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

背景技術：

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

在進行水平井牽引器設計時，需解決其地面控制系統與井下儀器之間的通訊問題。由于地面控制系統與井下儀器是通過電纜進行遠距離通訊的，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行傳輸，是水平井牽引器需要解決的重要技術問題。

技術實現要素：

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

本實用新型目的的實現方式為，一種井下儀器多功能通訊控制系統，由數字調制電路和數字解調電路組成；所述數字調制電路的晶振依次接計數器、開關電路的JK觸發器，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；

所述數字解調電路主要由過壓保護電路、帶增益低濾波電路、帶通濾波電路和鎖相環電路組成；過壓保護電路的四個快速恢復二極管D1、D2、D3、D4將需解調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，經幅度調整和濾除高頻干擾信號，篩選出的信號送入鎖相環電路對信號進行鑒頻、解調，實現地面控制系統與井下儀器之間的單芯通訊。

本實用新型采用2FSK(二進制頻移鍵控)數字的調制解調方式，首先將地面發送給井下儀器的信號，通過晶振、計數器和開關電路等組成的調制電路進行調制，再將調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、過壓保護電路、帶增益低通濾波器、帶通濾波器和鎖相環等組成的解調電路，將井下傳輸上來的信號進行解調，以此實現地面控制系統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，節約通訊資源，降低開發成本。

本實用新型電路簡單實用，采用數字調制解調的方法，并利用鎖相環技術解調信號，穩定性好、抗干擾性強。

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構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。

參照圖1，本實用新型由數字調制電路和數字解調電路組成。

參照圖2，所述開關電路由JK觸發器、與非門、三極管Q1和Q2、電容C1、 C2電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和穩壓二極管D1和D2、快速恢復二極管D3、D4組成。開關電路在計數器輸出信號為“0”和“1”時分別導通，最后將輸出信號經隔直電容調制到測井電纜中，實現載波通訊。

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成。U3 及其外圍電路構成帶增益低通濾波電路，U4及其外圍電路構成通濾波電路。

參照圖4，所述數字調制電路的晶振依次接計數器、開關電路的JK觸發器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的脈沖信號給計數器，計數器由 8位遞減計數器組成。計數器將晶振輸出的4MHZ脈沖信號進行分頻，輸出16KHz 和20KHz的信號給開關電路。

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。

所述數字解調電路主要由過壓保護電路、帶增益低通濾波電路、帶通濾波電路、鎖相環電路組成。

過壓保護電路的四個快速恢復二極管D5、D6、D7、D8將需解調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，送入鎖相環電路。鎖相環電路由集成鎖相環芯片XR2211及部分外圍電路組成。鎖相環電路對信號進行鑒頻、解調，實現地面控制系統與井下儀器之間的單芯通訊。