為實現(xiàn)油田測井信息傳輸,監(jiān)測井下環(huán)境及產(chǎn)層生產(chǎn)動態(tài),研制基于單芯鎧裝電纜信號傳輸?shù)亩嘭?fù)載深井通信系統(tǒng)。利用井下遙測系統(tǒng)對采集到的各儲層信息進行曼徹斯特碼編碼調(diào)制,以數(shù)據(jù)包為單位整體上傳至地面系統(tǒng)進行解調(diào),解析得到的數(shù)據(jù)通過總線發(fā)送到人機交互系統(tǒng)�；诘刃щ娐方７治鰡涡倦娎|信道特征,根據(jù)信號在測井電纜上的傳輸特點,實現(xiàn)深井條件下的多層信息實時傳輸。系統(tǒng)已在勝利油田進行安裝使用�，F(xiàn)場測試結(jié)果顯示,在150℃的高溫環(huán)境下,該系統(tǒng)信息傳輸穩(wěn)定,誤碼率最高僅為0.0127%,傳輸速率為300 bit/s,可實現(xiàn)復(fù)雜井況下的多油層監(jiān)測信息傳輸。 

【文章來源】：測井技術(shù). 2020,44(03)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

單芯電纜信道等效電路模型

系統(tǒng)總體設(shè)計框圖見圖2。編碼電路的設(shè)計功能是實現(xiàn)單端信號對雙端信號的編碼轉(zhuǎn)換和功率放大。前端電路實現(xiàn)運算放大,根據(jù)信道通頻帶寬的特點,設(shè)計使用高溫的功率放大器件實現(xiàn)信號的功率放大,根據(jù)二極管的特性及原理對調(diào)制信號的輸出端進行幅度限制[11]。電路系統(tǒng)具有幅度相同,相位相反的增益,數(shù)據(jù)采用差分的曼徹斯特編碼,板級間進行電氣隔離。圖3 編解碼電路原理框圖

圖2 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖編解碼電路設(shè)計框圖見圖3。相對于編碼,解碼電路的設(shè)計難度大,信號提取更復(fù)雜。信號經(jīng)過單芯長電纜衰減后幅度低,噪聲大。電纜上的曼徹斯特編碼通過一階微分轉(zhuǎn)換提取高頻成分,低通濾波進一步確保系統(tǒng)解碼的穩(wěn)定性。幅值放大、電壓比較等一系列信號處理后可提取出2路正半軸信號成分并進行信號混合疊加,接入解碼MCU進行軟件的解調(diào)。信號經(jīng)過解碼電路的設(shè)計,差分的曼徹斯特編碼信號恢復(fù)成為單端信號,降低了軟件解碼的復(fù)雜度,提高了解碼的可靠性。通過軟硬件結(jié)合的方式對系統(tǒng)進行有效信號的提取以及噪聲抑制。由于信號頻率成分主要集中在高頻段,對于信號噪聲的抑制,使用一定頻率的低通濾波器進行優(yōu)化,使電纜過沖降低,減小對比較器的影響。優(yōu)化仿真對比結(jié)果見圖4。其中信道CH1表示方波,模擬下遙測板發(fā)出的信號;CH3則為模擬的信號通過電纜之后的結(jié)果;信道CH2表示經(jīng)過濾波后的電路測試效果。Multisim實驗仿真表明:該系統(tǒng)在經(jīng)過一定頻率的低頻濾波之后,信號過沖明顯改善,波形更加平滑,解碼誤碼率顯著降低。

【參考文獻】：
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