專利名稱：一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置及其發射方法
技術領域：
本發明屬于油田、礦山等行業的測量儀器，尤其涉及一種實現無線隨鉆測 量的信號發射機。
背景技術：
在鉆井工程中，隨鉆測量(MWD)是井眼軌道監測與控制中的一項核心技術。 目前，國內外的隨鉆測量系統普遍采用鉆井液脈沖來傳送測量數據，這種隨鉆 測量技術在液體鉆井液中能夠穩定、可靠地工作，在鉆井工程中被廣泛應用并 發揮了重要作用。然而，對于氣體及各種充氣鉆井液，由于流體可壓縮性強， 鉆井液脈沖信號很弱甚至不能產生有效的脈沖信號，因此鉆井液脈沖麗D將無 法正常工作。
電磁隨鉆測量(EM-MWD)是20世紀80年代進入工業化應用的一項新技術， 具有信號傳輸速度高、不需要循環鉆井液便可傳送數據、測量時間短、成本低 等特點。特別是，EM-麗D系統基本上不受鉆井液介質的影響，不僅適用于常規 鉆井液中的隨鉆測量，而且還適用于在氣體、泡沫、霧化、空氣、充氣等鉆井 液中使用，可以解決鉆井液脈沖MWD系統難以逾越的隨鉆測量難題。
井下信號發射裝置是電磁隨鉆測量系統的關鍵部分，目前使用的發射裝置 由數據通信接口電路、調制器、載波信號發生器、功率放大器、發射線圈組成。 通信接口接收來自測量短節的隨鉆測量數據，通過載波信號發生器和調制器進
行載波調制，調制信號經功率放大器放大后送入發射線圈發射出去，經地層傳輸到地面。根據電磁信號在地層中的傳播規律，要使地面接收機正確地收到信 號，發射機必須采用極低頻率，因此對于采用線圏發射方式來說，既使采用高 磁導率磁芯，要形成足夠的信號強度也需要很大的線圏匝數，很難滿足井眼尺 寸的要求。電》茲信號在傳輸過程中，傳輸性能會受到地層電阻率的嚴重影響， 而不同地區以及同 一地區不同地層的電阻率是不同的。加之鉆桿之間的接觸電 阻隨著鉆柱的振動也發生變化。因此，固定的發射裝置與傳輸介質的阻抗匹配 對不同電磁環境的適應性差，從而影響測量深度。此外，調制器與載波信號發 生器是由硬件電路實現的，使用單一的編碼、調制方式和發射頻率，根據現場 電磁環境的要求實現在線維護比較困難。這些因素是影響電磁隨鉆測量系統推 廣應用的技術瓶頸。
如CN 1657742A專利中存在以下技術問題1.線圈發射信號發射線圏是由 導磁材料做成的環狀體，在環狀體上繞有線圏，安裝在井下發射裝置短節內， 在發射線圈外裝有一個用陶瓷材料或高溫環氧樹脂做成的絕緣環。要形成足夠 強度的磁流需要有大量的線圏匝數，而匝數則受井眼尺寸的限制。同時線圈的 歐姆損耗也將對源電流施以嚴重限制。2.發射電路由傳感器數據接口、載頻發 生器、FSK調制器、功率放大器等功能塊電路組成。通過傳感器接口實現與測量 短節的通信，通過硬件電路實現無線傳輸的各種功能，因此維護、升級不方便， 在線調整通信功能困難。3.采用FSK調制方式。4.發射裝置與傳輸介質的阻抗 匹配固定，對不同電石茲環境的適應性差， >(人而影響測量深度。
又如CN 1603576A的專利申請中存在1.線圏發射信號無線發射元件由螺線 管線圈和套于該線圈內的鐵氧體磁芯組成，裝入絕緣殼體內。要形成足夠強度 的磁流需要有大量的線圏匝數，而匝數則受井眼尺寸的限制。同時線圏的歐姆 損耗也將對源電流施以嚴重限制。2.發射電路由微處理器、DSP處理器、D/A 轉換器、功率放大器、諧振電路組成。通過微處理器與各測量傳感器通信，無 線傳輸功能由專用DSP處理器和D/A轉換器結合軟件編程實現，數據調制采用二進制幅移鍵控(ASK)方式，載波頻率為1 ~ 33kHz。 3.通過LC串聯諧振電路 驅動螺線管線圏發射信號，發射裝置與傳輸介質的阻抗匹配固定，對不同電磁 環境的適應性差，從而影響測量深度。
以及CN 2900781Y的專利中，存在1.發射電路由調制器、放大器組成。 通過硬件電路實現無線傳輸的各種功能，因此維護、升級不方便，在線調整通 信功能困難。2.放大處理后的信號直接通過信號發射極發射，發射裝置與傳輸 介質的阻抗匹配固定，對不同電磁環境的適應性差，從而影響測量深度。
發明內容
根據上述存在的技術問題，本發明提供一種井下信號發射裝置，通過無線 電技術實現電磁隨鉆測量系統的發射裝置功能；通過多樣化阻抗變換器或多抽 頭阻抗變換器實現對不同地層的阻抗匹配，保持發射裝置的最佳效率，從而增 強電磁隨鉆測量系統對不同電磁環境的適應能力，提高測量深度。
本發明提供了 一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置及其發射方法， 用于電磁隨鉆測量系統中地質數據和工程數據的實時的信號發射。
其中實現發明目的而研制的發射裝置包括
一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置，包括上部鉆柱和下部鉆柱， 且在所述上部鉆柱和下部鉆柱中間包含有絕緣接頭；所述上部鉆柱和下部鉆柱 用于形成非對稱偶極天線；
所述發射裝置還包括發射機部件、電源部件和測量部件；上述三個部件分 別固定設置在上、下部鉆柱內部；所述發射機部件包括單片機、功率放大器和 阻抗變換器；所述單片機用于對信號進行編碼、調制，功率放大器用于進行功 率放大，并通過阻抗變換器完成地層阻抗匹配，形成雙極性信號，饋接到所述 上部鉆柱和下部鉆柱，完成發射。為了實現核心發射機部件的固定，在所述絕緣接頭和下部鉆柱中間設置有
座鍵接頭，所述發射機部件固定連接座鍵接頭；所述電源部件和測量部件依次 固定在發射機部件的下端；所述絕緣接頭和上部鉆柱中間設置調整接頭，所述 發射機部件的上端設置有上連接桿，所述上連接桿用于將發射機部件與所述調 整接頭連接，進而與所述上部鉆柱電連接。
由于發射裝置在其內部阻抗值與傳輸介質阻抗一致時發射效率最高，電池 工作時間也會延長。而不同地區的地下電石茲環境是一個變數，單一的阻抗匹配 值應用于不同電阻率地層會嚴重影響發射機效率，從而影響電磁傳輸距離。采 用阻抗匹配技術，利用發射機阻抗可調方案使其與傳輸介質阻抗匹配，在不同 的地層中保持較高的發射效率。發射裝置通過阻抗變換器實現功率放大器與由
線所輸入阻抗隨地層電阻率變化而變化。 所述阻抗變換器包括線圏和負載電阻。
為了對內部電路和功率放大器進行隔離，以及實現輔助功能，在所述發射 機部件中還包括隔離單元和輔助單元；所述隔離單元用于將所述單片機與功率 放大器有效隔離，實現功率放大器浮地設計，即采用不接地設計方式。所述隔 離單元為光電隔離器，由光電耦合器或隔離變壓器及輔助電路組成。
所述輔助單元用于給發射裝置提供加電控制、檢測功率放大器的工作狀態 以及調整發射裝置輸出功率和發射效率；
所述輔助單元包括過流檢測電路、保險管、繼電器。
輔助單元除對發射裝置提供加電控制以及過流檢測與電路保護功能外，還 可實現對發射機輸出功率和發射效率的調整控制。輔助單元電路中設置多個電阻串聯與功率放大器中調整電阻等效，通過改 變串聯階數改變調整電阻大小。利用過流檢測電路，當工作電流超過最高額定
工作電流時，產生一跳變信號，此信號送至單片機中斷INTO,通過中斷服務程
序，發出控制指令，調整功率放大器中調整電阻值的大小，以獲得最大輸出功 率和發射機效率。
為了解決現有技術中應用線圏發射信號造成的技術問題，本發明采用根據
上部鉆柱和下部鉆柱用于形成非對稱偶極天線；所述的發射機部件通過所述上 連接桿、調整接頭與所述上部鉆柱電連接，且通過所述座鍵接頭與下部鉆柱電 連接，即發射機部件的功率輸出分別饋送到上、下部鉆柱；所述上連接桿具有 絕緣涂層。通過偶極天線發射信號比用發射線圏激勵信號更能適應鉆井井眼周 圍電磁環境的需要，信號傳輸效率更高。
所述單片機為DSP單片機，用于與所述測量部件的信號進行交換并對信號 進行編碼和調制輸出；所述電源部件為高能電池組或渦輪發電機中的一種。以 適應不同鉆井液鉆井。
而根據發射裝置而實現的發射方法包括
1) 地層數據輸入步驟所述單片機將所述測量部件中的探測信號進行數據 輸入；
2) 數據處理步驟將所述輸入的信號進行處理；
3) 隔離步驟將處理后的信號進行有效隔離處理，提高抗干擾能力；
4) 功率放大步驟將來自單片機的兩路信號，通過隔離器后，分別輸入兩 路開關功率放大器，進行信號放大；
5) 阻抗變換步驟將來自功率放大器的兩路交替信號，通過阻抗變換器形成雙極性信號；用于實現功率放大器與發射天線輸入的阻抗值進行匹 配，以保持發射效率； 6)數據發射步驟將通過阻抗變換器后形成的雙極性信號，饋接到非對稱 偶極天線的兩極，進行發射。
所述數據處理步驟包括
a) 編碼過程進行信源編碼、信道編碼；
b) 調制過程進行信號調制；
c) 輸出調制信號過程輸出兩路互補的調制信號。
為了完成上述的輔助功能，所述發射方法中還包括輔助過程步驟，所述輔 助過程用于給發射裝置提供加電控制、檢測功率放大器的工作狀態以及調整發 射裝置輸出功率和發射效率。輔助過程由單片機控制，在不超過限流閥值情況 下盡量減小限流電阻，以獲得最大功率和效率
本發明上述的技術方案中包含了以下幾個技術 (1)軟件無線電技術數字信號處理是軟件無線電技術的核心。本發射裝置硬件 電路采用帶有DSP功能的單片機，通過一個模塊化的通用硬件平臺為依托，采 用軟件編程來實現無線傳輸的各種功能，包括工作頻率、信源編碼、信道編碼、 載波調制，通信協議等，不但簡化了電路設計，而且具備如下優勢
① 硬件結構通用，可以靈活實現各種功能。不同電磁環境可由相對一致的硬件 利用不同的軟件來實現，發射機功能的改進和升級4艮方便。
② 由于發射機的主要功能由軟件來實現，因此可很方便地采用新的數字信號處 理手段提高抗干擾性能，其它如載波頻率、可編程信號波形、信號編碼與調制 等功能的在線實現成為可能。
③ 軟件維護相對改變硬件電路來說要方便得多，這樣能更快地跟蹤市場變化，滿足新的使用要求，大大降低更新換代的成本。
總之，本發射裝置通過采用軟件無線電技術，提高了電磁隨鉆測量系統對 不同電磁環境的適應能力。
(2) 阻抗匹配技術發射裝置在其內部阻抗值與傳輸介質阻抗一致時發射效率最 高，電池工作時間也會延長。而不同地區的地下電；茲環境是一個變數，單一的 阻抗匹配值應用于不同電阻率地層會嚴重影響發射機效率，從而影響電磁傳輸 距離。采用阻抗匹配:l支術，利用發射裝置阻抗可調方案使其與傳輸介質阻抗匹 配，在不同的地層中保持較高的發射效率。
(3) 偶極天線使用絕緣接頭將鉆柱分隔成上下兩部分，構成非對稱偶極天線。 發射機部件分別與上下部鉆柱連接，發射裝置機功率輸出分別饋送到上下鉆柱。 通過偶極天線發射信號比用發射線圈激勵信號更能適應鉆井井眼周圍電磁環境 的需要，信號傳輸效率更高。
本發明通過提供一種信號無線傳輸的發射裝置，用于電磁隨鉆測量系統中 實時測量信號的發射。采用DSP技術實現測量數據信號的編碼與載波調制，通 過阻抗變換器，如使用輸出變壓器等方式，實現發射裝置與傳輸介質的阻抗匹 配，因此，天線輸入阻抗隨地層電阻率的變化而變化，發射效率達到50%以上， 有效地提高了對于不同地層的適應能力、增加了測量深度。
圖l為本發明的裝置結構示意圖； 圖2為本發明部件原理結構示意圖； 圖3為本發明發射方法的流程示意圖。
ii各附圖的具體說明請結合下述的具體實施方式
。
具體實施例方式
圖1為本發明的裝置結構示意圖；圖2為本發明部件原理結構示意圖； 其中， 一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置，包括上部鉆柱1和下 部鉆柱4，且在所述上部鉆柱1和下部鉆柱4中間包含有調整接頭9和絕緣接頭 2;所述上部鉆柱1和下部鉆柱4用于形成非對稱偶極天線；
所述發射裝置還包括發射機部件5、電源部件6和測量部件7;上述三個部 件分別固定設置在上、下部鉆柱內部；所述發射機部件5包括單片機、功率放 大器和阻抗變換器；所述發射機部件5用于對信號進行編碼、調制后進行功率 放大，并通過阻抗變換器完成地層阻抗匹配，形成雙極性信號，饋接到所述上 部鉆柱1和下部鉆柱4，完成發射。
為了實現核心發射機部件的固定，在所述絕緣接頭2和下部鉆柱4中間設 置有座鍵接頭3,所述發射機部件5固定連接座鍵接頭3;所述電源部件6和測 量部件7依次固定在發射機部件5的下端；所述發射機部件5的上端設置有上 連接桿8，所述上連接桿8用于將發射機部件5與所述調整接頭9連接，進而與 所述上部鉆柱1電連接。
所述發射機部件5中的阻抗變換器用于通過阻抗變換器實現功率放大器與 發射天線輸入的阻抗值進行匹配，以保持發射效率； 所述阻抗變換器包括線圏和負載電阻。
為了對內部電路和功率放大器進行隔離，以及實現輔助功能，在所述發射 機部件5中還包括隔離單元和輔助單元；所述隔離單元用于將所述單片機與功 率放大器有效隔離，實現功率放大器浮地設計；所述隔離單元為光電隔離器，由光電耦合器或隔離變壓器及輔助電路組成。
所述輔助單元用于給發射裝置提供加電控制、檢測功率放大器的工作狀態 以及調整發射裝置輸出功率和發射效率；
所述輔助單元由過流檢測電路、保險管、繼電器等組成。
輔助單元除對發射裝置提供加電控制以及過流檢測與電路保護功能外，還 可實現對發射機輸出功率和發射效率的調整控制。
輔助單元電路中設置多個電阻串聯與功率放大器中調整電阻等效，通過改 變串聯階數改變調整電阻大小。利用過流檢測電路，當工作電流超過最高額定
工作電流時，產生一跳變信號，此信號送至單片機中斷INTO,通過中斷服務程 序，發出控制指令，調整功率放大器中調整電阻值的大小，以獲得最大輸出功 率和發射機效率。
為了解決現有技術中應用線圈發射信號造成的技術問題，本發明采用根據 上部鉆柱和下部鉆柱用于形成非對稱偶極天線；所述的發射機部件通過所述上 連接桿與所述上部鉆柱電連接，且通過所述座鍵接頭與下部鉆柱電連接，即發 射機部件的功率輸出分別饋送到上、下部鉆柱；所述上連接桿帶有絕緣涂層。 通過偶極天線發射信號比用發射線圏激勵信號更能適應鉆井井眼周圍電磁環境 的需要，信號傳輸效率更高。
所述單片機為DSP單片機，與所述測量部件的信號進行交換并對信號進行 編碼和調制輸出；所述電源部件為高能電池組或渦輪發電機中的一種。以適應 不同鉆井液鉆井。
圖3為本發明發射方法的流程示意圖。 發射方法包括
1)地層數據輸入步驟所述單片機將所述測量部件中的探測信號進行數據輸入；
2) 數據處理步驟將所述輸入的信號進行處理；
3) 隔離步驟將處理后的信號進行有效隔離處理，提高抗干擾能力；
4) 功率放大步驟將來自單片機的兩路信號，通過隔離器后，分別輸入兩 路開關功率放大器，進行信號放大；
5) 阻抗變換步驟將來自功率放大器的兩路交替信號，通過阻抗變換器形 成雙極性信號；用于實現功率放大器與發射天線輸入的阻抗值進行匹 配，以保持發射效率；
6) 數據發射步驟將通過阻抗變換器后形成的雙極性信號，饋接到非對稱 偶極天線的兩極，進行發射。
所述數據處理步驟包括
a) 編碼過程進行信源編碼、信道編碼；
b) 調制過程進行信號調制；
c) 輸出調制信號過程輸出兩路互補的調制信號。
為了完成上述的輔助功能，所述發射方法中還包括輔助過程步驟，所述輔 助過程用于給發射裝置提供加電控制、檢測功率放大器的工作狀態以及調整發 射裝置輸出功率和發射效率。輔助過程由單片機控制，在不超過限流閥值情況 下盡量減小限流電阻，以獲得最大功率和效率
本發明提供的一種用于電磁隨鉆測量系統中實現實時鉆井參數測量數據信 號的發射裝置。在實際應用時，單片機電路、功率放大器、隔離單元、阻抗變 換器、輔助模塊安裝在承壓管內組成發射機部件，使用絕緣接頭把鉆柱分成上 下絕緣的兩部分，作為天線的兩極，供電電源安裝在承壓管內組成電源部件。 發射機部件、電源部件于絕緣接頭下部，使用帶有絕緣涂層的上連接桿來實現與上部鉆柱的隔離，使用儀器的座鍵接頭固定發射裝置并實現與下部鉆柱的電 氣連接，通過帶有絕緣涂層的上連接桿實現與上部鉆柱的電氣連接。
由單片機電路、功率放大器電路、阻抗變換器組成通用的模塊化硬件平臺，
通過編程實現發射^^的相關功能；通過改變阻抗變換器的變比或采用不同的阻 抗變換器實現發射機天線與傳輸介質的阻抗匹配。 在實際的應用中，載波頻率選擇
電磁隨鉆測量系統一種特殊的無線通信系統，其特殊性表現在電磁在有 耗介質中傳播；由于井下條件的約束，應使井下電路盡量簡化。因此在確定載 波頻率時需要考慮如下因素
■根據對電磁傳輸信道特性分析研究，為了減小電磁的傳播損耗，載波頻 率盡量低；
■為了提高信息傳輸的有效性，必須增加信息帶寬，從而載波頻率應盡可 能提咼;
■根據信息傳輸速率的要求選擇載波頻率；
■載波頻率應遠離干擾頻率。 基于上述考慮，載波頻率的確定原則是在滿足傳輸帶寬的條件下，載波頻率應 盡可能的低。即 風 (1) 》〃。《20% (2) />min /。 (3)
式中Rb為波特率；B為信號帶寬；f。為選定滿足信息傳輸條件下的載波頻率；" 為選定的載波頻率。
根據電磁隨鉆測量系統指標要求凡> 2 6/^
代入式(l), (2)， (3)得/。>10#&因此，載波頻率為
/>min />10&發射機功率與效率計算
設阻抗變換器轉換效率Tl ,變壓器變比n，初次級電流、電壓分別為I，U、 仏， 輸出功率P。ut,實際功4毛P,變壓器輸入功率P'，天線輸入阻抗Rz,輸出功率及 發射效率調整電阻Rx,供電電壓v。 已知
<formula>formula see original document page 16</formula>根據調整電阻Rx、變壓器變比n、供電電壓v、阻抗變換器轉換效率n的設 定值進行計算。
設Rx-10Q，n-6， v=36V， ri=0. 8，計算如下 當Rz=0. 2D,計算得到
U=13V, 1=2. 3A， P。ut=23. 5w， I產IO. 8A， P=82. 8w，總效率^=0. 28 當Rz=0. 4Q時
U-19.27V, I=1.67A， P。ut=25. 8w， 1產8. 3A, P=60. 12w，總效率？=0. 43 當Rz=0. 8Q時
U=25V， 1=1. 1A, P。ut=21.7w， I產5. 2A, P=39. 6w,總效率g =0. 55 當Rz=l. 6Q時
U=29.6V, 1=0. 56A， P。ut=15. 2w， 1^3. 1A, P=20. 16w，總效率g =0. 75
因此，在固定變比11=6、調整電阻Rx^On時，在0. 2~1. 6阻抗范圍內， 輸出功率在15 25w之間。當最大輸出電流為2.3A時，發射裝置總效率很低，理論計算為28%;當電源輸出電流為0. 56A時，發射機效率達到75%。發射裝置 不能保證寬范圍高效率工作，但功率在一定阻抗范圍內基本維持平穩輸出，滿 足電磁隨鉆測量系統要求。
上述技術方案只是本發明的一種實施方式，對于本領域內的技術人員而言， 在本發明公開了應用方法和原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形， 而不僅限于本發明上述具體實施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是 優選地，而并不具有限制性的意義。
權利要求
1一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置，其特征在于所述發射裝置包括上部鉆柱和下部鉆柱，且在所述上部鉆柱和下部鉆柱中間包含有絕緣接頭；所述上部鉆柱和下部鉆柱用于形成非對稱偶極天線；所述發射裝置還包括發射機部件、電源部件和測量部件；上述三個部件分別固定設置在所述上、下部鉆柱內部；所述發射機部件包括單片機、功率放大器和阻抗變換器；所述單片機用于對信號進行編碼、調制；功率放大器用于對信號進行功率放大，并通過阻抗變換器完成地層阻抗匹配，形成雙極性信號，饋接到所述上部鉆柱和下部鉆柱，完成發射。
2 根據權利要求l所述的一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置，其特 征在于在所述絕緣接頭和下部鉆柱中間設置有座鍵接頭，所述發射機部件固定連 接座鍵接頭，所述電源部件和測量部件依次固定在發射機部件的下端；所述絕 緣接頭和上部鉆柱中間設置調整接頭，所述發射機部件的上端設置有上連接桿， 所述上連接桿用于將發射機部件與所述調整接頭連接，進而與所述上部鉆柱電 連接。
3 根據權利要求1或2所述的一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置， 其特征在于所述發射機部件中還包括隔離單元和輔助單元；所述隔離單元用于將所 述單片機與功率放大器隔離，為功率放大器浮地設計；所述隔離單元為光電隔離器，包括光電耦合器或隔離變壓器及輔助電路；所述輔助單元用于給發射裝置提供加電控制、檢測功率放大器的工作狀態以及調整發射裝置輸出功率和發射效率；所述輔助單元包括過流檢測電路、保險管和繼電器。
4. 根據權利要求1所述的一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置，其特 征在于所述發射機部件中的阻抗變換器用于實現功率放大器與由上部鉆柱和下部 鉆柱形成的非對稱偶極天線所輸入的阻抗值進行匹配，以保持發射效率； 所述阻抗變換器包括線圏和負載電阻。
5. 根據權利要求1或2所述的一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置， 其特征在于所述的發射機部件通過所述上連接桿與所述調整接頭連接，進而與所述上 部鉆柱電連接，且通過所述座鍵接頭與下部鉆柱電連接，即發射機部件的功率 輸出分別饋送到上、下部鉆柱；所述上連接桿具有絕緣涂層；所述單片機為DSP單片機，用于與所述測量部件的信號進行交換并對信號 進行編碼和調制輸出；所述電源部件為高能電池組或渦輪發電機中的一種。
6. 應用如權利要求1-5所述的一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置而 采用的一種井下信號發射方法，所述發射方法中應用到非對稱偶極天線、發射 機部件、電源部件和測量部件，所述非對稱偶極天線由上部鉆柱和下部鉆柱形 成；其特征在于所述發射方法包括1) 地層數據輸入步驟所述單片機將所述測量部件中的探測信號進行數據 輸入；2) 數據處理步驟將所述輸入的信號進行數據處理；3) 隔離步驟將處理后的信號進行有效隔離處理，提高抗干擾能力；4) 功率放大步驟將來自單片機的兩路信號，通過隔離器后，分別輸入兩 路開關功率放大器，進行信號放大；5) 阻抗變換步驟將來自功率放大器的兩路交替信號，通過阻抗變換器形 成雙極性信號；用于實現功率放大器與非對稱偶極天線輸入的阻抗值進 行匹配，以保持發射效率；6) 數據發射步驟將通過阻抗變換器后形成的雙極性信號，饋接到非對稱 偶極天線的兩極，進行發射。
7. 根據權利要求6所述的一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射方法，其特 征在于所述發射方法中還包括輔助過程步驟，所述輔助過程用于給發射裝置提供 加電控制、檢測功率放大器的工作狀態以及調整發射裝置輸出功率和發射效率。
8. 根據權利要求6所述的一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射方法，其特 征在于所述數據處理步驟包括a) 編碼過程進行信源編碼、信道編碼；b) 調制過程進行信號調制；c) 輸出調制信號過程輸出兩路互補的調制信號。
全文摘要
本發明涉及一種實現無線隨鉆測量的信號發射裝置。一種電磁隨鉆測量系統的井下信號發射裝置，包括上部鉆柱和下部鉆柱，且在所述上部鉆柱和下部鉆柱中間包含有絕緣接頭；所述上部鉆柱和下部鉆柱用于形成非對稱偶極天線。本發射裝置采用軟件無線電技術實現無線傳輸的各種功能；通過阻抗變換器實現發射機天線與傳輸介質的阻抗匹配；采用偶極天線發射隨鉆測量數據信號。提高了電磁隨鉆測量系統對于不同地層的適應能力和測量深度。
文檔編號E21B47/12GK101525997SQ20081010140
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月6日 優先權日2008年3月6日
發明者侯緒田, 劉修善, 楊春國, 高炳堂 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院