ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КАНАЛОМ СВЯЗИ

Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин и может быть использована для приема сигнала от скважинного прибора телеметрической системы с электромагнитным каналом связи, обработки и передачи оцифрованного сигнала в компьютер.
Известно устройство для приема информации о забойных параметрах бурения, получаемой по электромагнитному каналу связи от скважинного прибора. Приемное устройство включает усилитель, фильтры и аналого-цифровой преобразователь (патент РФ №2140539, МПК Е21В 47/12, заявл. 16.12.1997 г.).
Наиболее близким является приемное устройство по патенту на полезную модель №89606, МПК Е21В 47/00, заявл. 22.07.2009 г., включающее входной усилитель, фильтр низких частот, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, аналого-цифровой преобразователь, центральное процессорное устройство, модуль диагностики, имитатор нагрузки и блок питания.
Известное приемное устройство имеет недостаточную защищенность к ступенчатым помехам, а также значительную нелинейность сигнала, не позволяющую измерить его достоверный уровень. Также отсутствует возможность измерения и отображения частоты питающей сети.
Задачей, которую решает предлагаемая полезная модель, является обеспечение уверенного приема сигнала, передаваемого телеметрической системой на фоне сильных ступенчатых помех, за счет повышения помехозащищенности и линейности, а также создание возможности измерения и отображения на ПК частоты питающей сети.
Решение поставленной задачи достигнуто тем, что приемное устройство дополнительно содержит аттенюатор, режекторный фильтр, управляемый фильтр высоких частот, линейный усилитель и частотный детектор.
На фиг. 1 представлена функциональная схема приемного устройства телеметрической системы с электромагнитным каналом связи.
Приемное устройство содержит аттенюатор 1, входной усилитель 2, фильтр низких частот 3, режекторный фильтр 4, управляемый фильтр высоких частот (с большой постоянной времени) 5, линейный усилитель 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, центральное процессорное устройство (ЦПУ) 8, модуль USB 9, частотный детектор 10, модуль CAN 11, блок питания 12, модуль диагностики 13 и имитатор нагрузки 14. Приемное устройство работает следующим образом.
USB-порт приемного устройства соединяют с USB-портом компьютера. Подключают приемное устройство к сети 220 В.
Подключают антенну для приема электромагнитных сигналов от скважинного прибора телесистемы ко входу «Антенна 1», либо к входу «Антенна 2». Включают питание приемного устройства и запускают на компьютере программу.
Информационный сигнал от скважинного прибора телеметрической системы, передаваемый по электромагнитному каналу связи, улавливается наземной антенной и передается по кабелю на приемное устройство. При высоком уровне импульсных помех сигнал ослабляется аттенюатором 1, затем усиливается входным усилителем 2, проходит через фильтр низких частот 3, режекторный фильтр 4 и поступает на управляемый фильтр высоких частот 5, работающий в обратной связи линейного усилителя 6.
Данное решение позволяет контролировать уровень сигнала на выходе линейного усилителя 6 в линейном диапазоне, мгновенно проводить ступенчатую перенастройку управляемого фильтра высоких частот 5. Тем самым, мгновенно обнуляется время на осуществление переходных процессов и одновременно выполняется ограничение сигнала при сильном уровне. После усиления сигнал оцифровывается АЦП 7, поступает в ЦПУ 8. Частотный детектор 10 трансформирует частоту питающей сети в ЦПУ 8 для дальнейшего ее измерения. Вся собранная информация из ЦПУ 8 через модуль USB 9 передается в компьютер.
Высокая линейность не вносит искажения в принятый сигнал и позволяет качественнее декодировать принятый сигнал, а также очень точно измерить его уровень.
Возможность измерения частоты питающей сети позволяет контролировать работу дизель-генераторов для обеспечения полноценной работы фильтров приемного устройства.
Разработанное приемное устройство обеспечивает возможность принимать сигнал при сильном уровне ступенчатых помех, возникающих при работе бурового оборудования, что позволяет использовать в качестве одной из антенн устье скважины. Это значительно упрощает процесс развертывания антенн при бурении скважин с большими отходами, при невозможности установки обеих антенн на значительном удалении от устья скважины и друг от друга.