連續油管作業井底無線數據傳輸方法及裝置的製作方法
2023-05-16 06:25:16
專利名稱：連續油管作業井底無線數據傳輸方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油天然氣工業井下施工技術領域，確切地說涉及在油氣井連續油管
作業過程中井底施工數據的無線傳輸技術領域。
背景技術：
連續油管作業中井底施工數據的採集和實時數據無線傳送技術是提高連續油管 施工技術、提高施工效率的重要手段。 在連續油管井下作業過程中，實時獲取連續油管井下工具，如井下噴射酸化工 具、井下封隔器和井下測試工具等的準確位置對作業的成敗有重要影響授權公告號為 CN2727394Y，授權公告日為2005年9月21的中國專利文獻公開了一種測試機採井井底油 層壓力、溫度的裝置，尤其是一種直讀式機採井長期動態監測裝置。這種直讀式機採井長 期動態監測裝置主要包括數據處理顯示儀、傳輸導線和壓力溫度儀，傳輸導線在正常作業 下安裝在機採井的油管與套管之間，傳輸導線上端通過套管一側的閥門孔與井口上的數據 處理顯示儀相接，傳輸導線的下端與井底油層內的壓力溫度儀相接。其有益效果是直讀 式機採井長期動態監測裝置可在該井有無電源的情況下工作，數據採集容量大，最大可達 到6000個點，並可儲存到磁碟上，以利於數據的回放和分析；傳輸導線耐高溫，最高耐溫 17(TC，耐酸鹼，在油品介質中，正常作業下傳輸導線可工作2年以上。 由於連續油管作業多數時候不能使用有線數據傳輸、連續油管中流體介質也可能 不連續，無法使用鑽井界的隨鑽測試技術。因此，上述技術方案顯然不適用，並不能實時獲 得井下工具位置數據，並且上述技術方案的傳輸導線易腐蝕受損，從而影響數據採集效果， 需經常更換，不便於維修管理。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提出了一種連續油管作業井底無線數據傳輸方法，
本發明解決了連續油管作業中不能使用有線數據傳輸的技術難題，並能實時獲得井下工具
位置數據，本發明可廣泛應用於連續油管增產作業、連續油管射孔、連續油管鑽井、水平井
井下測試、井下生產數據監測等領域。 本發明同時提供了實現該方法的裝置。 本發明是通過採用下述技術方案實現的 —種連續油管作業井底無線數據傳輸方法，其特徵在於 1)在井下，利用井下施工檢測儀採集井下施工數據；將採集的施工數據編碼轉化 為電波信號串，利用聲波發生器將電波信號串轉化為聲波振動信號； 2)在地面，採用聲波傳感器採集所述聲波振動信號，聲波振動信號經解碼還原為 井下施工數據後傳輸至監測計算機； 井下的聲波振動信號是通過連續油管本體為傳輸通道傳送至地面的聲波傳感器。
在聲波傳感器採集聲波振動信號步驟和聲波振動信號經解碼步驟之間還有信號放大步驟，即將聲波傳感器採集的聲波振動信號經信號放大器進行濾波放大處理。
施工數據編碼轉化為電波信號串是採用的數據編碼器。
聲波振動信號的解碼為聲波數據解碼器。 實現連續油管作業井底無線數據傳輸方法的裝置，其特徵在於包括
1)設置於井下並用於採集井下施工數據的施工檢測儀，與所述施工監測儀連接並 將井下施工數據編碼轉化為電波信號串的數據編碼器，和與編碼器連接並將電波信號串轉 化為聲波振動信號的聲波發生器； 2)設置於地面並用於採集所述聲波振動信號的聲波傳感器，與所述聲波傳感器連
接並將聲波振動信號解碼還原為井下施工數據的聲波數據解碼器，和監測計算機； 井下聲波發生器和地面聲波傳感器之間的信號傳輸通道為連續油管本體。 在所述聲波傳感器和聲波數據解碼器之間還連接有對聲波振動信號進行濾波放
大處理的信號放大器。 施工檢測儀上連接有為其提供電源的高溫電池組。
本發明的優點表現在 1、由於本發明採用在井下獲得的井下施工數據，經編碼和轉換為聲波振動信號 後，才以連續油管本體為信號傳輸通道傳送至地面，並由地面的聲波傳感器接收、解碼還原 為井下施工數據並最終由監測計算機獲得，這樣的技術方案與現有技術相比，本發明採用 連續油管本體為信號傳輸通道，達到了井下施工數據的無線傳輸目的，解決了連續油管作 業中不能使用有線數據傳輸的技術難題，並能實時獲得井下工具位置數據，可廣泛應用於 連續油管增產作業、連續油管射孔、連續油管鑽井、水平井井下測試、井下生產數據監測等 領域。 2、本發明在聲波傳感器採集聲波振動信號和聲波振動信號經解碼之間還有信號 放大步驟，這樣就能使聲波振動信號更強烈，解碼還原的井下施工數據也更為準確。
下面將結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明，其中
圖1為本發明的信號傳輸結構原理圖
圖中標記 1、施工檢測儀，2、高溫電池組，3、數據編碼器，4、聲波發生器，5、連續油管本體，6、 聲波傳感器，7 、聲波數據解碼器，8 、監測計算機。
具體實施方式
實施例1 本發明公開了一種連續油管作業井底無線數據傳輸方法， 1)在井下，利用井下施工檢測儀1採集井下施工數據；將採集的施工數據編碼轉
化為電波信號串，利用聲波發生器4將電波信號串轉化為聲波振動信號； 2)在地面，採用聲波傳感器6採集所述聲波振動信號，聲波振動信號經解碼還原
為井下施工數據後傳輸至監測計算機8 ; 井下的聲波振動信號是通過連續油管本體5為傳輸通道傳送至地面的聲波傳感器6。在聲波傳感器6採集聲波振動信號步驟和聲波振動信號經解碼步驟之間還有信號放 大步驟，即將聲波傳感器6採集的聲波振動信號經信號放大器進行濾波放大處理。施工數 據編碼轉化為電波信號串是採用的數據編碼器3。聲波振動信號的解碼為聲波數據解碼器 7。 實施例2 參照說明書附圖l，本發明公開了實現連續油管作業井底無線數據傳輸方法的裝 置，包括 1)設置於井下並用於採集井下施工數據的施工檢測儀l，與所述施工監測儀連接 並將井下施工數據編碼轉化為電波信號串的數據編碼器3，和與編碼器連接並將電波信號 串轉化為聲波振動信號的聲波發生器4 ; 2)設置於地面並用於採集所述聲波振動信號的聲波傳感器6，與所述聲波傳感器 6連接並將聲波振動信號解碼還原為井下施工數據的聲波數據解碼器7，和監測計算機8 ;
井下聲波發生器4和地面聲波傳感器6之間的信號傳輸通道為連續油管本體5。 在所述聲波傳感器6和聲波數據解碼器7之間還連接有對聲波振動信號進行濾波放大處理 的信號放大器。施工檢測儀1上連接有為其提供電源的高溫電池組2。
實施例3 參見附圖，本實施例由施工檢測儀1、高溫電池組2、數據編碼器3、聲波發生器4、 聲波傳輸通道(連續油管本體5)、聲波傳感器6、聲波數據解碼器7和地面施工監測計算機 8系統組成。 井下施工檢測儀1負責井底壓力、溫度、工具位置等施工數據的採集、處理和儲 存。實現井底就地施工監測。井下高溫電池組2為整個井下施工監測儀器提供電力。井 下數據編碼器7負責將井下施工數據通過編碼技術轉換為不同頻率、不同相位的電波信號 串，數據編碼器為市面常見的設備，編碼技術也為本領域普通技術人員所熟知的一般編碼 技術。電波信號串送入井下聲波發生器4轉換為聲波振動信號並送入連續油管本體5鋼材 中。利用聲波在鋼材中的優異傳輸特性將聲波振動信號通過連續油管本體5鋼材傳送到 連續油管的地面部分。利用地面聲波傳感器6監測和提取聲波信號，經信號放大器濾波放 大後送入聲波數據解碼器7，聲波數據解碼器也為市面常見的設備，解碼技術也為本領域普 通技術人員所熟知的一般解碼技術，利用聲波數據解碼器7將聲波信號還原為井底施工數 據。由地面施工監測計算機8實時提取聲波數據解碼器7輸出的井底施工數據達到無線數 據傳輸的目的。
權利要求
一種連續油管作業井底無線數據傳輸方法，其特徵在於1)在井下，利用井下施工檢測儀(1)採集井下施工數據；將採集的施工數據編碼轉化為電波信號串，利用聲波發生器(4)將電波信號串轉化為聲波振動信號；2)在地面，採用聲波傳感器(6)採集所述聲波振動信號，聲波振動信號經解碼還原為井下施工數據後傳輸至監測計算機(8)；井下的聲波振動信號是通過連續油管本體(5)為傳輸通道傳送至地面的聲波傳感器(6)。
2. 根據權利要求1所述的連續油管作業井底無線數據傳輸方法，其特徵在於在聲波 傳感器(6)採集聲波振動信號步驟和聲波振動信號經解碼步驟之間還有信號放大步驟，即 將聲波傳感器(6)採集的聲波振動信號經信號放大器進行濾波放大處理。
3. 根據權利要求1或2所述的連續油管作業井底無線數據傳輸方法，其特徵在於施 工數據編碼轉化為電波信號串是採用的數據編碼器(3)。
4. 根據權利要求1或2所述的連續油管作業井底無線數據傳輸方法，其特徵在於聲 波振動信號的解碼為聲波數據解碼器(7)。
5. 實現如權利要求1所述連續油管作業井底無線數據傳輸方法的裝置，其特徵在於包括1) 設置於井下並用於採集井下施工數據的施工檢測儀(l)，與所述施工監測儀連接並將井下施工數據編碼轉化為電波信號串的數據編碼器(3)，和與編碼器連接並將電波信號串轉化為聲波振動信號的聲波發生器(4);2) 設置於地面並用於採集所述聲波振動信號的聲波傳感器(6)，與所述聲波傳感器 (6)連接並將聲波振動信號解碼還原為井下施工數據的聲波數據解碼器(7)，和監測計算機(8);井下聲波發生器(4)和地面聲波傳感器(6)之間的信號傳輸通道為連續油管本體(5)。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於在所述聲波傳感器(6)和聲波數據解碼 器(7)之間還連接有對聲波振動信號進行濾波放大處理的信號放大器。
7. 根據權利要求5或6所述的裝置，其特徵在於施工檢測儀(1)上連接有為其提供 電源的高溫電池組(2)。
全文摘要
本發明公開了一種連續油管作業井底無線數據傳輸方法及裝置，涉及石油天然氣工業井下施工技術領域，在井下，利用井下施工檢測儀採集井下施工數據；將採集的施工數據編碼轉化為電波信號串，利用聲波發生器將電波信號串轉化為聲波振動信號；在地面，採用聲波傳感器採集所述聲波振動信號，聲波振動信號經解碼還原為井下施工數據後傳輸至監測計算機；井下的聲波振動信號是通過連續油管本體為傳輸通道傳送至地面的聲波傳感器。本發明解決了連續油管作業中不能使用有線數據傳輸的技術難題，並能實時獲得井下工具位置數據，本發明可廣泛應用於連續油管增產作業、連續油管射孔、連續油管鑽井、水平井井下測試、井下生產數據監測等領域。
文檔編號E21B47/14GK101737035SQ20091021676
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者楊仕甫, 潘正富, 羅鵬, 蘇貴傑, 裴楚州 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司