一种单芯电缆高速数据传输方案.PDF

2008年9月 西安石油大学学报(自然科学版) S印．2008 Ja帅al Sdence V01．23No．5 第23卷第5期 of)(i7锄SKyouUniversity(NaturalEdition) 文章编号：1673—064X(2008)05．0094．03 一种单芯电缆高速数据传输方案 A datatransmissionscheme cable high-speed usingsingle．core 刘国权1，田洪亮2，王易安3，杜军梅3 1．西安石油大学研究生部，陕西西安710065；2．华北煤层气勘探开发总公司测井分公司，河南新乡453700； 3．中国石油集团测井有限公司华北事业部，河北任丘062552) 摘要：生产测井一般利用单芯测井电缆实现地面系统和井下仪器的数据传输．为满足日益增长的大 容量数据传输需求，在分析单芯测井电缆传输特性的基础上，提出基于正交频分复用调制解调技术 的高速数据传输方案，克服了单芯测井电缆固有缺陷，提高了频带利用率，是生产测并实现高速数 据传输较为理想的调制解调方案，对实际测井传输系统的研制具有重要的指导意义． 关键词：测井；单芯电缆；数据传输；正交频分复用 中图分类号：P631．84文献标识码：A 生产测井在石油开发中发挥着重要作用．在生 器的基本实现方法，分析了系统抗干扰性能，为设计 产测井系统中，地面设备一般利用单芯测井电缆作 单芯电缆高速数据传输系统奠定了理论基础． 为传输通道对井下仪器进行远程供电、信息采集和 控制，从而获得多种复杂的井眼信息作为合理开发 单芯电缆传输特性分析 的依据【1-3】．随着测井技术向数字化、组合化和成像 化方向发展，井下仪器采集的信息更加丰富，需要上 当前在生产测井领域主要依靠常规的单芯测井 传的数据量也越来越大，因而对测井传输系统提出 电缆实现地面系统和井下仪器间的数据传输，只用 了更高的要求，迫切需要大容量高速率的传输系统 一根电缆同时传输多种信号或同时完成多种功能． 以满足当今生产测井的实际需求．然而单芯测井电 然而由于受传输介质、设计思想、制造工艺和井下高 缆频带有限，基带传输已经不能满足实际测井需求． 温、高压等恶劣环境的影响，单芯测井电缆传输系统 采用先进的调制解调技术成为突破传输瓶颈的有效 存在传输速度慢、信息量少、信号衰减、失真大等问 解决方案，是当今测井传输领域的研究热点．正交频 题，且电缆传输信道的衰减和相移随信号频率的增 000 分复用(OFDM)是一种高效的多载波调制技术，具加而急剧增加．7 m长的普通单芯电缆能够传 有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、易于实现等优 送的最高信号频率为100kHz，如果信号频率高于 100 点，非常适合测井电缆传输系统应用．文献[4．8]探 kHz，则信号衰减严重，无法检测；在低频段，由 讨了OFDM在常规测井电缆传输系统中的应用，然于测井电缆的两端分别通过变压器与地面和井下遥 而将OFDM技术应用于生产测井的单芯电缆传输测单元耦合，所以频率小于100Hz的低频信号在耦 尚不多见，是一项值得研究的课题．论文首先对单芯 合时衰减严重，因此，可把测井电缆看作是从100 Hz～100 测井电缆的传输特性进行了理论分析，而后简要论 kHz的带通信道． 述了OFDM的基本原理