本實用新型涉及一種用于實現(xiàn)地面控制系統(tǒng)與井下儀器之間通訊的設(shè)計，具體涉及一種井下儀器多功能通訊控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來隨著我們對石油的需求量和石油勘探開發(fā)難度的增加，為了增加勘探開發(fā)成功率及降低開發(fā)成本。目前對于深層油氣層的開發(fā)，大多都采用水平鉆井技術(shù)，由于水平井與常規(guī)井的差異，傳統(tǒng)的靠重力由電纜懸垂送進(jìn)的測井儀器及修井儀器技術(shù)，不能實現(xiàn)向水平井段送進(jìn)儀器的要求。水平井牽引器正是在這種背景下應(yīng)運而生。

在進(jìn)行水平井牽引器設(shè)計時，需解決其地面控制系統(tǒng)與井下儀器之間的通訊問題。由于地面控制系統(tǒng)與井下儀器是通過電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離通訊的，電纜長度一般在3000m以上，如何讓信號在這么長的距離之間無失真的進(jìn)行傳輸，是水平井牽引器需要解決的重要技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種電路相對簡單實用，穩(wěn)定好、抗干擾性強(qiáng)的井下儀器多功能通訊控制系統(tǒng)。

本實用新型目的的實現(xiàn)方式為，一種井下儀器多功能通訊控制系統(tǒng)，由數(shù)字調(diào)制電路和數(shù)字解調(diào)電路組成；所述數(shù)字調(diào)制電路的晶振依次接計數(shù)器、開關(guān)電路的JK觸發(fā)器，與非門分接三極管Q1、三極管Q2，三極管Q1、三極管Q2分別通過穩(wěn)壓管、二極管、電阻電容接隔直電容、井下儀器的通訊電纜；

所述數(shù)字解調(diào)電路主要由過壓保護(hù)電路、帶增益低濾波電路、帶通濾波電路和鎖相環(huán)電路組成；過壓保護(hù)電路的四個快速恢復(fù)二極管D1、D2、D3、D4將需解調(diào)的信號輸入到主要由運算放大器組成的帶增益低濾波電路、帶通濾波電路，經(jīng)幅度調(diào)整和濾除高頻干擾信號，篩選出的信號送入鎖相環(huán)電路對信號進(jìn)行鑒頻、解調(diào)，實現(xiàn)地面控制系統(tǒng)與井下儀器之間的單芯通訊。

本實用新型采用2FSK(二進(jìn)制頻移鍵控)數(shù)字的調(diào)制解調(diào)方式，首先將地面發(fā)送給井下儀器的信號，通過晶振、計數(shù)器和開關(guān)電路等組成的調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)制，再將調(diào)制后信號通過測井電纜這個載體傳輸給井下儀器；然后將測井電纜中信號，通過隔直電容、過壓保護(hù)電路、帶增益低通濾波器、帶通濾波器和鎖相環(huán)等組成的解調(diào)電路，將井下傳輸上來的信號進(jìn)行解調(diào)，以此實現(xiàn)地面控制系統(tǒng)與井下儀器之間的單芯通訊。

本實用新型采用電力載波單芯通訊，節(jié)約通訊資源，降低開發(fā)成本。

本實用新型電路簡單實用，采用數(shù)字調(diào)制解調(diào)的方法，并利用鎖相環(huán)技術(shù)解調(diào)信號，穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本實用新型電路框圖；

圖2為本實用新型電路開關(guān)電路原理圖；

圖3為本實用新型電路濾波電路原理圖；

圖4為本實用新型電路電原理結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

參照圖1，本實用新型由數(shù)字調(diào)制電路和數(shù)字解調(diào)電路組成。

參照圖2，所述開關(guān)電路由JK觸發(fā)器、與非門、三極管Q1和Q2、電容C1、 C2電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和穩(wěn)壓二極管D1和D2、快速恢復(fù)二極管D3、D4組成。開關(guān)電路在計數(shù)器輸出信號為“0”和“1”時分別導(dǎo)通，最后將輸出信號經(jīng)隔直電容調(diào)制到測井電纜中，實現(xiàn)載波通訊。

參照圖3，所述濾波電路由帶增益低通濾波電路、通濾波電路兩部份構(gòu)成。U3 及其外圍電路構(gòu)成帶增益低通濾波電路，U4及其外圍電路構(gòu)成通濾波電路。

參照圖4，所述數(shù)字調(diào)制電路的晶振依次接計數(shù)器、開關(guān)電路的JK觸發(fā)器U1、與非門U2分接三極管Q1、三極管Q2。三極管Q1、三極管Q2分別通過穩(wěn)壓管、二極管、電阻電容接隔直電容、井下儀器的通訊電纜。

晶振由16MHz的有源晶振組成，其輸出4MHz的脈沖信號給計數(shù)器，計數(shù)器由 8位遞減計數(shù)器組成。計數(shù)器將晶振輸出的4MHZ脈沖信號進(jìn)行分頻，輸出16KHz 和20KHz的信號給開關(guān)電路。

所述隔直電容由兩個高壓無極性電容C3、C4組成。隔直電容直接串聯(lián)在測井電纜的接入端處，其功能在于將載波信號從電纜的大電壓中分離出來。

所述數(shù)字解調(diào)電路主要由過壓保護(hù)電路、帶增益低通濾波電路、帶通濾波電路、鎖相環(huán)電路組成。

過壓保護(hù)電路的四個快速恢復(fù)二極管D5、D6、D7、D8將需解調(diào)的信號的幅度在輸入到帶增益低通濾波電路前限制在-1.4V到+1.4V之間，輸入到主要由運算放大器組成的帶增益低濾波電路中。帶增益低濾波電路將輸入信號進(jìn)行放大，并濾掉高頻干擾信號后送入主要由運算放大器組成的帶通濾波電路篩選出16kHz和 20kHz有用信號，送入鎖相環(huán)電路。鎖相環(huán)電路由集成鎖相環(huán)芯片XR2211及部分外圍電路組成。鎖相環(huán)電路對信號進(jìn)行鑒頻、解調(diào)，實現(xiàn)地面控制系統(tǒng)與井下儀器之間的單芯通訊。