CN102707702B - 井下压力波控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻井工程技术领域,是一种井下压力波控制装置;其包括电池短节、控制短节和LEMO接头;电池短节的右端和控制短节的左端通过LEMO接头固定安装在一起;在控制短节内安装有能接收泥浆泵启停所产生的压力波信息的压力传感器、低通滤波器、前置放大器、A/D转换器和FPGA,压力传感器的信号输出端和低通滤波器的信号输入端通过导线电连接在一起。本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过电池短节、控制短节、执行短节和编码器的配合使用,实现井下装置的多路单向控制功能的目的;具有可靠性高、尺寸小和适用性强的特点,降低了生产成本,提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及钻井工程技术领域,是一种井下压力波控制装置。
背景技术
目前井下控制的信息传输已经实现了双向双工。井下向地面的信息传输可以通过泥浆脉冲发生器、声表面波、电磁波等方式进行,地面向井下的信息传输可以通过开关泥浆泵、改变泵压、电磁波等方式进行。其中,电磁波方式是双向双工的。尽管在许多国内及国外的MWD、LWD等产品中,已经可以在地面通过开关泥浆泵产生压力波来控制井下装置的参数设定等功能,但由于是专有的一体化系统,难以推广使用这种使用压力波从地面控制井下装置的技术。
在常规钻井工程中,在钻井、固井、完井、电测、打捞等阶段,有多种操作需要从地面对井下设备加以控制。例如,使用投球法进行分层吸水能力测试;通过改变钻井泵流量来控制井下可调弯外壳螺杆钻具的结构弯角等。某些复杂的井下控制需要在不同时间进行不同的多种操作,像投球法这种单纯的开关控制操作往往是单向的甚至不可逆,只需保证可靠的控制结果,无需返回反馈信息,而反馈信息需要高额的成本来实现。
发明内容
本发明提供了一种井下压力波控制装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有装置是专有一体化系统,难以推广使用压力波从地面控制井下装置的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种井下压力波控制装置,包括电池短节、控制短节和LEMO接头;电池短节的右端和控制短节的左端通过LEMO接头固定安装在一起;在控制短节内安装有能接收泥浆泵启停所产生的压力波信息的压力传感器、低通滤波器、前置放大器、A/D转换器和FPGA,压力传感器的信号输出端和低通滤波器的信号输入端通过导线电连接在一起,低通滤波器的信号输出端和前置放大器的信号输入端通过导线电连接在一起,前置放大器的信号输出端和A/D转换器的信号输入端通过导线电连接在一起,A/D转换器的信号输出端和FPGA的信号输入端通过导线电连接在一起,在FPGA的输出端连接有至少一路的继电控制装置。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述FPGA可包括存储有数字滤波整形程序、解码完整性识别程序、译码通道控制程序的存储器和计时器。
上述在FPGA的输出端可通过导线电连接有四路继电控制装置。
上述在控制短节的右端可通过LEMO接头固定安装有执行短节,在执行短节内安装有至少一组电磁阀,电磁阀的信号输入端和继电控制装置的信号输出端通过导线电连接在一起。
上述在执行短节内可安装有四组电磁阀,电磁阀的信号输入端和继电控制装置的信号输出端通过导线电连接在一起。
上述继电控制装置可为双线圈磁保持继电器。
本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过电池短节、控制短节、执行短节和编码器的配合使用,实现井下装置的多路单向控制功能的目的;具有可靠性高、尺寸小和适用性强的特点,降低了生产成本,提高了工作效率。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视装配结构示意图。
附图2为控制短节内的各部件工作流程框图。
附图中的编码分别为:1为电池短节,2为控制短节,3为执行短节。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2所示,该井下压力波控制装置包括电池短节1、控制短节2和LEMO接头;电池短节1的右端和控制短节2的左端通过LEMO接头固定安装在一起;在控制短节2内安装有能接收泥浆泵启停所产生的压力波信息的压力传感器、低通滤波器、前置放大器、A/D转换器和FPGA,压力传感器的信号输出端和低通滤波器的信号输入端通过导线电连接在一起,低通滤波器的信号输出端和前置放大器的信号输入端通过导线电连接在一起,前置放大器的信号输出端和A/D转换器的信号输入端通过导线电连接在一起,A/D转换器的信号输出端和FPGA的信号输入端通过导线电连接在一起,在FPGA的输出端连接有至少一路的继电控制装置。电池短节1用于供电,根据需要电池短节1可为不同容量的电池短节。使用FPGA完成控制的原因在于其结构简单和可靠性高。
可根据实际需要,对上述井下压力波控制装置作进一步优化或/和改进:
如附图2所示,FPGA包括存储有数字滤波整形程序、解码完整性识别程序、译码通道控制程序的存储器和计时器。
如附图2所示,在FPGA的输出端通过导线电连接有四路继电控制装置。
如附图1所示,在控制短节2的右端通过LEMO接头固定安装有执行短节3,在执行短节3内安装有至少一组电磁阀,电磁阀的信号输入端和继电控制装置的信号输出端通过导线电连接在一起。
根据需要,在执行短节3内安装有四组电磁阀,电磁阀的信号输入端和继电控制装置的信号输出端通过导线电连接在一起。执行短节3内的电磁阀用来响应控制短节2内的继电器的信号输出,为了节省供电消耗及安全每组电磁阀可选择常闭或常开状态。
根据需要,继电控制装置为双线圈磁保持继电器。这样,双线圈磁保持继电器用以保证低耗能。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程:使用时,将本发明通过扶正翼安装在钻铤内,通过地面上的编码器用来设定各个控制位的通断状态,从而模拟产生指令序列。用户可以通过该模拟的指令序列的LED提示来操作泥浆泵的启停,从而产生信息调制后的泥浆压力波发送到井下;压力传感器接收到的压力波信号经滤波、放大、A/D转换后输出数字信号,通过FPGA内的数字滤波整形对其进一步滤波整形并解码,由于压力波指令序列带有冗余纠错位,可以判断其完整性,只对有效的指令解码,解码结果直接控制继电器的输出,从而实现井下装置的多路单向控制功能的目的。
Claims (1)
1.一种井下压力波控制装置,其特征在于包括电池短节、控制短节和LEMO接头;电池短节的右端和控制短节的左端通过LEMO接头固定安装在一起;在控制短节内安装有能接收泥浆泵启停所产生的压力波信息的压力传感器、低通滤波器、前置放大器、A/D转换器和FPGA,压力传感器的信号输出端和低通滤波器的信号输入端通过导线电连接在一起,低通滤波器的信号输出端和前置放大器的信号输入端通过导线电连接在一起,前置放大器的信号输出端和A/D转换器的信号输入端通过导线电连接在一起,A/D转换器的信号输出端和FPGA的信号输入端通过导线电连接在一起,在FPGA的输出端连接有至少一路的继电控制装置;其中: FPGA包括存储有数字滤波整形程序、解码完整性识别程序、译码通道控制程序的存储器和计时器; FPGA的输出端通过导线电连接有四路继电控制装置;控制短节的右端通过LEMO接头固定安装有执行短节,在执行短节内安装有至少一组电磁阀,电磁阀的信号输入端和继电控制装置的信号输出端通过导线电连接在一起;执行短节内安装有四组电磁阀,电磁阀的信号输入端和继电控制装置的信号输出端通过导线电连接在一起;继电控制装置为双线圈磁保持继电器。
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