井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射部和接收部，發(fā)射部包括震源設(shè)備、TB信號編碼器和第一車載電臺；接收部包括第二車載電臺、TB信號解碼器和震波接收器；震源設(shè)備在井中產(chǎn)生的時段信號通過TB信號編碼器轉(zhuǎn)換為定寬定頻信號，定寬定頻信號經(jīng)第一車載電臺功率放大后無線發(fā)射給接收部，接收部的第二車載電臺接收到定寬定頻信號后，通過TB信號解碼器解碼為計時標(biāo)志信號，計時標(biāo)志信號傳輸給震波接收器。本發(fā)明布置和使用成本低，電路設(shè)計簡單實(shí)用，設(shè)備可靠耐用，移植性好，是微信號無線傳遞微延時的一種新的思路。
【專利說明】
井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于石油和地質(zhì)勘測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在地震地質(zhì)勘探和油藏監(jiān)測中，對于井中震源采用機(jī)械震波方式作業(yè)中產(chǎn)生的時斷信號(震波發(fā)射的起始時間)，需要幾乎無延遲的傳送到數(shù)百米至數(shù)千米外的信號接收儀器作為計時標(biāo)志(TB-time break)。國內(nèi)外全采用電纜或光纜進(jìn)行傳送時斷信號。由于野外施工環(huán)境復(fù)雜，采用有線傳送施工難度大，且干擾嚴(yán)重時甚至無法接收，且經(jīng)常由于施工地居民的人為干擾，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度和工作質(zhì)量，急需要采用無線傳送的儀器設(shè)備。查詢國外資料，并未找到相關(guān)性能的設(shè)備儀器。在國內(nèi)找尋也未發(fā)現(xiàn)有此性能的儀器設(shè)備。試用原西安石油勘探儀器總廠早期生產(chǎn)的SDB—2000型爆炸機(jī)改制為無線TB傳輸系統(tǒng)，雖然信號延遲(延遲時間為1.8—2.4ms)可以接受，但操作繁瑣，性能不夠穩(wěn)定，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。擬采用創(chuàng)勝無線編解碼標(biāo)稱4000米發(fā)射板FSK-4A與接收模塊，雖然能在距離內(nèi)能夠穩(wěn)定傳輸信號，但信號延遲時間很長，達(dá)80—200ms，根本不能采用。為解決地震地質(zhì)勘探施工需用，急需研制一種新型的時斷信號傳輸裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)使用電纜材料或光纜器材成本高、故障率高、延遲大的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射部和接收部，所述的發(fā)射部包括震源設(shè)備、TB信號編碼器和第一車載電臺；所述的接收部包括第二車載電臺、TB信號解碼器和震波接收器；
所述震源設(shè)備在井中產(chǎn)生的時段信號通過TB信號編碼器轉(zhuǎn)換為定寬定頻信號，定寬定頻信號經(jīng)第一車載電臺功率放大后無線發(fā)射給接收部，所述接收部的第二車載電臺接收到定寬定頻信號后，通過TB信號解碼器解碼為計時標(biāo)志信號，計時標(biāo)志信號傳輸給震波接收器。
[0005]所述的TB信號編碼器包括信號輸入分配電路、控制信號轉(zhuǎn)換電路、定頻發(fā)生器電路、電子開關(guān)電路、電源電路和電源管理電路;所述的定頻發(fā)生器電路包括CD4060和晶振，定頻發(fā)生器電路產(chǎn)生穩(wěn)定的定頻信號；所述的電子開關(guān)定寬電路包括TC4066，電子開關(guān)定寬電路受控于震源設(shè)備產(chǎn)生的時段信號和PTT信號，與定頻發(fā)生器電路共同產(chǎn)生脈寬5ms頻率2000hz的定寬定頻信號并通過第一車載電臺發(fā)出。
[0006]所述的TB信號解碼器包括解頻電路、限幅放大電路和電源管理電路和信號輸出變換電路；
第二車載電臺接收到的定寬定頻信號經(jīng)過解頻電路、限幅電路分解為時段標(biāo)志信號，傳輸給震波接收器。
[0007]所述TB信號編碼器轉(zhuǎn)換的定寬定頻信號特征寬度為5ms，升沿和下降沿時間均為Ius，幅度 4V，頻率2000hz。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
1.布置和使用成本低:在傳統(tǒng)油田作業(yè)中，人力布線纜一般需兩人半天作業(yè)或更長時間，本發(fā)明節(jié)省了電纜材料或光纜器材的布置時間，節(jié)省人力財力，加快了作業(yè)的進(jìn)度。
[0009]2.電路設(shè)計簡單實(shí)用:本發(fā)明通過無線傳輸(1000m—3000m距離)接收到的時斷信號較震源產(chǎn)生的時斷信號僅有0.6ms的延遲，給地震勘探測試帶來極大的準(zhǔn)確和方便。
[0010]3.設(shè)備可靠耐用:本發(fā)明提高了油田井間檢測波形的時效，時間延遲提前了 Ims多，提高了底層波形分析的準(zhǔn)確性。
[0011 ] 4.移植性好:本發(fā)明技術(shù)也可廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域，成為微信號無線傳遞微延時的一種新的思路。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的解碼器電路圖；
圖3為本發(fā)明的編碼器電路圖；
圖4為本發(fā)明在示波器time/div為Ims時的跟蹤測試波形圖；
圖5為本發(fā)明在示波器time/div為50ms時的跟蹤測試波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，如圖1所示的井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射部和接收部，所述的發(fā)射部包括震源設(shè)備、TB信號編碼器和第一車載電臺；所述的接收部包括第二車載電臺、TB信號解碼器和震波接收器；
所述震源設(shè)備在井中產(chǎn)生的時段信號通過TB信號編碼器轉(zhuǎn)換為定寬定頻信號，定寬定頻信號經(jīng)第一車載電臺功率放大后無線發(fā)射給接收部，所述接收部的第二車載電臺接收到定寬定頻信號后，通過TB信號解碼器解碼為計時標(biāo)志信號，該信號傳輸給震波接收器作為啟動信號。
[0014]如附圖2所示，本發(fā)明的TB信號編碼器包括信號輸入分配電路、控制信號轉(zhuǎn)換電路、定頻發(fā)生器電路、電子開關(guān)電路、電源電路和電源管理電路;定頻發(fā)生器電路由CD4060和晶振等元器件組成，產(chǎn)生穩(wěn)定的等幅的2000HZ定頻信號源。電子開關(guān)定寬電路由TC4066等元器件組成，受控于井中地震產(chǎn)生的TB時段信號和PTT信號，產(chǎn)生脈寬5ms頻率2000hz的定寬定頻信號，定寬定頻信號通過第一車載電臺發(fā)出；上述電路產(chǎn)生的定寬定頻編碼和配套的PTT控制信號，使得該系統(tǒng)不易受外界信號的干擾，保障了傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)時性。
[0015]如附圖3所示，所述的TB信號解碼器包括解頻電路、限幅放大電路、信號輸出變換電路和電源管理電路;第二車載電臺接收到的定寬定頻信號經(jīng)過解頻電路、限幅電路分解為計時標(biāo)志信號，傳輸給震波接收器。
[0016]附圖4-5為本系統(tǒng)在長距離(1000米一3000米)，20W車載電臺的野外環(huán)境下的跟蹤測試波形圖。
[0017]圖4中CHl(上部波形)為需要發(fā)射的TB信號，CH2(下部波形)為解碼器所輸出的計時標(biāo)志信號，該圖為示波器Time為Ims的波形。由圖中可以看出:接收部輸出的CH2波形相對于CHl脈沖前沿延時間僅560us。完全達(dá)到設(shè)計要求及生產(chǎn)需要。
[0018]圖5是示波器Time時間為50ms時的波形，CHl(上部波形)為需要發(fā)射的TB信號;CH2(下部波形)為解碼器所輸出的觸發(fā)信號。由圖中可看出兩個波形的完整形狀。
[0019]參照附圖2，本發(fā)明編碼器詳細(xì)工作流程如下:該部分在通電后，由ICl集成電路等元件組成的定頻發(fā)生器電路產(chǎn)生穩(wěn)定的2000zh波形，由于編碼器沒有接到控制信號(震源控制柜輸出的擊錘上位信號)和時斷信號(TB信號)，編碼器處于無輸出的工作靜態(tài)，編碼器連接的發(fā)射電臺也處于待命狀態(tài)，接受電臺和解碼器同樣處于無輸出的工作靜態(tài)。當(dāng)編碼器信號輸入端J2有信號輸入時，上位信號從J2的端子輸入至控制信號轉(zhuǎn)換電路的IC3等元器件組成的轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生PTT控制信號，PTT信號為幅度4V寬度400ms的矩形波信號，該信號從編碼器的輸出端Jl的③端子輸出，控制發(fā)射電臺PTT輸入端，使發(fā)射電臺即刻處于發(fā)射狀態(tài);編碼器在收到上位信號后約250ms后從J2的③端子收到TB信號，該信號經(jīng)控制信號轉(zhuǎn)換電路的IC4等組成的電路轉(zhuǎn)換成幅度4V寬度5ms的矩形波信號，該矩形波進(jìn)而控制由IC2等元件組成的電子開關(guān)電路導(dǎo)通，導(dǎo)通時間為5ms，使定頻發(fā)生器電路產(chǎn)生的2000hz定頻信號經(jīng)過電子開關(guān)電路從Jl輸出端的②端子輸出給發(fā)射電臺的信號輸入端，該信號頻率為2000hz，寬度5ms，幅度4V定頻定寬等幅信號，經(jīng)發(fā)射電臺載頻發(fā)射輸出。至此完成一次編碼信號發(fā)射過程。
[0020]參照附圖3，本發(fā)明的解碼器工作流程如下:發(fā)射電臺輸出的載頻信號被接收電臺解調(diào)后送入本裝置的解碼器，經(jīng)過解碼器中的解頻電路分解出等寬定頻信號，經(jīng)限幅放大電路和信號輸出變換電路，從J2輸出端子輸出計時標(biāo)志信號，這正是井間地震接受裝置所需要幾乎無時間延遲的信號。
[0021]本裝置關(guān)鍵之處在于:1、PTT信號的適時加入，使TB時斷信號能幾乎無延時的傳遞;2、ΤΒ時斷信號通過定頻定寬等幅信號傳遞，保證了信號的防干擾性和微延時。
[0022]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射部和接收部，其特征在于:所述的發(fā)射部包括震源設(shè)備、TB信號編碼器和第一車載電臺；所述的接收部包括第二車載電臺、TB信號解碼器和震波接收器； 所述震源設(shè)備在井中產(chǎn)生的時段信號通過TB信號編碼器轉(zhuǎn)換為定寬定頻信號，定寬定頻信號經(jīng)第一車載電臺功率放大后無線發(fā)射給接收部，所述接收部的第二車載電臺接收到定寬定頻信號后，通過TB信號解碼器解碼為計時標(biāo)志信號，計時標(biāo)志信號傳輸給震波接收器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述的TB信號編碼器包括信號輸入分配電路、控制信號轉(zhuǎn)換電路、定頻發(fā)生器電路、電子開關(guān)電路、電源電路和電源管理電路;所述的定頻發(fā)生器電路包括⑶4060和晶振，定頻發(fā)生器電路產(chǎn)生穩(wěn)定的定頻信號;所述的電子開關(guān)定寬電路包括TC4066，電子開關(guān)定寬電路受控于震源設(shè)備產(chǎn)生的時段信號和PTT信號，與定頻發(fā)生器電路共同產(chǎn)生脈寬5ms頻率2000hz的定寬定頻信號并通過第一車載電臺發(fā)出。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于: 所述的TB信號解碼器包括解頻電路、限幅放大電路和電源管理電路和信號輸出變換電路； 第二車載電臺接收到的定寬定頻信號經(jīng)過解頻電路、限幅電路分解為時段標(biāo)志信號，傳輸給震波接收器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井中地震時斷信號無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述TB信號編碼器轉(zhuǎn)換的定寬定頻信號特征寬度為5ms，升沿和下降沿時間均為Ius，幅度4V，頻率2000hzo
【文檔編號】G01V1/22GK105894770SQ201610206639
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】馬鐘宏, 萬文曼
【申請人】西安弘傳科技開發(fā)有限責(zé)任公司