導線回收式深井無動力數據傳輸裝置的製作方法

2023-12-09 23:20:16 1

專利名稱：導線回收式深井無動力數據傳輸裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的一種導線回收式深井無動力數據傳輸裝置，屬於石油開採行業或者
試油行業將井下流動壓力、靜止壓力、壓力梯度、壓力恢復曲線、壓力降落曲線以及溫度曲 線、幹擾和脈衝試井曲線等參數數據實時傳輸到地面控制與數據採集設備上的一種裝置。
二背景技術：
目前，國內油田用於探測井下溫度與壓力參數的方法很多，但數據傳輸途徑只有 三種其一是採集後在井下儲存，待壓力計和溫度計提出地面再處理獲得數據；其二是把 壓力計和溫度計與線纜相連下入井下，進行實時有線直讀採集；這兩種方式都存在施工復 雜、受井況限制、工程成本高、效率低下等缺點。其三是通過將在井下測得的流動參數通過 無線發射裝置傳輸到地面，但是無線信號在井下油液中衰減很快，這種方法無法實時測得 1800米甚至更深井下的溫度及壓力等參數數據。顯然，這些方法對於及時了解井下動態，及 時採取工藝措施以提高工作效率和生產效益是一重大技術障礙。
三
發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠實時測量1800米甚至更深井下油液流動參數數 據的導線回收式深井無動力數據傳輸裝置。 本發明是這樣實現的導線回收式深井無動力數據傳輸裝置包括地面控制與數據 採集設備和置於油液中的油液參數採集傳輸設備。其中油液參數採集傳輸設備包括空心 管及其內部的其他部件。空心管自下而上依次設置為控制艙、集油艙、集線艙、動力艙和浮 子艙；其中控制艙安裝有信號處理器，信號處理器與浸於油液中的傳感器相連；其中集油 艙通過漏油孔與集線艙連通；其中集線艙安裝有由動力旋轉軸、滑輪，滑塊組成的收放線機 構；且所述的集線艙和集油艙除通過漏油孔相通外，整體密封；其中動力艙安裝動力旋轉 軸、動力旋轉軸上安裝有動力葉輪；該動力艙還包括安裝於動力艙壁內側的活動進油門、安 裝於動力艙壁外側的活動出油門；其中浮子艙內具有由浮子及其內部安裝的無線信號發射 器組成的浮子系統；信號線一端連接信號處理器、另一端經過收放線機構與無線信號發射 器相連。 本發明的有益效果是本發明專門設置一個集線艙，在裝置工作前將信號線纏繞 在集線艙內的繞線輪上，並通過安裝於集線艙內的收放線機構實現收線與放線，這種方法 由於不鋪設線纜，施工簡單，作業成本低，適用於各種井況，不受限制；集線艙內的收放線機 構與浮子艙內的無線信號發射器相配合，實現了測量參數數據信號在油液和空氣兩種不同 介質中的傳輸，發揮了各自的優勢，擴大了測量參數數據信號的傳輸距離；浮子艙中的浮子 既是承載無線信號發射器的載體，又在放線時起到了提供動力的作用；動力艙中的動力葉 輪可以在完成測量時為收放線機構提供動力，將信號線回收至集線艙中，為下一次的測量 工作做好準備，因而裝置可重複利用。集油艙用於暫存可能出現的漏油，改善了收放線機構 的工作環境，減小了收線與放線時的阻力。地面控制與數據採集設備完成測量參數數據信
3號的採集並可對井下信號處理器進行相應的控制。本發明結構簡單，構思精巧，可用於試油 行業或石油開採行業，為油田評價和制定油田開發方案提供所必須的試油資料。
四

圖1為本發明導線回收式深井無動力數據傳輸裝置工作示意圖。
圖2為本發明導線回收式深井無動力數據傳輸裝置中的油液參數採集傳輸設備
結構示意圖。 圖中標號名稱l.空心管，2.無線信號發射器，3.浮子，4.活動進油門，5.動力 葉輪，6.液體流出導流板，7.活動出油門，8.支座，9.動力旋轉軸，IO.繞線輪，ll.軸承， 12.支座，13.信號線保護管，14.控制艙隔離板，15.傳感器，16.信號處理器，17.放油導流 板，18.控制艙隔離板，19.放油孔螺釘，20.漏油孔，21.滑輪，22.滑塊，23.滑輪，24.滑杆， 25.信號線，26.軸承，27.密封圈，28，信號線密封管，29.密封圈，30.滑輪，31.滑輪，32.碰 撞保護材料，33.碰撞保護材料，34.油層，35.套管，36.油液液面，37.地面控制與數據採集 設備，38.浮子艙，39.動力艙，40.集線艙，41.集油艙，42.控制艙。
五具體實施例方式
本發明的實施方式由下列附圖給出。 參見圖1所示，傳感器15插在油層34中，將測得的溫度和壓力等參數數據信號傳 給信號處理器16，經過信號處理器16處理後將溫度與壓力等參數數據信號通過信號線25 傳遞給漂浮在油液液面36上的無線信號發射器2，無線信號發射器2再將溫度和壓力等參 數數據傳遞給地面控制與數據採集設備37，地面控制與數據採集設備37在接收溫度與壓 力等參數數據的同時，還可對信號處理器16進行相應的控制。收放線機構的工作動力來源 於浮子3的浮力。 參見圖l所示，套管35中的油液中放置的是若干個空心管連接而成的長管，其中 最下面的空心管中放置的是油液參數採集傳輸設備，油液參數採集傳輸設備內的浮子艙 38所包含的浮子系統可以自由穿過由空心管連接而成的長管並始終漂浮在油液液面36上 面。 參見圖1和圖2所示，當空心管1浸入油液液面36並以一定的速度向下運動時， 由於壓差作用，安裝於動力艙壁內側的活動進油門4打開、安裝於動力艙壁外側的活動出 油門7關閉，油液自活動進油門4進入空心管l，這樣空心管內的油液液面高度與空心管外 的油液液面36的高度始終保持一致。由於空心管1繼續向下運動，空心管1中的浮子開始 拉動信號線25，並通過滑輪帶動繞線輪10旋轉而放線，這樣使得油液液面36以下部分的信 號可以通過有線的方式進行傳輸。 參見圖1和圖2所示，當空心管1提出油液液面36並以一定的速度向上運動時， 空心管1內的油液液面高於空心管l外的油液液面36，由於重力作用與壓差作用，安裝於動 力艙壁內側的活動進油門4關閉、安裝於動力艙壁外側的活動出油門7打開。於是空心管 內的油液通過液體流出導流板6從打開的活動出油門7流出，驅動動力葉輪5旋轉，從而帶 動繞線輪10旋轉。另一方面，隨著空心管內的油液從活動出油門7流出，空心管內的浮子3 相對空心管的位置在下降，原先拉動浮子的信號線25開始變得鬆弛，變得鬆弛的信號線25隨著空心管1的向上提升而恰好被繞在旋轉的繞線輪10上。當空心管1完全提出油液液 面36時，信號線25除拉動浮子3的線頭外被完全繞在繞線輪10上，實現了信號線的回收。
參見圖2所示，集油艙41位於集線艙40的下方，可將集線艙41中的少部分漏油 通過漏油孔20引入集油艙41並暫存起來，能夠保證在少量漏油後仍不影響集線艙40中的 收放線機構正常工作。此外，在不拆卸整個數據傳輸裝置的條件下，通過擰開放油孔螺釘19 可將集油艙41中暫存的漏油放出。
權利要求
一種導線回收式深井無動力數據傳輸裝置，其特徵在於包括地面控制與數據採集設備(37)和置於油液中的油液參數採集傳輸設備；其中油液參數採集傳輸設備包括空心管(1)及其內部的其他部件；空心管(1)自下而上依次設置為控制艙(42)、集油艙(41)、集線艙(40)、動力艙(39)和浮子艙(38)；其中控制艙(42)安裝有信號處理器(16)，信號處理器(16)與浸於油液中的傳感器(15)相連；其中集油艙(41)通過漏油孔(20)與集線艙(40)連通；其中集線艙(40)安裝有由動力旋轉軸(9)、滑輪(21)、滑塊(22)組成的收放線機構；且所述的集線艙(40)和集油艙(41)除通過漏油孔(20)相通外，整體密封；其中動力艙(39)安裝動力旋轉軸(9)、動力旋轉軸(9)上安裝有動力葉輪(5)；該動力艙(39)還包括安裝於動力艙壁內側的活動進油門(4)、安裝於動力艙壁外側的活動出油門(7)；其中浮子艙(38)內具有由浮子(3)及其內部安裝的無線信號發射器(2)組成的浮子系統；信號線(25)一端連接信號處理器(16)、另一端經過收放線機構與無線信號發射器(2)相連。
2. 根據權利要求1所述的導線回收式深井無動力數據傳輸裝置，其特徵在於所述的 浮子(3)四周鑲有碰撞保護材料。
3. 根據權利要求1所述的導線回收式深井無動力數據傳輸裝置，其特徵在於動力艙 (39)內安裝有液體流出導流板(6)
4. 根據權利要求1所述的導線回收式深井無動力數據傳輸裝置，其特徵在於所述的 集油艙(37)安裝有放油孔螺釘(19)。
全文摘要
本發明涉及一種導線回收式深井無動力數據傳輸裝置。一種石油開採行業或試油行業使用的導線回收式深井無動力數據傳輸裝置，包括置於井口以上的地面控制與數據採集設備和置於深井油液中的油液參數採集傳輸設備。該裝置可以測量深井油液中的壓力、溫度等參數並將其參數數據信號實時傳輸到地面。對深井油液中的測量參數數據信號在深井油液液面以下的部分通過有線的方式進行傳輸，而對測量參數數據信號在深井油液液面以上部分的傳輸，則是通過無線信號發射器向井口發射，再由井上部分的地面控制與數據採集設備接收來實現的，這樣做可以克服無線信號在油液中衰減快的缺點，保證裝置能夠測量油液液面1800米以下位置處的壓力與溫度等參數。
文檔編號E21B47/06GK101713289SQ20091023356
公開日2010年5月26日 申請日期2009年10月28日 優先權日2009年10月28日
發明者趙士洋, 鍾易成 申請人:南京航空航天大學