ZIP архив

Текст

Подписная группа255 Е. А. Поляков СПОСОБ МНОГОКАНАЛЬНОЙ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО КОЛОННЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБЗаявлено 9 декабря 1960 г. за688472/26-10 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликовано в Б 1 оллетене изобретений и товарных знаков6 за 1963 г, Для создания надежных каналов связи оольшой протяженности используется способ ретрансляции. Для исключения интерференционных помех в ретрансляционных линиях применяют чередование двух диапазонов несущей частоты, причем системы промежуточных станций выполняются направленными, Однако известные способы не позволяют осуществлять надеяных дальних беспроводных передач информации по колонне бурильных труб во время бурения. Кроме того, они чувствительны к помехам.Предлагаемый способ многоканальной беспроводной передачи информации по колонне бурильных труб позволяет существенно увеличить дальность (глубину) передачи, для чего в буровую колонну встраивают ретрансляционные пункты в виде трубы с гидравлической турбиной и генератором постоянного тока внутри. В качестве приемных и передающих электродов используют электрод, расположенный на изолированном участке трубы, и колонну бурильных труб. Для обеспечения помехоустойчивости каналов используют три диапазона девиации несущей частоты, устанавливают на ретрансляционном пункте высокоизбирательные полосовые фильтры и ограничитель нижнего уровня.На фиг. 1 изображена принципиальная схема многоканальной передачи информации от забоя скважины на поверхность в процессе бурения с использованием ретрансляционных пунктов, поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2 - блок-схема приемо-передающей аппаратуры ретрансляционных пунктов при использовании для телепередачи трех диапазонов рабочих частот.В призябойной части колоны бурильных труб (см, фиг.между колонной 1 и бурильным инструментом 2 располагается труба,3 (пер;водник) с вмонтированным в нее скважинным устройством 4. Сигналы, поступающие от датчиков измеряемых параметров (кяротяжные зо; ь 1. датчик угла и азимута искривления оси скважины, датчик температуры и т, т.), преобразуятся в скважиной аппаратуре. устройства 4 в переменное напряжение, частота которого пропорциональна величине сигнала. После усиления это напряжение подводится к электроду А, расположенному на изолированном участке 5 трубы 3, и к колонне 1 бурильных труб. Ток, стекающий с электрода А и колонны 1, создает переменное электрическое поле, При этом между любыми двумя точками пространства появляется разность потенциалов. Измеряя частоту этой рязнОсти пОтенциялов с помощью наземного приемнОГО стройства б. получают значение того или иного параметра, характеризующего призабойную зону скважины. Многоканальное измерение этих параметров достигается путем временного разделения каналов поочередного подключения передающего устройства к различным датчикам).Для увеличения дальности беспроводной передачи при обслуживании глубоких и сверхглубоких скважин в колонне бурильных труб между забоем и поверхностью устраиваются ретрансляционные пункты 7, Ь, 9 и т. д, Ретрансляционный пункт представляет собой трубу 10, которая с помощью замковых соединений встраивается в колонну бурильых труб; внутри трубы монтируется гидравлическая турбина 11, вращаюгцая генератор постоянного тока 12, который пигает приемо-передающую аппаратуру 13 пункта.Раоота ретрансляционных пунктов заключается в приеме сигналов от призабойного передающего устройства, их усилении и последующей передаче на поверхность Земли. Прием сигналов от призабойного передающего устройства ближайшим к нему ретрансляционным пунктом 7 производится с помощью приемных электродов пункта: электрода А, расположенного на изолированном участке 14 трубы 10, и колонны, Так как в среде, в которой расположен ретрансляционныи пункт, имеет место переменное электрическое поле, создаваемое призабойным передающим устройством, то на приемных электродах пункта появится переменная разность потенциалов. Частота этой разности потенциалов будет равна частоте изменения поля призабойного устройства, Вследствие совмещения приемных и передающих электродов (для предотвращения сямовсзбуждения аппаратуры ретрансляционных пунктов) в пункте производится соответствующая трансформация частоты принимаемого сигяла. Таким образом, я передающие электроды ретрансляционного пункта подается переменное напрякение, частота которого отличается от частоты переменого напряжения, снимаемого с приемных электродов пукта. Это позволяет легко отфильтровать эти частоты друг от др гя.Для телепередачи с применением двух и более ретрансляционных пунк 1 ов необходимо использовать три диапазона рабочих частот, имею. щих между собой определенный разрыв.Гринцип работы приемо-передающей аппаратуры ретрансляционых пунктов при использовании для телепередачи трех диапазонов рабочих частот следующий (см. фиг, 2),Грнзябойное передиощее устройство 15 генерирует в окружающей среде пепеменное электрическое поле, изменяющееся, напримр, с частотои о: )О до 22 гц (первый диапазон рабочих частот). Появляющаяся па приемных электродах ретрасляционого пункта 16 перемегпчяя разОсть потенциалов подается на вход полосового фильтра 7, пропус153675кающе о только частоты первого рабочего диапазона, После фильтра 17 сигнал проходит ограничитель 18 нижнего уровня входного сигнала и подается на модулятор 19, где смешивается с частотой ),вспомогательного енератора 20. Полосовой фильтр 21 выделяет на выходе модулятора 19 суммарную частоту + /, генератора и передаваемую в данный момент частоту 1, из первого диапазона раоочих частотгСуммарная частота + в а также неизменная частота , от генератора 22 подаются на балансный смеситсль 23, с которого снимается напряжение, соответствующее разности этих частот / ,+ 1). Г 1 ри надлежащем выборе частот вспомогательных генераторов 20 и 22 на Выходе оалансного смесителя 23 можно получить частоты, соответствующие второму диапазону рабочих частот (28 - : 40 ги), Напряжение этой частоты усиливается усилителями 24 и 25 и подводится к передающим электродам ретрансляционного пункта 16, Стекающий с электродов ретрансляционного пункта 16 ток создает в окружаюгцей среде переменное электрическое поле, изменяющееся с частотой 28 - :40 гц. При этом на приемных электродах ретрансляционного пункта 26 появится переменная разность потенциалов той же частоты.Тракт приемо-передающей аппаратуры ретрансляционного пункта 26 в основном аналогичен тракту пункта 1 о. Отличием тракта является установка делителя частоты 27 перед балансным смесителем 28. На псредающие электроды ретрансляционного пункта 26 подается напряжение, имеющее частоту отдо б гц (третий диапазон).При генерации ретрансляционным пунктом 26 в окружающей среде переменного электрического поля с частотой от 1 до 6 г.; на приемных электродах ретрансляционного пункта 29 появится разность потенциалов соответствующей частоты. Отличительной особенностью тракта приемо-передающей аппаратуры ретрансляционного пункта 29 является наличие перед балансным смесителем 30 умножителя частоты 31. На передающие электроды пункта поступает переменное напряжение, имеющее частоту от 10 до 22 гц, т. е. частоту, соответствующую первому диапазону рабочих частот.Во всех последующих ретрансляционных пунктах используются частоты тех же трех рабочих диапазонов и в том же порядке.Предмет изобретения1. Способ многоканальной беспроводной передачи информации по колонне бурильных труб во время бурения от забоя скважины на поверхность, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения дальности передачи, осуществляют ретрансляцн о сигналов, для чего в буровую колонну встраивают ретрансляционные пункты, которые выполняют в виде трубы, в которой монтируют гидравлическую турбину и гене. ратор постоянного тока для питания приемо-передающей и усилительной аппаратуры пункта, а в качестве приемных и передающих электродов используют расположенный на изолированном участке трубы электрод и колонну бурильных труб,2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью обеспечения помехоустойчивости каналов связи, используют три диапазона рабочих частот, в ретрансляционном пункте производят 1 рансформацию частоты принимаемого сигнала и для частотной селекции сигнала устанавливают на ретрансляционном пункте высокоизбирательные полосовые фильтры, а для амплитудной селекции - ограничитель нижнего уровня сигнала.М 153675 И. Колыбина Техред А. А. Камышникова Корректор Л. Я. Баранова Редакт ипография, пр, Сапунова,Подп. к печ. 20/711 - 6Заказ 1875/16ЦНИИПИ Государс г. Формат бум. 70 Х 108/16 Тпрягк 750 енного комитета по делам изобретений Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Смотреть

Заявка

688472

МПК / Метки

МПК: G08C 15/04, G08C 19/12

Метки: 153675

Опубликовано: 01.01.1963

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-153675-153675.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">153675</a>

Похожие патенты