CN105894770B - 井中地震时断信号无线传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及井中地震时断信号无线传输系统，包括发射部和接收部，发射部包括震源设备、TB信号编码器和第一车载电台；接收部包括第二车载电台、TB信号解码器和震波接收器；震源设备在井中产生的时段信号通过TB信号编码器转换为定宽定频信号，定宽定频信号经第一车载电台功率放大后无线发射给接收部，接收部的第二车载电台接收到定宽定频信号后，通过TB信号解码器解码为计时标志信号，计时标志信号传输给震波接收器。本发明布置和使用成本低，电路设计简单实用，设备可靠耐用，移植性好，是微信号无线传递微延时的一种新的思路。

Description

井中地震时断信号无线传输系统
技术领域
本发明属于石油和地质勘测技术领域，具体涉及井中地震时断信号无线传输系统。
背景技术
在地震地质勘探和油藏监测中，对于井中震源采用机械震波方式作业中产生的时断信号（震波发射的起始时间），需要几乎无延迟的传送到数百米至数千米外的信号接收仪器作为计时标志（TB--time break)。国内外全采用电缆或光缆进行传送时断信号。由于野外施工环境复杂，采用有线传送施工难度大，且干扰严重时甚至无法接收，且经常由于施工地居民的人为干扰，严重影响施工进度和工作质量，急需要采用无线传送的仪器设备。查询国外资料，并未找到相关性能的设备仪器。在国内找寻也未发现有此性能的仪器设备。试用原西安石油勘探仪器总厂早期生产的SDB—2000型爆炸机改制为无线TB传输系统，虽然信号延迟（延迟时间为1.8—2.4ms）可以接受，但操作繁琐，性能不够稳定，严重影响施工进度。拟采用创胜无线编解码标称4000米发射板FSK-4A与接收模块，虽然能在距离内能够稳定传输信号，但信号延迟时间很长，达80—200ms，根本不能采用。为解决地震地质勘探施工需用，急需研制一种新型的时断信号传输装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种井中地震时断信号无线传输系统，以克服现有技术使用电缆材料或光缆器材成本高、故障率高、延迟大的技术问题。
本发明的技术方案为：
井中地震时断信号无线传输系统，包括发射部和接收部，所述的发射部包括震源设备、TB信号编码器和第一车载电台；所述的接收部包括第二车载电台、TB信号解码器和震波接收器；
所述震源设备在井中产生的时段信号通过TB信号编码器转换为定宽定频信号，定宽定频信号经第一车载电台功率放大后无线发射给接收部，所述接收部的第二车载电台接收到定宽定频信号后，通过TB信号解码器解码为计时标志信号，计时标志信号传输给震波接收器。
所述的TB信号编码器包括信号输入分配电路、控制信号转换电路、定频发生器电路、电子开关电路、电源电路和电源管理电路；所述的定频发生器电路包括CD4060和晶振，定频发生器电路产生稳定的定频信号；所述的电子开关定宽电路包括TC4066，电子开关定宽电路受控于震源设备产生的时段信号和PTT信号，与定频发生器电路共同产生脉宽5ms频率2000hz 的定宽定频信号并通过第一车载电台发出。
所述的TB信号解码器包括解频电路、限幅放大电路和电源管理电路和信号输出变换电路；
第二车载电台接收到的定宽定频信号经过解频电路、限幅电路分解为时段标志信号，传输给震波接收器。
所述TB信号编码器转换的定宽定频信号特征宽度为5ms，升沿和下降沿时间均为1us，幅度4V，频率2000hz。
本发明的有益效果：
1.布置和使用成本低：在传统油田作业中，人力布线缆一般需两人半天作业或更长时间，本发明节省了电缆材料或光缆器材的布置时间，节省人力财力，加快了作业的进度。
2.电路设计简单实用：本发明通过无线传输（1000m—3000m距离）接收到的时断信号较震源产生的时断信号仅有0.6ms的延迟，给地震勘探测试带来极大的准确和方便。
3.设备可靠耐用：本发明提高了油田井间检测波形的时效，时间延迟提前了1ms多，提高了底层波形分析的准确性。
4.移植性好：本发明技术也可广泛应用于其他领域，成为微信号无线传递微延时的一种新的思路。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的解码器电路图；
图3为本发明的编码器电路图；
图4为本发明在示波器time/div为1ms时的跟踪测试波形图；
图5为本发明在示波器time/div为50ms时的跟踪测试波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明，如图1所示的井中地震时断信号无线传输系统，包括发射部和接收部，所述的发射部包括震源设备、TB信号编码器和第一车载电台；所述的接收部包括第二车载电台、TB信号解码器和震波接收器；
所述震源设备在井中产生的时段信号通过TB信号编码器转换为定宽定频信号，定宽定频信号经第一车载电台功率放大后无线发射给接收部，所述接收部的第二车载电台接收到定宽定频信号后，通过TB信号解码器解码为计时标志信号，该信号传输给震波接收器作为启动信号。
如附图2所示，本发明的 TB信号编码器包括信号输入分配电路、控制信号转换电路、定频发生器电路、电子开关电路、电源电路和电源管理电路；定频发生器电路由CD4060和晶振等元器件组成，产生稳定的等幅的2000HZ定频信号源。电子开关定宽电路由TC4066等元器件组成，受控于井中地震产生的TB时段信号和PTT信号，产生脉宽5ms频率2000hz 的定宽定频信号，定宽定频信号通过第一车载电台发出；上述电路产生的定宽定频编码和配套的PTT控制信号，使得该系统不易受外界信号的干扰，保障了传输的可靠性和准时性。
如附图3所示，所述的TB信号解码器包括解频电路、限幅放大电路、信号输出变换电路和电源管理电路；第二车载电台接收到的定宽定频信号经过解频电路、限幅电路分解为计时标志信号，传输给震波接收器。
附图4-5为本系统在长距离（1000米—3000米），20W车载电台的野外环境下的跟踪测试波形图。
图4中CH1（上部波形）为需要发射的TB信号，CH2（下部波形）为解码器所输出的计时标志信号，该图为示波器Time为1ms的波形。由图中可以看出：接收部输出的CH2波形相对于CH1脉冲前沿延时间仅560us。完全达到设计要求及生产需要。
图5是示波器Time时间为50ms时的波形，CH1（上部波形）为需要发射的TB信号；CH2（下部波形）为解码器所输出的触发信号。由图中可看出两个波形的完整形状。
参照附图2，本发明编码器详细工作流程如下：该部分在通电后，由IC1集成电路等元件组成的定频发生器电路产生稳定的2000zh波形，由于编码器没有接到控制信号（震源控制柜输出的击锤上位信号）和时断信号（TB信号），编码器处于无输出的工作静态，编码器连接的发射电台也处于待命状态，接受电台和解码器同样处于无输出的工作静态。当编码器信号输入端J2有信号输入时，上位信号从J2的端子输入至控制信号转换电路的IC3等元器件组成的转换单元产生PTT控制信号，PTT信号为幅度4V宽度400ms的矩形波信号，该信号从编码器的输出端J1的③端子输出，控制发射电台PTT输入端，使发射电台即刻处于发射状态；编码器在收到上位信号后约250ms后从J2的③端子收到TB信号，该信号经控制信号转换电路的IC4等组成的电路转换成幅度4V宽度5ms的矩形波信号，该矩形波进而控制由IC2等元件组成的电子开关电路导通，导通时间为5ms，使定频发生器电路产生的2000hz定频信号经过电子开关电路从J1输出端的②端子输出给发射电台的信号输入端，该信号频率为2000hz，宽度5ms，幅度4V定频定宽等幅信号，经发射电台载频发射输出。至此完成一次编码信号发射过程。
参照附图3，本发明的解码器工作流程如下：发射电台输出的载频信号被接收电台解调后送入本装置的解码器，经过解码器中的解频电路分解出等宽定频信号，经限幅放大电路和信号输出变换电路，从J2输出端子输出计时标志信号，这正是井间地震接受装置所需要几乎无时间延迟的信号。
本装置关键之处在于：1、PTT信号的适时加入，使TB时断信号能几乎无延时的传递；2、TB时断信号通过定频定宽等幅信号传递，保证了信号的防干扰性和微延时。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.井中地震时断信号无线传输系统，包括发射部和接收部，其特征在于：所述的发射部包括震源设备、TB信号编码器和第一车载电台；所述的接收部包括第二车载电台、TB信号解码器和震波接收器；
所述震源设备在井中产生的时断信号通过TB信号编码器转换为定宽定频信号，定宽定频信号经第一车载电台功率放大后无线发射给接收部，所述接收部的第二车载电台接收到定宽定频信号后，通过TB信号解码器解码为计时标志信号，计时标志信号传输给震波接收器；
所述的TB信号编码器包括信号输入分配电路、控制信号转换电路、定频发生器电路、电子开关电路、电源电路和电源管理电路；所述的定频发生器电路包括CD4060和晶振，定频发生器电路产生稳定的定频信号；所述的电子开关定宽电路包括TC4066，电子开关定宽电路受控于震源设备产生的时断信号和PTT信号，与定频发生器电路共同产生脉宽5ms频率2000hz 的定宽定频信号并通过第一车载电台发出。
2.根据权利要求1所述的井中地震时断信号无线传输系统，其特征在于：
所述的TB信号解码器包括解频电路、限幅放大电路和电源管理电路和信号输出变换电路；
第二车载电台接收到的定宽定频信号经过解频电路、限幅电路分解为时断标志信号，传输给震波接收器。
3.根据权利要求2所述的井中地震时断信号无线传输系统，其特征在于：所述TB信号编码器转换的定宽定频信号特征宽度为5ms，升沿和下降沿时间均为1us，幅度4V，频率2000hz。
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SSS - 300同步系统延迟时间的分析;廖声刚等;《物探装备》;20051231;全文 *

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