基于双层屏蔽同轴线的井下总线的制作方法

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基于双层屏蔽同轴线的井下总线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及石油测井系统中的井下仪器总线,更具体地涉及一种基于双层屏蔽同轴线的井下总线。
【背景技术】
[0002]测井,也被称为地球物理测井或石油测井,是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性,测量地球物理参数的方法。在油田勘探与开发过程中,测井是确定和评价油层、气层的重要手段之一,也是解决一系列地质问题的重要手段。它能直接为石油地质和工程技术人员提供各项资料和数据。
[0003]测井系统的井下仪器具有很多种类,通过各种方法测量地层参数来判断油气储存等信息。测井时每一次将多个井下仪器组合成一串下井测量,每一个井下仪器都需要与地面系统通信,包含上传数据和下传控制命令、配置参数等。为了保证所有的井下仪器都能够与地面系统快速、可靠地通信,必须建立一套完整的、可靠的、能够满足仪器数据传输要求的井下仪器总线系统。目前,测井系统中正在大量使用的井下仪器总线主要有:数据传输总线(DTB),通信速率约为100Kbps ;1553B总线,通信速率约为400Kbps ;RS485总线,通信速率约为500Kbps ;控制器局域网络(CAN)总线,通信速率约为IMbps ;以太网总线,通信速率约为10Mbps,包括RJ45型以太网和同轴型以太网,以同轴型以太网应用更为广泛。而同轴型以太网本身的结构导致了较容易受到外界干扰,使得这种总线结构稳定性略差。
[0004]参见图1的示意图,所有同轴以太网设备以图1的拓扑结构连接在一起,在整个网络的起点和终点各加上一个匹配电阻,每个设备的一端连接至同轴线缆的,图中示出为填充了点的缆芯并且另一端连接至同轴线缆的屏蔽层来构成电流回路。其中同轴线缆的结构是示意性的,仅示出了缆芯和屏蔽层。
[0005]尽管该同轴线有一层屏蔽层,可是从图中可以看出该屏蔽层被用作了电流回流通路,亦即屏蔽层也参与了通信,因此尽管该屏蔽层能有效地屏蔽外界信号对同轴芯线的干扰,但是屏蔽层本身会被外界信号干扰从而影响信号质量。换言之,经由屏蔽层回流的电流如果被干扰,将削弱使用同轴线被设计用来尽可能屏蔽干扰的优势。
[0006]而且,在具有高温、高湿、电磁环境复杂的严酷的测井环境中,井下总线更易被干扰,而这将导致测井数据的不准确,进而造成后续操作的误差。
[0007]因而,需要一种能够以小成本改进现有井下总线进而得到屏蔽性能优良的井下总线的技术。

【发明内容】

[0008]因此,本发明的目的在于提供一种新的双层屏蔽同轴线作为同轴型以太网的传输介质,这可以有效地解决干扰问题并且因此提供一种屏蔽性能优良的井下总线。
[0009]在本发明的一个方面中,本发明提供一种基于双层屏蔽同轴线的井下总线,包括以同轴方式布置的缆芯、绝缘层、屏蔽层以及外皮,其特征在于:所述屏蔽层包括第一屏蔽层和第二屏蔽层,所述第二屏蔽层在所述第一屏蔽层之外。
[0010]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于两层绝缘层与所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层以同轴方式相间地布置在所述缆芯与外皮之间。
[0011]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述屏蔽层的材料为铜或招。
[0012]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述第二屏蔽层使用与第一屏蔽层相同的材料。
[0013]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述第二屏蔽层使用与第一屏蔽层不同的材料。
[0014]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述屏蔽层使用以下结构之一:裸的或镀锡软铜线编织、裸的或镀锡软铜线的双层编织、一层充分搭盖、粘结或不粘结的金属塑料复合膜或它们的组合。
[0015]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述第二屏蔽层使用与第一屏蔽层相同的结构。
[0016]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述第二屏蔽层使用与第一屏蔽层不同的结构。
[0017]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的厚度不同。
[0018]在本发明的一个优选实施例中,本发明所述的总线其特征在于所述屏蔽层的不同部分具有不同的厚度。
[0019]根据上述内容,可以看到本发明的基于双层屏蔽同轴线的井下总线具有双屏蔽层。因此,外层的屏蔽层将为作为电流回路的内层屏蔽层提供屏蔽,进而使由芯层或内层屏蔽层构成的整个电流回路都得到良好的屏蔽。
【附图说明】
[0020]下面参考结合附图所进行的下列描述,以便更透彻地理解本发明的内容,在附图中:
图1是示出了同轴型线型以太网的拓扑结构的示意图;
图2是示出了根据本发明一个实施例的双层屏蔽同轴线的结构的剖面示意图;
图3是普通同轴线和根据本发明的双层屏蔽同轴线的结构的剖面的对比图。
【具体实施方式】
[0021]下面将详细描述本发明的具体实施例,在附图中示出了本发明的实施例。然而,可以以许多不同形式来体现本发明,并且不应将其理解为局限于本文阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是透彻和完整的,并将向本领域的技术人员全面传达本发明的范围。相同的附图标记自始至终指示相同的元素。
[0022]应理解的是,虽然术语“第一”、“第二”等在本文中可以用来描述各种元素,但这些元素不应受到这些术语的限制。这些术语仅用来将一个元素与另一个区别开。
[0023]本文所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,并且并不意图限制本发明。除非上下文明确指明,本文所使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”意图也包括复数形式。还应理解的是当在本文中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。
[0024]除非另外定义,本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员一般理解的相同的意义。还应理解的是应将本文所使用的术语解释为具有与其在本说明书和相关领域的上下文中的意义一致的意义,并且不应以理想化或过度形式化的意义来进行解释,除非在本文中明确地这样定义。
[0025]下面结合附图详细说明本发明的实施例。
[0026]参考图2,图2示出了根据本发明一个实施例的双层屏蔽同轴线的结构的剖面示意图。
[0027]在描述根据本发明的实施例之前,先介绍一下同轴线缆的一般结构和各层功能。一般的同轴线缆从内向外以同轴的方式布置有缆芯(也称为内导体)、绝缘层、屏蔽层(也称为外导体)和外皮(也称为护套)。以下介绍各层的功能:
外皮,即最外面是一层绝缘层,对同轴线缆起保护作用,室外线缆可以采用具有优良气候特性的黑色聚乙烯,室内用户线缆从美观考虑则可以采用浅色的聚乙烯。
[0028]屏蔽层,同轴线缆的屏蔽有双重作用,它既可以作为传输回路的一根导线,传输低电平,又可以具有屏蔽作用。所以该层既可以称为屏蔽层又可以称为外导体。
[0029]绝缘层,使缆芯与屏蔽层相互绝缘。
[0030]缆芯,传输信号,可以与屏蔽层(外导体)形成电流回路。
[0031]在图2中,缆芯以填充小点的圆形示出,屏蔽层以填充斜划线的圆环示出。应该理解,图示仅为示意性的。
[0032]从图2中可以看出根据本发明的同轴线缆从内向外依次布置有缆芯、绝缘层、第一屏蔽层、绝缘层、第二屏蔽层以及外皮。其中,第二屏蔽层在图2中示出为屏蔽层2。
[0033]与传统同轴线缆不同的是,根据本发明的同轴线缆多出一层绝缘层和一层屏蔽层。多出的第二屏蔽层可以对第一屏蔽层起到很好的屏蔽作用。即,根据本发明的同轴线缆包括以同轴方式布置的缆芯、绝缘层、屏蔽层以及外皮,而屏蔽层又可以包括第一屏蔽层和第二屏蔽层并且第二屏蔽层在第一屏蔽层之外。
[0034]同轴线缆能够良好地、基本无干扰地传输信号主要取决于屏蔽层的好坏。屏蔽特性是衡量同轴线缆抗干扰能力的一个参数,也是衡量同轴线缆防泄漏的一个重要参数。如果线缆的屏蔽不好,则传输信号不仅会受到外来杂波的串扰,影响信号质量,也会使内部信号泄漏出去干扰其他信号。这在测井环境中尤其不能接受,因为在测井环境中外部环境一般较为恶劣,仪器众多,各种电磁信号容易产生干扰,如果总线本身屏蔽不好,必然加剧干扰问题,从而造成测得的各种信息不准确。所以,在测井环境中更加需要一种屏蔽良好的同轴线缆作为总线。换言之,在测井环境中
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