本发明涉及一种石油随钻仪器技术领域，特别涉及一种井下信息声波双向传输中继装置及方法。
背景技术：
随着油气勘探开发的不断深入，钻井工程中大量的井下信息需要传输，使得快速精确获得井下信息成为关键问题，其重要过程就是井下信息的精确获取和准确高速传输过程，大量的井下信息需要从井下传至井上，同时大量的控制信号也需要从地面下传。因此，信息双向传输技术成为随钻测控的关键技术之一，双向传输技术的中继转发装置需要实现信息的接收及信号发射，需要同时完成井下上传信息和地面下传信号的转发，从而实现信号的双向传输。
技术实现要素：
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种井下信息声波双向传输中继装置及方法，保障井下上传信息和地面下传信号的中继转发，从而实现信息的双向传输。提供了一种井下信息声波双向传输中继装置，该装置具有地面下传信号的接收和转发功能，同时具有井下信息接收和转发功能，依据钻柱信道的频域梳状滤波器特性，上传和下传声波信号采用错频发射，上传和下传声波发射频率之间至少间隔一个阻带，降低发射信号采集识别的干扰，基本功能模块采用插件形式安装在短节内，不同功能短节之间采用中心插入式导电滑环进行连接，通过短节的连接实现双向传输中继功能。
本发明提到的一种井下信息声波双向传输中继装置，其技术方案是：包括上部短节（1）、连接短节（2）和下部短节（3），上部短节（1）主要由上部短节本体（4）、上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）、上部采集模块（8）、上部安装凹槽（9）、上部盖板（10）、上部母导电滑环（11）组成，上部短节本体（4）采用无磁材料加工制作，上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）以插件形式安装固定在上部短节本体（4）内；上部短节本体（4）母扣端与连接短节本体（12）的上部公扣端进行连接，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；
下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。
优选的，上述的上部发射插件（5）主要由上部发射插件总成（14）和上部发射换能器（15）组成，上部发射插件总成（14）采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层；上部发射插件总成（14）外部加工上部安装槽（16）实现上部发射换能器（15）的安装，上部发射换能器（15）采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，下部中控插件（17）产生驱动控制信号，经过上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）驱动上部发射换能器（15）产生声波信号，实现井下信息中继上传。
优选的，上述的上部中控插件（6）主要由上部中控插件总成（20）、上部电路测试口（21）、上部滑盖（22）、上部信号调理电路（23）、上部数据处理电路（24）、上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）组成；上部中控插件总成（20）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部电路安装槽（25），上部中控插件总成（20）和上部电路安装槽（25）采用无磁材料加工制作；上部声波传感器（26）输出的电信号经过上部预处理电路（27）后进入上部信号调理电路（23）。
优选的，上述的上部信号调理电路（23）主要由上部滤波放大电路a和上部采样保持电路b组成，信号调理后的数据进入上部数据处理电路（24），上部数据处理电路（24）主要由上部微处理器（28）和上部数字信号处理器（29）组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至下部中控插件（17），上部数字信号处理器（29）控制上部d/a数模转换器a产生电控制信号，并经过下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31），驱动下部发射换能器（32）发射声波信号。
优选的，上述的上部电源插件（7）主要由上部电源插件总成（33）、上部供电插座（34）、上部母导电滑环（11）、上部电池安装骨架（35）和上部锂电池（36）组成，上部电源插件总成（33）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部工电池安装骨架（35），上部电源插件总成（33）和上部电池安装骨架（35）采用无磁材料加工制作；上部锂电池（36）采用高温锂电池组成，电池呈环状分布在上部电池安装骨架（35）上；上部供电插座（34）与插针连接用于给井下仪器供电，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行通讯。
优选的，上述的上部采集模块（8）主要由上部声波传感器（26）和上部预处理电路（27）组成，上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；上部声波传感器（26）对声波信号进行接收，上部预处理电路（27）主要对接收的下传声波信号进行采集和预处理，上部预处理电路主要进行信号的初步滤波和采样，并将采集的数据送入上部中控插件（6）进行数据处理。
优选的，上述的连接短节（2）主要由连接短节本体（37）、上部公导电滑环（13）、下部公导电滑环（38）组成，主要实现连接装置各个功能短节；连接短节本体（37）两端采用中心插入式滑环结构，上部公导电滑环（13）安装在连接短节本体（37）上端，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；下部公导电滑环（38）安装在连接短节本体（37）下端，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；上部公导电滑环（13）和下部公导电滑环（38）的端面采用圆形端面顶针，上部母导电滑环（11）和下部母导电滑环（39）的端面采用铜圆环。
优选的，上述的下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。
优选的，上述的下部发射插件（41）主要由下部发射插件总成（46）和下部发射换能器（32）组成，下部发射插件总成（46）采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层；下部发射插件总成（46）外部加工下部安装槽（47）实现下部发射换能器（32）的安装，下部发射换能器（32）采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，上部中控插件（6）产生驱动控制信号，经过下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31）驱动下部发射换能器（32）产生声波信号，实现地面信号下传。
优选的，上述的下部中控插件（17）主要由下部中控插件总成（48）、下部电路安装槽（49）、下部滑盖（50）、下部信号调理电路（51）、下部数据处理电路（52）、下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31）组成，主要处理地面下传数据和驱动井下信息发射；下部中控插件总成（48）内部为耐冲蚀保护层，外部加工下部电路安装槽（49），下部中控插件总成（48）和下部电路安装槽（49）采用无磁材料加工制作；下部声波传感器（53）输出的电信号经过下部预处理电路（54）后进入下部信号调理电路（51），下部信号调理电路（51）主要由下部滤波放大电路c和下部采样保持电路d组成，信号调理后的数据进入下部数据处理电路（52），下部数据处理电路（52）主要由下部微处理器（55）和下部数字信号处理器（56）组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至上部中控插件（6），下部数字信号处理器（56）控制下部d/a数模转换器b产生控制信号，并经过上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19），驱动上部发射换能器（15）发射声波信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
本发明的主要功能模块以插件形式安装固定在钻铤式短节内，提高了装置的工程适用性，电源插件给井下仪器供电，提供直流电压为10.5v、14.5v和18v，声波采集模块安装在钻铤式短节本体上；采用宽带超磁致伸缩换能器，上传和下传声波信号采用错频发射，依据钻柱信道梳状滤波器特性，上传和下传发射频率之间至少间隔一个阻带，下传发射频率选择300-450hz，上传发射频率选择600-700hz；上部短节和下部短节通过连接短节进行组合安装，采用中心插入式导电滑环进行供电和通讯，上部短节实现井下信息中继上传发射和地面下传信号接收功能，下部短节实现地面信号中继下传发射和井下上传信息接收功能，保障了井下上传信息和地面下传信号的中继转发，从而实现了信息的双向传输。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明的外部结构示意图；
图3是本发明的电路模块结构示意图；
上图中：上部短节1、连接短节2、下部短节3、上部短节本体4、上部发射插件5、上部中控插件6、上部电源插件7、上部采集模块8、上部安装凹槽9、上部盖板10、上部母导电滑环11、连接短节本体12、上部公导电滑环13、上部发射插件总成14、上部发射换能器15、上部安装槽16、下部中控插件17、上部功率放大电路18、上部高压驱动电路19、上部中控插件总成20、上部电路测试口21、上部滑盖22、上部信号调理电路23、上部数据处理电路24、上部电路安装槽25、上部声波传感器26、上部预处理电路27、上部微处理器28、上部数字信号处理器29、下部功率放大电路30、下部高压驱动电路31、驱动下部发射换能器32、上部电源插件总成33、上部供电插座34、上部电池安装骨架35和上部锂电池36、短节本体37、下部公导电滑环38、下部母导电滑环39、下部短节本体40、下部发射插件41、下部电源插件42、下部采集模块43、下部安装凹槽44、下部盖板45、下部发射插件总成46、下部安装槽47、下部中控插件总成48、下部电路安装槽49、下部滑盖50、下部信号调理电路51、下部数据处理电路52、下部声波传感器53、下部预处理电路54、下部微处理器55、下部数字信号处理器56、下部电源插件总成57、下部供电插座58、下部电池安装骨架59和下部锂电池60。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1和图2所示，一种井下信息声波双向传输中继装置，包括上部短节1、连接短节2和下部短节3。
如图1和图2所示，上部短节1主要由上部短节本体4、上部发射插件5、上部中控插件6、上部电源插件7、上部采集模块8、上部安装凹槽9、上部盖板10、上部母导电滑环11组成，主要实现地面下传声波信号的采集与井下信息上传声波发射功能。
如图1和图2所示，上部短节本体4采用无磁材料加工制作，上部发射插件5、上部中控插件6、上部电源插件7以插件形式安装固定在上部短节本体4内。上部短节本体4母扣端与连接短节本体12的上部公扣端进行连接，通过上部母导电滑环11与上部公导电滑环13连接进行供电和通讯。上部短节本体4公扣端加工上部安装凹槽9，用于安装上部采集模块8，并用上部盖板10进行封装。
如图1和图2所示，上部发射插件5主要由上部发射插件总成14和上部发射换能器15组成，上部发射插件总成14采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层。上部发射插件总成14外部加工上部安装槽16实现上部发射换能器15的安装，上部发射换能器15采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，下部中控插件17产生驱动控制信号，发射频率选择600hz-700hz，经过上部功率放大电路18和上部高压驱动电路19驱动上部发射换能器15产生声波信号，实现井下信息中继上传。
如图1、图2和图3所示，上部中控插件6主要由上部中控插件总成20、上部电路测试口21、上部滑盖22、上部信号调理电路23、上部数据处理电路24、上部功率放大电路18和上部高压驱动电路19组成。上部中控插件总成20内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部电路安装槽25，上部中控插件总成20和上部电路安装槽25采用无磁材料加工制作。上部声波传感器26输出的电信号经过上部预处理电路27后进入上部信号调理电路23，上部信号调理电路23主要由上部滤波放大电路a和上部采样保持电路b组成，信号调理后的数据进入上部数据处理电路24，上部数据处理电路24主要由上部微处理器28和上部数字信号处理器29组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至下部中控插件17，上部数字信号处理器29控制上部d/a数模转换器a产生电控制信号，并经过下部功率放大电路30和下部高压驱动电路31，驱动下部发射换能器32发射声波信号。
如图1和图2所示，上部电源插件7主要由上部电源插件总成33、上部供电插座34、上部母导电滑环11、上部电池安装骨架35和上部锂电池36组成。上部电源插件总成33内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部工电池安装骨架35，上部电源插件总成33和上部电池安装骨架35采用无磁材料加工制作。上部锂电池36采用高温锂电池组成，电池呈环状分布在上部电池安装骨架35上。上部供电插座34与插针连接用于给井下仪器供电，直流电压为10.5v、14.5v和18v，通过上部母导电滑环11与上部公导电滑环13连接进行通讯。
如图1、图2和图3所示，上部采集模块8主要由上部声波传感器26和上部预处理电路27组成。上部短节本体4公扣端加工上部安装凹槽9，用于安装上部采集模块8，并用上部盖板10进行封装。上部声波传感器26对声波信号进行接收，上部预处理电路27主要对接收的下传声波信号进行采集和预处理，上部预处理电路主要进行信号的初步滤波和采样，并将采集的数据送入上部中控插件6进行数据处理，相关电路接线通过导线与内部插件连接，实现供电和通讯功能。
如图1和图2所示，连接短节2主要由连接短节本体37、上部公导电滑环13、下部公导电滑环38组成，主要实现连接装置各个功能短节。连接短节本体37两端采用中心插入式滑环结构，上部公导电滑环13安装在连接短节本体37上端，通过上部母导电滑环11与上部公导电滑环13连接进行供电和通讯。下部公导电滑环38安装在连接短节本体37下端，通过下部母导电滑环39与下部公导电滑环38连接进行供电和通讯。上部公导电滑环13和下部公导电滑环38的端面采用圆形端面顶针，上部母导电滑环11和下部母导电滑环39的端面采用铜圆环，连接时上部母导电滑环11和下部母导电滑环39内部的弹簧处在压紧状态保证连接可靠。
如图1和图2所示，下部短节3主要由下部短节本体40、下部发射插件41、下部中控插件17、下部电源插件42、下部采集模块43、下部安装凹槽44、下部盖板45、下部母导电滑环39组成，主要实现井下上传声波信号的采集与地面信号下传发射功能。
如图1和图2所示，下部短节本体40采用无磁材料加工制作，下部发射插件41、下部中控插件17、下部电源插件42以插件形式安装固定在下部短节本体40内。下部短节本体40母扣端与连接短节本体37的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环39与下部公导电滑环38连接进行供电和通讯。下部短节本体40公扣端加工下部安装凹槽44，用于安装下部采集模块43，并用下部盖板45进行封装。
如图1、图2和图3所示，下部发射插件41主要由下部发射插件总成46和下部发射换能器32组成，下部发射插件总成46采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层。下部发射插件总成46外部加工下部安装槽47实现下部发射换能器32的安装，下部发射换能器32采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，上部中控插件6产生驱动控制信号，发射频率选择300hz-450hz，经过下部功率放大电路30和下部高压驱动电路31驱动下部发射换能器32产生声波信号，实现地面信号下传。
如图1、图2和图3所示，下部中控插件17主要由下部中控插件总成48、下部电路安装槽49、下部滑盖50、下部信号调理电路51、下部数据处理电路52、下部功率放大电路30和下部高压驱动电路31组成，主要处理地面下传数据和驱动井下信息发射。下部中控插件总成48内部为耐冲蚀保护层，外部加工下部电路安装槽49，下部中控插件总成48和下部电路安装槽49采用无磁材料加工制作。下部声波传感器53输出的电信号经过下部预处理电路54后进入下部信号调理电路51，下部信号调理电路51主要由下部滤波放大电路c和下部采样保持电路d组成，信号调理后的数据进入下部数据处理电路52，下部数据处理电路52主要由下部微处理器55和下部数字信号处理器56组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至上部中控插件6，下部数字信号处理器56控制下部d/a数模转换器b产生控制信号，并经过上部功率放大电路18和上部高压驱动电路19，驱动上部发射换能器15发射声波信号。
实施例2，本发明提到的井下信息声波双向传输中继装置，包括上部短节1、连接短节2和下部短节3，上部短节1主要由上部短节本体4、上部发射插件5、上部中控插件6、上部电源插件7、上部采集模块8、上部安装凹槽9、上部盖板10、上部母导电滑环11组成，主要实现地面下传声波信号的采集与井下信息上传声波发射功能。
与实施例1不同之处是：
如图1和图2所示，下部电源插件42主要由下部电源插件总成57、下部供电插座58、下部母导电滑环39、下部电池安装骨架59和下部锂电池60组成。下部电源插件总成57内部为耐冲蚀保护层，外部加工电池安装骨架59，电源插件总成57和电池安装骨架59采用无磁材料加工制作。下部锂电池60采用高温锂电池组成，电池呈环状分布在电池安装骨架59上。下部供电插座58与插针连接用于给井下仪器供电，直流电压为10.5v、14.5v和18v，通过下部母导电滑环39与下部公导电滑环38连接进行通讯。
实施例3，本发明提到的井下信息声波双向传输中继装置，包括上部短节1、连接短节2和下部短节3，上部短节1主要由上部短节本体4、上部发射插件5、上部中控插件6、上部电源插件7、上部采集模块8、上部安装凹槽9、上部盖板10、上部母导电滑环11组成，主要实现地面下传声波信号的采集与井下信息上传声波发射功能。
与实施例2不同之处是：
如图1、图2和图3所示，下部采集模块43主要由下部声波传感器53和下部预处理电路54组成。下部短节本体40公扣端加工下部安装凹槽44，用于安装下部采集模块43，并用下部盖板45进行封装。下部声波接收传感器53对声波信号进行接收，下部预处理电路54对上传声波信号进行采集和预处理，并将采集的数据送入下部中控插件17进行数据处理，相关电路接线通过导线与内部插件连接，实现供电和通讯功能。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。
1.一种井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：包括上部短节（1）、连接短节（2）和下部短节（3），上部短节（1）主要由上部短节本体（4）、上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）、上部采集模块（8）、上部安装凹槽（9）、上部盖板（10）、上部母导电滑环（11）组成，上部短节本体（4）采用无磁材料加工制作，上部发射插件（5）、上部中控插件（6）、上部电源插件（7）以插件形式安装固定在上部短节本体（4）内；上部短节本体（4）母扣端与连接短节本体（12）的上部公扣端进行连接，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；
下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。
2.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部发射插件（5）主要由上部发射插件总成（14）和上部发射换能器（15）组成，上部发射插件总成（14）采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层；上部发射插件总成（14）外部加工上部安装槽（16）实现上部发射换能器（15）的安装，上部发射换能器（15）采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，下部中控插件（17）产生驱动控制信号，经过上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）驱动上部发射换能器（15）产生声波信号，实现井下信息中继上传。
3.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部中控插件（6）主要由上部中控插件总成（20）、上部电路测试口（21）、上部滑盖（22）、上部信号调理电路（23）、上部数据处理电路（24）、上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19）组成；上部中控插件总成（20）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部电路安装槽（25），上部中控插件总成（20）和上部电路安装槽（25）采用无磁材料加工制作；上部声波传感器（26）输出的电信号经过上部预处理电路（27）后进入上部信号调理电路（23）。
4.根据权利要求3所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部信号调理电路（23）主要由上部滤波放大电路a和上部采样保持电路b组成，信号调理后的数据进入上部数据处理电路（24），上部数据处理电路（24）主要由上部微处理器（28）和上部数字信号处理器（29）组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至下部中控插件（17），上部数字信号处理器（29）控制上部d/a数模转换器a产生电控制信号，并经过下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31），驱动下部发射换能器（32）发射声波信号。
5.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部电源插件（7）主要由上部电源插件总成（33）、上部供电插座（34）、上部母导电滑环（11）、上部电池安装骨架（35）和上部锂电池（36）组成，上部电源插件总成（33）内部为耐冲蚀保护层，外部加工上部工电池安装骨架（35），上部电源插件总成（33）和上部电池安装骨架（35）采用无磁材料加工制作；上部锂电池（36）采用高温锂电池组成，电池呈环状分布在上部电池安装骨架（35）上；上部供电插座（34）与插针连接用于给井下仪器供电，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行通讯。
6.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的上部采集模块（8）主要由上部声波传感器（26）和上部预处理电路（27）组成，上部短节本体（4）公扣端加工上部安装凹槽（9），用于安装上部采集模块（8），并用上部盖板（10）进行封装；上部声波传感器（26）对声波信号进行接收，上部预处理电路（27）主要对接收的下传声波信号进行采集和预处理，上部预处理电路主要进行信号的初步滤波和采样，并将采集的数据送入上部中控插件（6）进行数据处理。
7.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的连接短节（2）主要由连接短节本体（37）、上部公导电滑环（13）、下部公导电滑环（38）组成，主要实现连接装置各个功能短节；连接短节本体（37）两端采用中心插入式滑环结构，上部公导电滑环（13）安装在连接短节本体（37）上端，通过上部母导电滑环（11）与上部公导电滑环（13）连接进行供电和通讯；下部公导电滑环（38）安装在连接短节本体（37）下端，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；上部公导电滑环（13）和下部公导电滑环（38）的端面采用圆形端面顶针，上部母导电滑环（11）和下部母导电滑环（39）的端面采用铜圆环。
8.根据权利要求1所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的下部短节（3）主要由下部短节本体（40）、下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）、下部采集模块（43）、下部安装凹槽（44）、下部盖板（45）、下部母导电滑环（39）组成，下部短节本体（40）采用无磁材料加工制作，下部发射插件（41）、下部中控插件（17）、下部电源插件（42）以插件形式安装固定在下部短节本体（40）内；下部短节本体（40）母扣端与连接短节本体（37）的下部公扣端进行连接，通过下部母导电滑环（39）与下部公导电滑环（38）连接进行供电和通讯；下部短节本体（40）公扣端加工下部安装凹槽（44），用于安装下部采集模块（43），并用下部盖板（45）进行封装。
9.根据权利要求8所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的下部发射插件（41）主要由下部发射插件总成（46）和下部发射换能器（32）组成，下部发射插件总成（46）采用无磁材料加工制作，内部为耐冲蚀保护层；下部发射插件总成（46）外部加工下部安装槽（47）实现下部发射换能器（32）的安装，下部发射换能器（32）采用超磁致伸缩材料，采用圆柱状结构，上部中控插件（6）产生驱动控制信号，经过下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31）驱动下部发射换能器（32）产生声波信号，实现地面信号下传。
10.根据权利要求8所述的井下信息声波双向传输中继装置，其特征是：所述的下部中控插件（17）主要由下部中控插件总成（48）、下部电路安装槽（49）、下部滑盖（50）、下部信号调理电路（51）、下部数据处理电路（52）、下部功率放大电路（30）和下部高压驱动电路（31）组成，主要处理地面下传数据和驱动井下信息发射；下部中控插件总成（48）内部为耐冲蚀保护层，外部加工下部电路安装槽（49），下部中控插件总成（48）和下部电路安装槽（49）采用无磁材料加工制作；下部声波传感器（53）输出的电信号经过下部预处理电路（54）后进入下部信号调理电路（51），下部信号调理电路（51）主要由下部滤波放大电路c和下部采样保持电路d组成，信号调理后的数据进入下部数据处理电路（52），下部数据处理电路（52）主要由下部微处理器（55）和下部数字信号处理器（56）组成，完成对采集数据的解调和解码后获得有效数据，然后重新编码和调制并输出至上部中控插件（6），下部数字信号处理器（56）控制下部d/a数模转换器b产生控制信号，并经过上部功率放大电路（18）和上部高压驱动电路（19），驱动上部发射换能器（15）发射声波信号。
技术总结