪声强度。4.根据权利要求2所述的井间镜像差分电流型地面收发天线装置，其特征在于，所述地面收发天线装置处于信号接收工况时，所述主电流传感器与N个所述副电流传感器接收到的有效电流信号方向相反。5.根据权利要求1所述的井间镜像差分电流型地面收发天线装置，其特征在于，所述地面收发天线装置处于信号发射工况时：所述镜像差分模块输出的差分信号经过所述主电流传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红斌，陈庆，周凯，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：