1.一种地面信号收发装置,其特征在于,所述地面信号收发装置设置在钻井的地面端,其包括:
地面天线模块,其用于将接收到的来自井下的电磁信号转换为电信号,以及将携带地面信息的电信号转换为电磁信号并向井下发送;
收发切换模块,其与所述地面天线模块连接;
第一信号接收电路和第一信号发送电路,其分别与所述收发切换模块连接;
第一数据处理模块,其与所述第一信号接收电路和第一信号发送电路连接;
其中,所述收发切换模块对所述第一信号接收电路和第一信号发送电路进行隔离,其在所述第一数据处理模块的控制下导通地面天线模块与第一信号接收电路之间的连接以完成信号的接收过程,或是导通地面天线模块与第一信号发送电路之间连接以完成信号的发送过程。
2.如权利要求1所述的地面信号收发装置,其特征在于,
当存在待发送地面数据时,所述第一数据处理模块产生发送切换信号,以控制所述收发切换模块将地面天线模块与第一信号发送电路之间的连接导通,所述第一数据处理模块将所述待发送地面数据进行处理后传输给所述第一信号发送电路,并由所述第一信号发送电路进一步处理后传输给所述地面天线模块;
当不存在待发送地面数据时,所述第一数据处理模块产生接收切换信号,以控制所述收发切换模块将地面天线模块与第一信号接收电路之间的连接导通,所述第一信号接收电路将来自地面天线模块的信号进行处理后传输给所述第一数据处理模块,以由所述第一数据处理模块分析得到所需要的井下数据。
3.如权利要求1或2所述的地面信号收发装置,其特征在于,所述地面天线模块包括与所述收发切换模块连接的第一埋地电极和第二埋地电极,其中,所述第一埋地电极设置在钻井的井口附近或连接到井口的相应装置上,所述第二埋地电极与所述第一埋地电极间隔预设距离。
4.如权利要求1~3中任一项所述的地面信号收发装置,其特征在于,所述第一信号接收电路包括:
第一信号放大电路,其用于对来自所述收发切换模块的电信号进行调理放大;
第一模拟滤波电路,其用于对来自所述第一功率放大电路的电信号进行滤波;
第一模数转换电路,其用于将来自所述第一模拟滤波电路的电信号进行模数转换,并将转换得到的数字信号传输给所述第一数据处理模块。
5.如权利要求4所述的地面信号收发装置,其特征在于,所述第一信号放大电路在所述第一数据处理模块的控制下调整信号的放大倍数。
6.如权利要求1~5中任一项所述的地面信号收发装置,其特征在于,所述第一信号发送电路包括:
第一光电隔离电路,其与所述第一数据处理模块连接;
第一功率放大电路,其连接在所述第一光电隔离电路与收发切换模块之间。
7.如权利要求1~6中任一项所述的地面信号收发装置,其特征在于,所述第一数据处理模块包括:
第一信号解调单元,其用于对来自所述第一信号接收电路的信号进行解调;
第一数据解码单元,其用于对来自所述第一信号解调模块的信号进行解码,得到所需要的井下数据;
第一数据编码单元,其用于对待发送地面数据进行编码;
第一信号调制单元,其用于对编码后的待发送地面数据进行调制,并将调制后的信号传输给所述第一信号发送电路。
8.一种井下信号收发装置,其特征在于,所述井下信号收发装置包括:
井下天线模块,其用于将接收到的的电磁信号转换为电信号,以及将接收到的电信转换为电磁信号并向外发送;
天线耦合器,其与所述井下天线模块连接,用于对天线耦合器两端的电信号进行阻抗匹配及隔离;
第二信号接收电路,其与所述天线耦合器连接;
第二信号发送电路,其与所述井下天线模块连接;
第二数据处理模块,其与所述第二信号接收电路和第二信号发送电路连接,用于对来自所述第二信号接收电路的信号进行分析处理以得到所需要的地面数据,还用于对待发送井下数据进行处理后传输给所述第二信号发送电路,并由所述第二信号发送电路进行进一步处理后传输给所述井下天线模块。
9.如权利要求8所述的井下信号收发装置,其特征在于,所述井下天线模 块包括:上接头、下接头以及位于所述上接头和下接头之间的绝缘接头,所述上接头与井筒的上部钻柱连接,所述下接头与所述井筒的下部钻柱连接。
10.如权利要求8或9所述的井下信号收发装置,其特征在于,所述第二信号接收电路包括:
第二信号放大电路,其用于对来自所述天线耦合器的电信号进行调理放大;
第二模拟滤波电路,其用于对来自所述第二信号放大电路的电信号进行滤波;
第二模数转换电路,其用于将来自所述第二模拟滤波电路的电信号进行模数转换,并将转换得到的数字信号传输给所述第二数据处理模块。
11.如权利要求10所述的井下信号收发装置,其特征在于,所述第二信号放大电路在所述第二数据处理模块的控制下调整自身的输出功率。
12.如权利要求8~11中任一项所述的井下信号收发装置,其特征在于,所述第二信号发送电路包括:
第二光电隔离电路,其与所述第二数据处理模块连接;
第二功率放大电路,其连接在所述第二光电隔离电路与井下天线模块之间。
13.如权利要求8~12中任一项所述的井下信号收发装置,其特征在于,所述第二数据处理模块包括:
第二信号解调模块,其用于对来自所述第二信号接收电路的信号进行解调;
第二数据解码模块,其用于对来自所述第二信号解调模块的信号进行解码,得到所需要的地面数据;
第二数据编码模块,其用于对待发送井下数据进行编码;
第二信号调制模块,其用于对编码后的待发送井下数据进行调制,并将调制后的信号传输到所述第二信号发送电路。
14.一种数据传输系统,其特征在于,所述数据传输系统包括:
如权利要求1~7中任一项所述的地面信号收发装置;
如权利要求8~13中任一项所述的井下信号收发装置。