專利名稱：一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于深井中的地面系統(tǒng)和井下儀器的供電與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，具體涉及一種恒流源供電和數(shù)據(jù)共用一根線纜進(jìn)行雙向傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前石油測井儀器的供電和數(shù)據(jù)傳輸多采用獨立的線纜，需要至少4根線纜，由于測井線纜數(shù)是固定的，所以采用獨立線纜供電和傳輸?shù)姆绞?，存在著掛接測井儀器較少的致命缺點。石油測井儀器常用的供電主要有兩種方案， 一種為恒壓源供電； 一種為恒流源供電，也有恒流源供電、傳輸和供電共用線纜的技術(shù)方案。石油測井儀器常用的供電與數(shù)據(jù)傳輸共用線纜的技術(shù)為 一根線纜為電源地，另一根線纜進(jìn)行供電與傳輸。從井下儀器發(fā)送的傳感器數(shù)據(jù)要加載到電源信號上(即在直流信號上馱載交流信號)，傳輸?shù)降孛婧?，地面系統(tǒng)通過變壓器或者電容器將直流信號進(jìn)行隔離，將交流信號分離出來進(jìn)行后續(xù)的解碼工作，完成井下儀器到地面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。但是其傳輸均為單向傳輸，存在著無法在同一電纜上實現(xiàn)雙向傳輸?shù)娜秉c。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種能夠在一根線纜上進(jìn)行恒流源供電和數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)南到y(tǒng)，本系統(tǒng)可以在單根線纜上傳輸更多功能的井下儀器。
按照本發(fā)明提供的一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳輸系統(tǒng)，包括地面系統(tǒng)和井下儀器，所述地面系統(tǒng)和井下儀器中均設(shè)置有接收和發(fā)送單元，其特征在于所述地面系統(tǒng)中的接收和發(fā)送單元與所述井下儀器的接收和發(fā)送單元之間通過線纜相連接，所述地面系統(tǒng)中設(shè)置有恒流源供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)中的電源通過線纜傳輸至所述井下儀器中，所述井下儀器的接收和發(fā)送單元所發(fā)送的井下數(shù)據(jù)加載到電源信 號上，由此傳輸給所述地面系統(tǒng)，所述地面系統(tǒng)中還設(shè)置有傳輸控制信 號發(fā)生單元，所述傳輸控制信號發(fā)生單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)換脈沖信號，所述轉(zhuǎn)換 脈沖信號疊加在所述井下儀器的接收和發(fā)送單元的井下數(shù)據(jù)信號上，并 傳輸至所述井下儀器中，根據(jù)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換脈沖信號中止所述井下儀器的 接收和發(fā)送單元的井下數(shù)據(jù)傳送，使所述井下儀器的接收和發(fā)送單元處 于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，此時所述地面系統(tǒng)的接收和發(fā)送單元發(fā)送地面數(shù)據(jù)到 所述井下儀器的接收和發(fā)送單元中。
按照本發(fā)明提供的一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳輸系 統(tǒng)還具有如下附屬技術(shù)特征
所述井下儀器中設(shè)置有轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元，所述轉(zhuǎn)換脈沖信號 識別單元將疊加在井下數(shù)據(jù)信號上的轉(zhuǎn)換脈沖信號識辨出來，并產(chǎn)生控 制信號給所述井下儀器的接收和發(fā)送單元，使所述所述井下儀器的接收 和發(fā)送單元處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。
所述轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元采用電容器。
按照本發(fā)明給出的一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳輸系 統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點光纖陀螺連續(xù)測斜儀采用恒流源供電， 供電與傳輸共用線纜進(jìn)行雙向傳輸，實現(xiàn)信號的雙層疊加和辨識，比起 現(xiàn)有石油測井儀器的供電與傳輸共用線纜的信號傳輸技術(shù)實現(xiàn)了技術(shù)突 破。該技術(shù)不僅實現(xiàn)了雙向傳輸，使地面系統(tǒng)對井下儀器可以進(jìn)行實時 控制；而且使用線纜數(shù)最少，使得同一根測井電纜盡可能多地掛接測井 儀器。


圖l是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
圖2是本發(fā)明井下儀器的井下信號傳輸示意圖。 圖3是本發(fā)明地面系統(tǒng)的地面信號傳輸示意圖。
具體實施方式
參見圖l、圖2和圖3，在發(fā)明給出的一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳輸系統(tǒng)的實施例，包括地面系統(tǒng)1和井下儀器2，所述地面系統(tǒng)1和井下儀器2中均設(shè)置有接收和發(fā)送單元11、 21，所述地面系統(tǒng)l中的接收和發(fā)送單元11與所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21之間通過線纜3相連接，所述地面系統(tǒng)1中設(shè)置有恒流源供電系統(tǒng)12，所述供電系統(tǒng)12中的電源通過線纜3傳輸至所述井下儀器2中，所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21所發(fā)送的井下數(shù)據(jù)加載到電源信號上，由此傳輸給所述地面系統(tǒng)1，所述地面系統(tǒng)1中還設(shè)置有傳輸控制信號發(fā)生單元13，所述傳輸控制信號發(fā)生單元13產(chǎn)生轉(zhuǎn)換脈沖信號，所述轉(zhuǎn)換脈沖信號疊加在所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21的井下數(shù)據(jù)信號上，并傳輸至所述井下儀器2中，根據(jù)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換脈沖信號中止所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21的井下數(shù)據(jù)傳送，使所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，此時所述地面系統(tǒng)l的接收和發(fā)送單元ll發(fā)送地面數(shù)據(jù)到所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21中。當(dāng)所述地面系統(tǒng)l發(fā)送完地面數(shù)據(jù)后，可以通過再次發(fā)送轉(zhuǎn)換脈沖信號的方式，使所述井下儀器2再次發(fā)送進(jìn)行數(shù)據(jù)信號。因此，本發(fā)明可以在一根線纜上實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，使得在單根線纜上實現(xiàn)更多數(shù)據(jù)成為實現(xiàn)。
在本發(fā)明的上述實施例中，所述井下儀器2中設(shè)置有轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元22，所述轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元22將疊加在井下數(shù)據(jù)信號上的轉(zhuǎn)換脈沖信號識辨出來，并產(chǎn)生控制信號給所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21，使所述井下儀器2的接收和發(fā)送單元21處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。所述轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元22采用電容器。
本發(fā)明使用恒流源供電，且供電與傳輸共用線纜進(jìn)行雙向傳輸，當(dāng)井下儀器不斷向地面系統(tǒng)傳輸傳感器數(shù)據(jù)的過程中，地面系統(tǒng)需要對井下儀器進(jìn)行必要的控制時，將命令傳輸?shù)骄聝x器，這就相當(dāng)于當(dāng)電源信號(直流信號)上已經(jīng)馱載傳感器數(shù)據(jù)(交流信號)的情況下，如何繼續(xù)疊加地面主機的控制信號(交流信號)并將其辨識，實現(xiàn)信號的雙層疊加和辨識。
本發(fā)明要解決這個難題的技術(shù)方案通過兩個步驟實現(xiàn)第一、當(dāng)?shù)孛嫦到y(tǒng)需要向井下發(fā)送命令時首先要通知井下儀器停止向地面發(fā)送數(shù)據(jù)并處于命令接收狀態(tài)；第二、地面系統(tǒng)開始發(fā)送數(shù)據(jù)，井下儀器進(jìn)行接收。 在第一步解決的問題實際上就是當(dāng)電源信號(直流信號)上已經(jīng)加載傳 感器數(shù)據(jù)(交流信號)的情況下，繼續(xù)疊加交流信號后對二次疊加信號 的辨識。
本發(fā)明具體方法是地面系統(tǒng)1首先向井下儀器2發(fā)送一個轉(zhuǎn)換脈沖信 號，由于接收和發(fā)送共用一根供電線纜，那么井下儀器發(fā)送數(shù)據(jù)時己經(jīng) 疊加在供電線纜上的交流信號上就會繼續(xù)疊加該脈沖信號。井下儀器在 接收時采用電容來隔離直流信號，電容要將該轉(zhuǎn)換脈沖信號辨別出來就 必須充分放電?？梢酝ㄟ^減小電容的容值和地面系統(tǒng)在發(fā)送該轉(zhuǎn)換脈沖 信號時加入適當(dāng)?shù)难舆t，使得電容有充分的放電時間。因此，井下儀器 能夠順利的將該脈沖識別出來，停止數(shù)據(jù)的發(fā)送并轉(zhuǎn)入命令接收狀態(tài)從 而實現(xiàn)單線纜雙向傳輸。
權(quán)利要求
1、一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳輸系統(tǒng)，包括地面系統(tǒng)和井下儀器，所述地面系統(tǒng)和井下儀器中均設(shè)置有接收和發(fā)送單元，其特征在于所述地面系統(tǒng)中的接收和發(fā)送單元與所述井下儀器的接收和發(fā)送單元之間通過線纜相連接，所述地面系統(tǒng)中設(shè)置有恒流源供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)中的電源通過線纜傳輸至所述井下儀器中，所述井下儀器的接收和發(fā)送單元所發(fā)送的井下數(shù)據(jù)加載到電源信號上，由此傳輸給所述地面系統(tǒng)，所述地面系統(tǒng)中還設(shè)置有傳輸控制信號發(fā)生單元，所述傳輸控制信號發(fā)生單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)換脈沖信號，所述轉(zhuǎn)換脈沖信號疊加在所述井下儀器的接收和發(fā)送單元的井下數(shù)據(jù)信號上，并傳輸至所述井下儀器中，根據(jù)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換脈沖信號中止所述井下儀器的接收和發(fā)送單元的井下數(shù)據(jù)傳送，使所述井下儀器的接收和發(fā)送單元處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，此時所述地面系統(tǒng)的接收和發(fā)送單元發(fā)送地面數(shù)據(jù)到所述井下儀器的接收和發(fā)送單元中。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳 輸系統(tǒng)，其特征在于所述井下儀器中設(shè)置有轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元， 所述轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元將疊加在井下數(shù)據(jù)信號上的轉(zhuǎn)換脈沖信號識 辨出來，并產(chǎn)生控制信號給所述井下儀器的接收和發(fā)送單元，使所述所 述井下儀器的接收和發(fā)送單元處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳 輸系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)換脈沖信號識別單元采用電容器。
全文摘要
一種恒流源供電與數(shù)據(jù)共用線纜進(jìn)行雙向傳輸系統(tǒng)，地面系統(tǒng)和井下儀器中均設(shè)置有接收和發(fā)送單元，地面系統(tǒng)中的接收和發(fā)送單元與井下儀器的接收和發(fā)送單元之間通過線纜相連接，地面系統(tǒng)中設(shè)置有恒流源供電系統(tǒng)，井下儀器的接收和發(fā)送單元所發(fā)送的井下數(shù)據(jù)加載到電源信號上，傳輸給地面系統(tǒng)，地面系統(tǒng)還設(shè)置有傳輸控制信號發(fā)生單元，傳輸控制信號發(fā)生單元產(chǎn)生轉(zhuǎn)換脈沖信號，轉(zhuǎn)換脈沖信號疊加在井下儀器的接收和發(fā)送單元的井下數(shù)據(jù)信號上，并傳輸至井下儀器中，使井下儀器的接收和發(fā)送單元處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，此時地面系統(tǒng)的接收和發(fā)送單元發(fā)送地面數(shù)據(jù)到井下儀器的接收和發(fā)送單元中。本發(fā)明可以實現(xiàn)在單根線纜上進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號E21B47/00GK101634220SQ20081013443
公開日2010年1月27日 申請日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者偉 呂, 安金剛, 牟春雷, 王晉麟, 馬慧斌 申請人:航天科工慣性技術(shù)有限公司