CN102420629B - 井下无线通讯工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下无线通讯工具，属于石油天然气领域，所述通讯工具包括顺次连接的天线、第二同轴电缆、电路板及第一同轴电缆，本发明通过同轴电缆将电路板的射频信号引出与天线连接，射频信号从辐射孔向外辐射，达到通讯目的，其中，同轴电缆、电路板及天线分别与各自相连的部件采用柔性或刚性密封结构，使得本发明在不与井下执行器对接的条件下实现井下高压复杂环境下保持长期稳定无线通信，进而实现井下数据的上传和地面指令的下达，使得作业简单、可靠，能够明显提高注水井和采油井测试和调配的成功率，为智能分层注水和分层采油技术提供技术支撑。

Description

井下无线通讯工具

技术领域

本发明涉及一种通讯工具，特别涉及一种油田注水井或采油井的井下无线通讯工具，用于实现注水井或采油井井下数据通讯。

背景技术

众所周知，无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。而无线通讯输入模块和输出模块是现有技术，它在在常温、常压条件下能够成熟应用。

目前，石油领域的分层注采工艺正在向智能化、自动化方向发展，因此需要通过数据通讯工具实现井下状态监测数据上传和地面指令的下达。因此迫切需要开发一种能够在井下高压井液环境下稳定工作的井下无线通讯工具。

在实现本发明的过程中，发明人发现：注水井和采油井井下无线通讯技术至今未有成功应用的报道。

发明内容

为了克服现有技术缺少井下无线通讯工具的缺陷，本发明实施例提供了一种井下无线通讯工具。所述技术方案如下：

一种井下无线通讯工具，包括顺次连接的天线、第二同轴电缆、电路板及第一同轴电缆，其中，所述电路板设于壳体内，所述第一同轴电缆及所述第二同轴电缆中分别与所述电路板相连的那端设于壳体内，所述第一同轴电缆及所述第二同轴电缆的另一端分别伸出所述壳体，所述天线设于有保护罩内，所述保护罩上设有辐射孔，所述保护罩内的空腔及所述辐射孔内灌注有树脂，所述保护罩通过密封座与所述壳体相连；

所述第一同轴电缆与所述电路板相连的那端，通过套接的密封连接组件及适配器与所述壳体相连，所述适配器与所述壳体之间为柔性密封，所述适配器与所述密封连接组件之间为刚性密封，所述密封连接组件与所述第一同轴电缆之间为刚性密封；

所述密封座与所述壳体相连，所述密封座与所述壳体之间为柔性密封，所述密封座的两端与所述第二同轴电缆的两端分别通过密封连接组件连接，所述密封连接组件与所述第二同轴电缆之间为刚性密封，所述密封座与所述密封连接组件之间为刚性密封。进一步地，为了实现快速打捞，所述适配器与其最接近的的密封组件之间设有有打捞头，所述第一同轴电缆由所述打捞头伸入并穿出。

具体地，所述密封连接组件由内至外包括顺次套接的卡套、卡套接头及压帽，所述同轴电缆、所述卡套及所述压帽之间形成刚性密封，所述适配器与所述第一同轴电缆相连的所述卡套接头之间通过锥形螺纹连接并形成刚性密封，所述密封座与所述第二同轴电缆相连的所述卡套接头之间通过锥形螺纹连接并形成刚性密封。

具体地，所述柔性密封为密封圈或密封垫。

具体地，为了达到良好的通信效果，所述天线为加感天线。

具体地，所述辐射孔是对称设置在所述保护罩外部的贯通槽孔。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例通过同轴电缆将电路板的射频信号引出与天线连接，射频信号从辐射孔向外辐射，达到通讯目的，其中，同轴电缆、电路板及天线分别与各自相连的部件采用柔性或刚性密封结构，使得本发明在不与井下执行器对接的条件下实现井下高压复杂环境下保持长期稳定无线通信，进而实现井下数据的上传和地面指令的下达，使得作业简单、可靠，能够明显提高注水井和采油井测试和调配的成功率，为智能分层注水和分层采油技术提供技术支撑。

附图说明

图1是本发明实施例1中提供的井下无线通讯工具的整体结构剖视图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1卡套接头，2压帽，3密封圈，4保护罩，5密封座，6壳体，7打捞头，8适配器，9天线，10卡套，11第一同轴电缆，11A第二同轴电缆，12电路板，13辐射孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，一种井下无线通讯工具，包括顺次连接的天线9、第二同轴电缆11A、电路板12及第一同轴电缆11。其中，第一、第二同轴电缆11、11A用于信号传输，电路板12用于接收射频信号，天线9用于发射信号。

具体，通过第一同轴电缆11直接连接到地面，由地面传递指令给电路板12，电路板12将指令转换成无线信号，通过第二同轴电缆11A和天线9向外辐射。其中，电路板12也接受来自天线9的信号。

本例中，电路板12设于壳体6内，第一同轴电缆11及第二同轴电缆11A中分别与电路板12相连的那端设于壳体6内，第一同轴电缆11及第二同轴电缆11A的另一端分别伸出壳体6。天线9设于有保护罩4内，保护罩4通过密封座5与壳体6相连。保护罩4上设有辐射孔13，保护罩内的空腔及辐射孔13均通过树脂封装。

具体地，第一同轴电缆11与电路板12相连的那端，通过套接的密封连接组件及适配器8与壳体6相连。本例中，密封连接组件由内至外包括顺次套接的卡套10、卡套接头1及压帽2。其中，适配器8与壳体6之间通过螺纹连接，具体实施时，还可以采用卡扣式连接，或插拔式连接。适配器8与壳体6之间为采用密封圈3组成的柔性密封，具体实施时，还可以用密封垫结构。适配器8与密封连接组件之间为刚性密封，即适配器8与第一同轴电缆11相连的密封组件中的卡套接头1之间，通过锥形螺纹连接并形成的刚性密封。密封连接组件与第一同轴电缆11之间为刚性密封，即第一同轴电缆11、卡套10及压帽2之间通过卡套10的锥面形成的刚性密封。

为了能够实现快速打捞，适配器8与其最接近的的密封组件之间设有打捞头7，适配器8与打捞头7之间通过螺纹连接，第一同轴电缆11由打捞头7伸入并穿出。具体实施时，适配器8与打捞头7之间还可以采用卡扣式连接，或插拔式连接。

第二同轴电缆11A外部套接着密封座5，密封座5与壳体6相连，密封座5与壳体6通过螺纹连接，具体实施时，还可以采用卡扣式连接，或插拔式连接。密封座5与壳体6之间的柔性密封为密封圈3，具体实施时，还可以用密封垫结构。密封座5的两端与第二同轴电缆11A的两端分别通过密封连接组件连接。密封连接组件结构如上所述，包括顺次套接的卡套10、卡套接头1及压帽2。密封连接组件与第二同轴电缆11A之间为刚性密封，即第二同轴电缆11A、卡套10及压帽2之间，通过卡套10的锥面形成刚性密封。密封座5与密封连接组件之间为刚性密封。具体地，密封座5中间有互通的两个锥螺纹孔，两个锥螺纹孔中各放置一套密封连接组件，其中密封连接组件中的卡套接头1与密封座5中的锥螺纹孔，通过锥形螺纹连接并形成刚性密封。

本例中，保护罩4与密封座5通过螺纹连接，具体实施时，还可以采用卡扣式连接，或插拔式连接。为了达到良好的通信效果，本例中，天线9为加感天线。具体地，辐射孔13是对称设置在保护罩4外部的贯通槽孔。

本发明实施例通过同轴电缆将电路板的射频信号引出与天线连接，射频信号从辐射孔向外辐射，达到通讯目的，其中，同轴电缆、电路板及天线分别与各自相连的部件采用柔性或刚性密封结构，有效防止外面的高压水进入，使得本发明在井下高压复杂环境下保持长期稳定无线通信，进而实现井下数据的上传和地面指令的下达，为智能分层注水和分层采油技术提供技术支撑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种井下无线通讯工具，其特征在于，包括顺次连接的天线、第二同轴电缆、电路板及第一同轴电缆，其中，所述电路板设于壳体内，所述第一同轴电缆及所述第二同轴电缆中分别与所述电路板相连的那端设于壳体内，所述第一同轴电缆及所述第二同轴电缆的另一端分别伸出所述壳体，所述天线设于保护罩内，所述保护罩上设有辐射孔，所述保护罩内的空腔及所述辐射孔内灌注有树脂，所述保护罩通过密封座与所述壳体相连；

所述第一同轴电缆与所述电路板相连的那端，通过套接的密封连接组件及适配器与所述壳体相连，所述适配器与所述壳体之间为柔性密封，所述适配器与所述密封连接组件之间为刚性密封，所述密封连接组件与所述第一同轴电缆之间为刚性密封；

所述密封座与所述壳体相连，所述密封座与所述壳体之间为柔性密封，所述密封座的两端与所述第二同轴电缆的两端分别通过密封连接组件连接，所述密封连接组件与所述第二同轴电缆之间为刚性密封，所述密封座与所述密封连接组件之间为刚性密封。

2.如权利要求1所述的井下无线通讯工具，其特征在于，所述适配器与其最接近的密封连接组件之间设有打捞头，所述第一同轴电缆由所述打捞头伸入并穿出。

3.如权利要求1所述的井下无线通讯工具，其特征在于，所述密封连接组件由内至外包括顺次套接的卡套、卡套接头及压帽，所述同轴电缆、所述卡套及所述压帽之间形成刚性密封，所述适配器与所述第一同轴电缆相连的所述卡套接头之间通过锥形螺纹连接并形成刚性密封，所述密封座与所述第二同轴电缆相连的所述卡套接头之间通过锥形螺纹连接并形成刚性密封。

4.如权利要求1所述的井下无线通讯工具，其特征在于，所述柔性密封为密封圈或密封垫。

5.如权利要求1所述的井下无线通讯工具，其特征在于，所述天线为加感天线。

6.如权利要求1-5任一项权利要求所述的井下无线通讯工具，其特征在于，所述辐射孔是对称设置在所述保护罩外部的贯通槽孔。

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