CN105189923A - 多通道井下电磁遥测的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
电磁(EM)遥测方法包括将井下数据编码为单个数据流；将单个数据流分离为多个单独数据流；使用所选择的数字调制技术将每个单独数据流转换为对应的单独信号波形，其中，各个波形的频率和相位中的至少一方被赋予唯一的值或者唯一的非交叠值范围；将各个单独波形组合为组合波形；以及从井下位置发送包括该组合波形的电磁(EM)遥测载波。
Description
技术领域
本发明整体总体上涉及使用电磁(EM)遥测的井下随钻测量(MWD)，具体涉及发送并接收多通道井下EM遥测的方法和装置。
背景技术
从地下区域开采碳氢化合物依靠钻井眼的处理。该处理包括位于地面的钻井装置以及从该地面装置延伸到地层或所关注的地下区域的钻柱。该钻柱可延伸到地面下方上千英尺或米。钻柱的终端端部包括用于钻出(或延伸)井眼的钻头。除了上述传统的钻井装置外，系统还依靠一些钻井液系统，很多情况下是钻井“泥浆”，其从钻杆的内侧泵送，冷却并润滑钻头，然后从钻头排出，将岩石碎屑带回到地面。泥浆也帮助控制井底压力(bottomholepressure)，并防止碳氢化合物从地层流入井眼，该流入能够潜在地在地面处引起爆裂。
定向钻井是将井导向离开竖直方向从而与目标端点相交或沿着预定路径的处理。在钻柱的终端端部为井底组件(或BHA)，其包括1)钻头；2)旋转导向系统的可导向井下泥浆马达；3)测绘装置(随钻测井仪(LWD)和/或随钻测量(MWD)的传感器，其用于随着钻井处理而评估井下状况；4)用于将数据遥测到地面的装置；以及5)其它控制处理装置，诸如稳定器或重钻铤。BHA通过金属管(钻杆)的柱传送到井眼。MWD装置被用于在钻井的同时以近乎实时的模式将井下传感器和状态信息提供到地面。这个信息被钻井队用于作出关于控制并导向井的决定，从而基于多个因素优化钻井速度和轨迹，这些因素包括钻场边界、现存的井、地层性能、碳氢化合物的多少和位置等。这可以包括基于在钻井处理中从井下传感器收集到的信息，按照需要从计划的井眼路径进行有意偏离。MWD的获得实时数据的能力使得可以获得相对更为经济并且更为有效的钻井操作。
在MWD中，当前使用的MWD工具主要包括相同的传感器封装以测绘井眼，但是通过各种遥测方法将数据发回到地面。这种遥测方法包括但不限于使用硬连线的钻杆、声遥测、光缆、泥浆脉冲(MP)遥测和电磁(EM)遥测。
EM遥测涉及电磁波的生成，该电磁波通过井眼周围的地层行进，该波在地面被检测。BHA金属管通常用作EM遥测工具的偶极天线，通过由通常设置在BHA内的绝缘接头或连接器(“间隙短节”)将钻柱分为两个导电区段，BHA的底部和上方的每个钻柱钻杆各自形成用于该偶极天线的导体。在EM遥测系统中，甚低频交流电流被驱动穿过间隙短节。该短节在其中心接头处被电隔离(“非导电”)，有效地在钻柱的最底部和包括直到地面的所有钻杆的顶部之间形成绝缘断口(“间隙”)。低频AC电压和磁接收被以时间/编码顺序控制以激励大地并且在地面和钻柱顶部之间生成可测量的电压差。穿过该间隙而生成的EM信号在地面被检测到，并作为从钻探机到绕着钻场定位的多个接地杆的电势差而测量。
有利地，EM系统能够在没有连续的流体柱的情况下发送数据；因此当没有泥浆流动的时候它是很有用的。这之所以有利是因为EM信号在钻井工作人员增加新钻杆的同时可以发送定向测绘数据。
然而，EM传输在穿过地层的长距离上会剧烈地衰减，其中，较高频率信号比较低频率信号衰减得快，因此EM遥测倾向于需要相对大量的电力，这样信号可以在地面上被检测到。
与在电信工业所研发的相类似，MWD遥测方法依赖于数字信号的调制。通常，信号通过各种标准调制技术来调制。周期波形的三个关键参数为其振幅(“体积”)、其相位(“定时”)和其频率(“音高”)。这些特性中的任意可以根据低频信号来修改，从而获得调制后的信号。频移键控(FSK)是频率调制方案，其中，数字信息通过对载波的离散频率改变来发送。最简单的FSK是二进制FSK(BFSK)。BFSK使用离散频率的对来发送二进制(0和1)信息。幅移键控(ASK)通过改变载波的振幅来传送数据；相移键控(PSK)通过改变或调制基准信号(载波)的相位来传送数据。已知将不同的调制技术的组合。例如，幅移键控和相移键控组合是通过改变或调制基准信号(或载波)的振幅和相位这两者来传送数据的数字调制方案。非对称相移键控(APSK)将幅移键控(ASK)和相移键控(PSK)组合来增大符号集。
调制方案的选择使用了有限数量的不同信号来表示数字数据。PSK使用了有限数量的相位，每各个相位都被赋予了唯一模式的二进制数字。通常，各个相位对相同数量的比特编码。各个比特模式形成由具体相位表示的符号。特别地针对调制器所使用的符号集而特别设计的解调器确定所接收到的信号的相位，并将其映射回其表示的符号，因此恢复原始数据。这需要接收器能够将所接收到的信号与基准信号比较。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种电磁(EM)遥测方法，该方法包括以下步骤：将井下数据编码为单个数据流；将单个数据流分开为多个单独数据流；使用所选择的数字调制技术将各个单独数据流转换为对应的分开波形，其中各个波形的频率和相位中的至少一个被赋予唯一的值或者唯一的非交叠范围值；将各个单独波形组合为组合波形；并且从井下位置发送包含该组合波形的电磁(EM)遥测载波。该方法可以还包括：在地面位置接收载波，放大该载波，对该载波应用带通滤波器，并且使用单独波形所赋予的的唯一值来从该载波过滤出各个单独波形；将各个单独波形解调为对应的单个数据流；并且将分开的数据流组合为单个数据流。因此，单个数据流可以被解码回到井下数据并被显示。
所选择的数字调制技术可以选自由如下这些组成的组：幅移键控(ASK)、相移键控(PSK)、以及频移键控(FSK)。具体地，该数字调制技术可以为PSK(或者BFSK或QFSK)，且各个波形的仅频率可以被赋予唯一值。
该载波可以是模拟信号，并且解调步骤可以应用于模拟载波，在这种情况下，单独数据流是模拟的并且被转换为数字数据流。另选地，载波可以是模拟的并且该方法可以还包括在从载波分离出单独数据流之前将模拟的载波转换为数字信号。
根据本发明的另一个方面，提供一种电磁(EM)遥测系统，该系统包括井下遥测工具，该井下遥测工具包括间隙短节(gapsub)组件；EM载波频率信号发生器，其用于生成穿过该间隙短节组件的电隔离的间隙的EM载波；以及能够与该信号发生器通信的电子子组件。该电子子组件包括井下处理器和存储器，该存储器包括编码器程序代码。这个编码器程序代码能够由井下处理器执行来执行包括以下步骤的方法：将井下数据编码为单个数据流；将该单个数据流分离为多个单独数据流；使用所选择的数字调制技术将各个单独数据流转换为对应的单独波形，其中各个波形的频率和相位中的至少一方被赋予唯一的值或者唯一的非交叠范围值；将各个单独波形组合为组合波形；以及向所述信号发生器发送控制信号以发送包括该组合波形的EM遥测载波。
井下遥测工具可以还包括定向和倾斜传感器模块以及钻井状况传感器模块，它们都能够与该处理器通信。
所述系统还可以包括被构造成接收载波的地面接收器；以及能够与该地面接收器通信的解码器。该解码器包括地面处理器和存储器，该存储器包括能够由该地面处理器执行来执行包括以下步骤的方法的解码器程序代码：使用单独波形的所赋予的唯一值来从载波滤波出各个单独波形；将各个单独波形解调为对应的单独数据流；并将该单独数据流组合为单个数据流。解码器程序可以进一步由该地面处理器执行以将该单个数据流解码回到该井下数据并将该井下数据发送到显示器。
地面接收器可以还包括被构造成放大所接收到的载波的放大器，以及被构造成将所接收到的波形中的不需要的噪音滤除的带宽滤波器。
附图说明
图1为根据本发明实施方式的工作中的多通道EM遥测系统的示意性侧视图。
图2为根据一个实施方式的EM遥测系统的井下EM遥测工具的示意性框图。
图3为该井下EM遥测工具的电子子组件的部件示意性框图。
图4为用于发送多通道EM遥测信号的方法中由该井下EM遥测工具执行的步骤的流程图，该多通道EM遥测信号具有作为每个单独波形单独遥测通道的两个或更多个单独波形的组合的组合波形。
图5为根据一个实施方式的多通道EM遥测系统的地面部件的示意性框图。
图6为根据另一个实施方式的多通道EM遥测系统的地面部件的示意性框图。
图7为由多通道EM遥测系统的地面部件执行的用于接收并解码由井下EM遥测工具发送的多通道EM遥测信号的步骤的流程图。
图8为第一遥测信号的第一井下波形的曲线图。
图9为第二遥测信号的第二井下波形的曲线图。
图10为作为第一井下波形和第二井下波形的组合并由井下EM遥测工具发送的多通道EM遥测信号的曲线图。
图11为地面部件接收到的多通道EM遥测信号的曲线图。
图12为由地面部件从EM遥测信号中分离出的第一遥测信号的曲线图。
图13为由地面部件从EM遥测信号中分离出的第二遥测信号的曲线图。
图14为根据一个实施方式的具有连续增大的频率的井下基准频率扫描波形的曲线图。
图15为图14中由地面接收器接收到的井下基准频率扫描波形的曲线图。
图16为描绘图15中所接收到的井下频率扫描波形的振幅-频率范围的曲线图。
图17为根据另一个实施方式的具有离散频率台阶的井下基准频率扫描波形的曲线图。
图18为由地面接收器接收到的图17中的井下基准频率扫描波形的曲线图。
图19为描绘图18中接收到的井下频率扫描波形的振幅-频率范围的曲线图。
具体实施方式
如“顶部”、“底部”、“向上”、“向下”、“竖直地”以及“侧向”的方向性术语在下面的说明中仅被用作提供相对参考的目的，而不旨在建议对任何物品如何在使用中进行定位或者安装在组件中或者相对于环境来说的位置进行任何限定。
井下EM信号发送器所生成的EM信号需要具有足够的强度，这样信号能够被在地面上由地面EM信号接收器检测到，尽管随着所发送的信号沿着穿过地层的长距离行进而有很大程度的衰减。
本文所描述的实施方式总体上涉及一种多通道EM遥测系统，其所包括井下EM遥测工具，该井下EM遥测工具将各自表示遥测数据的单独通道的多个EM波形组合为组合波形并且将组合波形以单个EM发送而发送到地面，且该系统还包括地面接收器，该地面接收器接收组合波形并将该波形解码为遥测数据的单独通道。期望通过在包括组合波形的单个EM发送中发送遥测数据的多通道，可以获得数据传输的整体高效率。
参照图1，其示出了可以采用各个实施方式的EM遥测系统的示意图。井下钻探装置包括具有钻井平台2和用于将钻杆6旋转钻入地下5的绞车3的井架1。钻杆6包在壳体8中，壳体8通过壳体水泥件9固定到位。孔钻井流体10被泵送下钻杆6并通过电隔离的间隙短节组件12到达钻头7。环形钻井流体11继而被泵送回到地面，并穿过定位在地表面上的防爆器(BOP)4。间隙短节组件12可以定位在BHA的顶部，其中BHA和钻杆6分别形成偶极天线的导体。间隙短节组件12在其中部接头处是电隔离的(非导电)，从而有效地在具有BHA的钻柱底部和包括直至地面的钻杆6的其余部分在内的钻柱的较大顶部之间形成绝缘断口。甚低频交流电电流14由EM载波频率信号发送器13生成并被驱动穿过间隙短节组件12。低频AC电压和磁接收以时间/编码顺序控制，从而激励地层并生成电场15。通信线缆17将从钻柱顶部与围绕钻场定位的多个地面接地杆16之间的可测量的电压差发送到信号接收箱18，该信号接收箱18接收并处理EM遥测传送。接地杆16通常是考虑到现场作业和安全性而随机定位在钻场里的。接收箱通信线缆19将接收到的数据在解码后发送到计算机显示器20，因此为平台操作人员提供随钻测量信息。
参照图2，根据一个实施方式的EM遥测系统30包括多通道井下EM遥测工具32和地面接收及处理装置34。EM遥测工具32通常包括间隙短节组件12，EM载波频率信号发送器13以及电子子组件36。电子子组件36容纳了用于获取井下测量结果的传感器以及处理器和包括能够由该处理器执行以将传感器测量结果编码为分别具有单独EM波形的多通道遥测数据，将单独EM波形组合为组合波形，并向EM载波频率发送器13发送控制信号以将组合波形发送到地面的程序代码的存储器。地面接收和处理装置34可以被容纳在接收箱18中，并且包括接收组合波形、滤波并处理该波形并且将该波形解码为遥测数据的装置。
间隙短节组件12包括具有母配合区段的导电母部件37，以及具有公配合区段的导电公部件40。公配合区段42配合地容纳到母配合区段内，并通过电隔离件46形成电隔离。电隔离件46包括定位在公配合区段和母配合区段之间的电绝缘材料。电隔离件46因此将公构件40与母构件37电隔离，且公构件40、母构件37和电隔离件46一起用作EM遥测的间隙短节组件12。
参照图3，电子子组件36包括管状外壳(未示出)和容纳在壳体中的以下部件：定向和倾斜(D&1)传感器模块50；钻井状况传感器模块52；主电路板54，包括主处理单元(MPU或者被称之为“井下处理器”)56，存储了能够由控制器56执行的程序代码的存储器58，和一个或更多个功率放大器59；以及电池组60。井下处理器56可以为本领域已知的用于EM工具的任何处理器，且可以例如为dsPIC33系列MPU。功率放大器59可以是被构造成发送数据的功率MOSFETH桥设计。
D&1传感器模块50包括三轴加速仪，三轴磁力仪以及相关的数据获取和处理电路。这种D&1传感器模块在本领域中是公知的，因此在此不再赘述。
电子子组件36包括所安装的传感器以及用于获取包括伽马、温度、压力、冲击、震动、RPM和定向参数在内的井眼参数和状况的各种测量结果的电路。这种传感器电路在本领域也是公知的，因此在此不再赘述。
主电路板54可以是印刷电路板，电子元件焊接在板54的表面上。主电路板54和传感器模块50、52安全固定在承载装置(未示出)上，其通过端盖结构(未示出)固定到电子子组件的外壳内。各个传感器模块50、52与主电路板54电通信，并向井下处理器56发送测量数据。
如下将所述的，存储器58包括能够由井下处理器56执行以进行使用作为分别表示单独遥测通道的两个或更多个单独波形的组合的组合波形对多通道EM遥测信号编码并且发送的方法的编码器程序代码。参照图4，井下处理器56从传感器模块50、52读取原始测量数据，并将该原始数据编码为编码数字比特流(方框70)。然后井下处理器56将编码数字比特流分离为两个或更多个单独数字比特流，在如图4所示的实施方式中其包括第一比特流和第二比特流(方框72)。然后井下处理器56将各个数字比特流转换为独立波形，即第一波形和第二波形(或者称之为“第一遥测通道”和“第二遥测通道”)；这个转换涉及使用所选择的数字调制技术来调制该波形，其中被调制的每个波形的频率被赋予唯一值或者唯一的非交叠范围值，即，不同于其它波形的对应参数的值或值范围的值或者值范围(方框74)。然后井下处理器56将各个单独波形组合为组合波形(方框76)，然后向信号发生器13发送控制信号以将包括组合波形(也称为“载波”)的EM遥测信号发送穿过间隙短节12(方框78)。
另选地，各个数字比特流到单独波形的转换可以使用选定的数字调制技术来调制波形，其中被调制的各个波形的相位被赋予唯一的值或唯一的非交叠值范围。在又一个另选方式中，转换步骤可以涉及向各个波形赋予唯一的频率和唯一的相位(或这些频率和相位的唯一非交叠范围)。
本领域已知的各种数字调制技术可以用于为每个单独波形编码，比如ASK、PSK、FSK、BPSK、QPSK或这些的任意组合或本领域已知的其它独立的调制技术。随着单独波形的振幅、频率和相位中的一方或更多方被设定于唯一值，利用这些技术中的一种或更多种编码的多个单独波形可以被叠加以形成一个组合波形(载波)以发送到地面。结果，包括由两个或更多个遥测通道组成的载波的一个EM信号可以被发送到地面。
在一个示例中并参照图8到10，各个单独波形可以使用具有不同频率的BPSK调制并组合为组合波形。图8示出了针对第一通道的第一井下波形，其具有最大振幅1.0，频率6Hz，且在时间0.5相移180度。图9示出了针对第二通道的第二井下波形，其具有最大振幅1.0，频率12Hz，且在时间0.5处相移180度。图10示出了表示第一井下波形和第二井下波形的组合的组合后的井下波形。
在另一个示例中(未示出)，各个单独波形可以使用具有不同频率的ASK来调制。在这种调制技术中，可以使用功率放大器59来调制各个波形的振幅，而不是或附加于处理器56执行数字ASK调制。
参见图5，地面接收和处理装置34接收载波，并解码组合波形来恢复各个单独遥测通道；由如图10中示出的EM遥测工具32发送的载波将随着该载波穿过土壤而已衰减，并且图11示出了由地面接收和处理装置34接收到的载波。遥测通道进而可以被转换回到测量数据以供操作人员使用。如下详细描述那样，地面接收和处理装置34将存储有解调技术，其对应于EM遥测工具32所使用的所选择的调制技术的，并对应于由井下EM遥测工具32所使用的载波的各个单独波形的唯一的相位和频率值，以将单独波形编码，使得载波可以被解码以获得遥测数据。
地面接收和处理装置34包括地面接收器80和解码器82。地面接收器80定位在接收箱18中并包括：前置放大器84，其与通信线缆电偶接以接收并放大包括载波的EM遥测发送；能够与前置放大器84通信的带通滤波器86，其被构造成滤除发送中不需要的噪音；以及模数转换器(ADC)88，其能够与带通滤波器86通信以将模拟载波转换为数字信号。这种前置放大器、带通滤波器和A/D转换器都是本领域公知的，因此在此不再赘述。例如，前置放大器可以是来自得克萨斯仪器公司的INA118型，ADC可以是来自得克萨斯仪器公司的ADS1282型，并且带通滤波器可以是光学带通滤波器或被构造成通过0.1Hz到20Hz频率的RLC电路。
解码器82在一个实施方式中是一般用途计算机，其包括中央处理单元(CPU，而本文中将其称之为“地面处理器”)和存储器，该存储器具有可由地面处理器执行以执行各种解码功能的的解码器程序代码，这些解码功能包括数字信号滤波和分离、数字信号处理、数字信号重组、以及数字信号一遥测信号的解码。不是使用地面处理器执行所有的解码功能，可以使用单独的硬件部件来执行一种或更多种解码功能；例如，可以使用专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)来以本领域已知的方式来执行数字信号处理。
参照图7，解码器82接收已经被地面接收器80数字化、滤波并放大的载波，并按照以下顺序执行以下解码功能的每个(这些解码功能在计算机的存储器上作为程序代码存储，并由地面处理器执行)：
数字滤波(步骤90)：当不同波形中的每个通过调制技术在特定频率编码时，该程序代码包括一系列的带通滤波器，这些带通滤波器被使用以从载波分离单独不同频段(频率信号)。更具体地，各个带通滤波器被构造成使与单独波形中的一个相对应的唯一频率段通过并且使得全部其它频率强烈地衰减，使得对应于这个唯一频率段的波形可以从载波上分离出来。
数字信号处理(步骤92)：各个分离出的波形处于比特流形式，并且进而经受本领域已知的一系列数字处理处理，诸如自动增益控制(AGC)以使得信号振幅归一化，同步化以发现进入信号和本地震荡信号之间的相位和时间的差异，以及解调和解码以恢复二进制比特。这种数字处理处理在数字信号处理领域是已知的，因此在此不再赘述。进而，使用被构造成与将单独测量数据比特流编码为单独波形的调制技术具体相对应的解调技术，各个单独波形被解调回对应的测量数据比特流。使用图8到图10所示的示例，但现在参照图12到图13，解调技术将确定各个单独波形的相位，并将波形映射回到其表示的符号，因此恢复初始数据比特流(图12示出了第一波形，并且图13示出了第二波形)。这种解调技术在本领域中是已知的，因此在此不在赘述。
数字信号重组(步骤94)：解调之后，单独原始测量数据流被重组回到在步骤70中存在的单个原始测量数据流。在重组了该单个原始测量数据比特流时，该数据可以被解码并在计算机显示器20上观看或被操作人员操纵成对于显示的有用形式(步骤96)。
不是将全部的单独测量数据流重组为单个测量数据流，单独数据流的子集可以被组合以显示给操作人员，或各个独立数据流可以被处理并显示给操作人员。
根据另选实施方式并且参照图6，地面接收器80和解码器82进行了修改，使得在数字化之前，全部信号滤波由地面接收器80对模拟波形执行。更具体地，地面接收器80采用不同频率范围的窄带硬件滤波器98来将各个单独模拟波形从模拟载波分离出来。多个ADC进而被使用以将多个模拟波形转换为数字信号。相反，根据图5的地面接收器80和解码器82执行模拟载波的模拟信号滤波，以及数字化后的载波的数字信号滤波。在这里，仅使用一个ADC以将载波转换为数字形式，且数字带通滤波是由软件而不是由硬件进行。
可选地，解码器82还可以执行对土壤的低通滤波特性以及钻井场其它状况引起的衰减进行补偿的算法。这种衰减补偿算法可以根据图14到图19中所例示的方法中的一个来构建。在图14到图16中所示出的第一方法中，在预定时间段内具有一致基准振幅和连续增大的频率的频率扫描波形99在钻井的空闲时间期间可以由EM遥测工具32发送，这样钻井处理不被中断。如在图14可见，基准振幅被设定为与EM遥测工具32所使用的各个单独波形的振幅相匹配以产生组合波形，并且频率可以被设定为以所选择的速率增大。如在图15可见，在地面100接收到的频率扫描波形在通过土壤后到达地面接收器80将衰减。衰减速率趋向于随着频率的增大而增大，其中衰减速率值会随着钻井场物理特性和操作状况而改变。如在图16可见，可以在频率范围上描绘接收到的频率扫描波形的振幅，以生成衰减曲线101。这个衰减曲线101被存储在DSP92中并且被应用于接收到的波形以补偿由土壤所引起的衰减。
根据另一个实施方式，另一种频率扫描波形102和从这种频率扫描波形产生的衰减曲线104在图17到图19中示出。在这种频率扫描波形102中，频率在短时间段内保持恒定，然后以离散台阶变化。图17示出了由EM遥测工具32发送的这种频率扫描波形，图18示出了由表面接收器接收到的并且已穿过土壤而衰减的衰减后的频率扫描波形103。图19示出了随着频率变化的台阶性衰减曲线。对于图8和图9所示的第一井下波形和第二井下波形的频率(6Hz和12Hz)，基于为1.0的井下振幅，期望地面振幅水平将是约0.1和0.03。
虽然本发明已经通过几个实施方式的说明进行了图解，且所示实施方式已经详细说明，但其用意并不不是以任意形式把附随权利要求的范围限制到这样细节。落入附随权利要求范围之中的额外优点和改进对本领域技术人员来说是足以轻易理解的。本发明更宽泛的方面因此不局限于这些特定的细节、代表性装置和方法，以及示出和说明的图解示例。据此，在不偏离大体构思的精神实质或范围的情况下可以对这些细节进行改进。
Claims (22)
1.一种电磁EM遥测方法，该方法包括以下步骤：
(a)将井下数据编码为单个数据流；
(b)将所述单个数据流分离为多个单独数据流；
(c)使用所选择的数字调制技术将各个单独数据流转换为对应的单独波形，其中，各个波形的频率和相位中的至少一方被赋予唯一的值或者唯一的非交叠值范围；
(d)将各个单独波形组合为组合波形；并且
(e)从井下位置发送包括该组合波形的电磁EM遥测载波。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所选择的数字调制技术从由以下组成的组中选择：幅移键控ASK、相移键控PSK和频移键控FSK。
3.如权利要求2所述的方法，其中，各个波形的仅频率被赋予唯一的值。
4.如权利要求1所述的方法，在步骤(e)之后还包括以下步骤：
(f)在地面位置接收所述载波，并使用单独波形的所赋予的唯一值来从所述载波滤波出各个单独波形；
(g)将各个唯一波形解调为对应的单独数据流；及
(h)将所述单独数据流组合为所述单个数据流。
5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括将所述单个数据流解码为所述井下数据并且显示所述井下数据。
6.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括放大所述载波。
7.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括对所述载波使用带通滤波器以去除不需要的频率。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述载波是模拟的并且所述解调的步骤针对模拟载波进行，并且所述单独数据流是模拟的并且被转换为数字数据流。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述载波是模拟的，并且该方法还包括将模拟载波转换为数字信号。
10.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括对所述载波应用衰减补偿曲线，所述衰减补偿曲线通过从所述井下位置发送所选择的频率扫描波形、在地面接收所述频率扫描波形并且在频率范围上绘制所述频率扫描波形的衰减来构建。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述频率扫描波形包括与所述单独波形的振幅对应的一致基准振幅。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述频率扫描波形在钻井操作的空闲时间期间发送。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述频率扫描波形包括在所选择的时间段上连续增大的频率。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述频率扫描波形包括在所选择的时间段上增大频率的离散台阶。
15.一种电磁EM遥测系统，该电磁遥测系统包括：
井下遥测工具，该井下遥测工具包括
(a)间隙短节组件；
(b)EM载波频率信号发生器，其用于生成穿过所述间隙短节组件的电隔离的间隙的EM载波；
(c)电子子组件，该电子子组件能够与该信号发生器通信并且包括井下处理器和存储器，该存储器包括能够由该井下处理器执行来执行如下方法的编码器程序代码：
(i)将井下数据编码成为单个数据流；
(ii)将单独数据流分为多个单独数据流；
(iii)使用所选择的数字调制技术将各个单独数据流转换为对应的单独波形，其中，各个波形的频率和相位中的至少一方被赋予唯一的值或者唯一的非交叠值范围；
(iv)将各个单独波形组合为组合波形；并且
(v)向所述信号发生器发送包括该组合波形的电磁EM遥测载波。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述井下遥测工具还包括定向和倾斜传感器模块和钻井状况传感器模块，所述定向和倾斜传感器模块和所述钻井状况传感器模块都能够与所述处理器通信。
17.如权利要求16所述的系统，所述系统还包括：
(a)地面接收器，该地面接收器被构造成接收所述载波；
(b)解码器，该解码器能够与所述地面接收器通信，并且包括地面处理器和存储器，该存储器包括能够由该地面处理器执行来执行包括以下步骤的方法的解码器程序代码：
(i)使用各个单独波形的所赋予的唯一值从所述载波滤波出所述单独波形；
(ii)将各个单独波形解调为对应的单独数据流；及
(iii)将所述单独数据流组合为所述单个数据流。
18.如权利要求17所述的系统，其中，所述解码器程序还能够由所述地面处理器执行，以将所述单个数据流解码为所述井下数据并将所述井下数据发送到显示器。
19.如权利要求17所述的系统，其中，所述地面接收器还包括被构造成放大所接收到的载波的放大器。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述地面接收器还包括被构造成将所接收到的载波中的不需要的噪音滤除的带通滤波器。
21.如权利要求19所述的系统，所述系统还包括模拟数字转换器，该模拟数字转换器将所接收到的载波转换为数字信号。
22.如权利要求20所述的系统，其中，所述地面接收器还包括对应于各个单独波形并且被构造成将对应的单独波形从所述载波分离出来的窄带滤波器。
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