CN102769497B - 双向全双工高速井下光传输系统 - Google Patents

双向全双工高速井下光传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种石油测井技术领域，特别涉及一种双向全双工高速井下光传输系统。该系统的数控测井系统通过光纤测井电缆与井下光传输短节相连接，光纤测井电缆采用1~5根光纤，井下光传输短节、测井马笼头、井下数据采集处理短节、井下测井仪器组合顺次连接，井下光传输短节在采用单根电缆传输时速度可达到1.25Gbps，最高支持128路模拟/数字型号；在多芯光纤上做好光纤连接器并与井下电/光转换电路总成的激光发射端子相连接，多芯光纤与井下电/光转换电路总成双向通信，井下光传输短节尾部连接光纤保护钢管气密检测阀。本发明实现了井下传输速率高，传输长度大。克服了现有井下传输系统井下传输速率低，传输长度小的不足。<!--1-->

Description

双向全双工高速井下光传输系统
技术领域：
本发明涉及一种石油测井技术领域，特别涉及一种双向全双工高速井下光传输系统。
背景技术：
目前国内外测井以使用7芯双层钢丝铠装承荷测井电缆为主要井下测井信息采集传输手段，由于受电缆电阻、电容、电感、电磁干扰和长度的制约，目前国内外最高井下传输速率能达到1Mbps，传输长度最长达到8000米，而这一传输速率无法满足井下大信息量的采集要求。因此，国内外现在的测井电缆井下传输系统已无法满足测井井下采集系统的发展和进步，大大制约了测井科学技术的发展。目前正在使用的电缆井下传输系统，由于受到了电缆电阻(30Ω/km)、电容、电感、传输距离的制约，在现有基础上扩展已非常困难。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种双向全双工高速井下光传输系统，该系统实现了井下传输速率高，传输长度大。克服了现有井下传输系统井下传输速率低，传输长度小，无法满足测井井下信息采集的需要的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种双向全双工高速井下光传输系统，包括测井马笼头、测井绞车光电一体滑环、光纤测井电缆、数控测井系统和井下测井仪器组合；数控测井系统通过光纤测井电缆与井下光传输短节相连接，光纤测井电缆采用1～5根光纤，井下光传输短节、测井马笼头、井下数据采集处理短节、井下测井仪器组合顺次连接，井下光传输短节在采用单根电缆传输时速度可达到1.25Gbps，最高支持128路模拟/数字型号；井下光传输短节包括防弯曲弹簧、电缆接头外壳、光纤测井电缆承荷锥套、光纤承压保护钢管、光电密封接头、多芯光纤、井下电/光转换电路总成、保温瓶隔热塞Ⅰ、金属保温瓶Ⅰ、吸热剂Ⅰ和马笼头鱼雷连接头，防弯曲弹簧、电缆接头外壳、光纤测井电缆承荷锥套套装在光纤测井电缆外侧，光纤保护钢管密封压帽、光纤保护钢管密封胶圈依次套装在光纤承压保护钢管上，光纤承压保护钢管从光电密封接头的光纤进入孔穿入，将穿过光电密封接头的光纤承压保护钢管外皮剥去露出多芯光纤，在多芯光纤上做好光纤连接器并与井下电/光转换电路总成的激光发射端子相连接，多芯光纤与井下电/光转换电路总成双向通信，井下光传输短节尾部连接光纤保护钢管气密检测阀；井下数据采集处理短节包括连接丝扣、过桥导线、耐高温井下直流稳压电源、保温瓶隔热塞Ⅱ、模块化数据采集处理电路总成、吸热剂Ⅱ、全金属保温瓶Ⅱ和标准仪器接头，模块化数据采集处理电路总成由多个子电路模块组成，子电路模块有信号采集处理电路和控制信号转换电路，子电路模块通过星形金属骨架固定在井下数据采集处理短节内，井下电/光转换电路总成与模块化数据采集处理电路总成之间通过4根信号导线相连接，信号为差分信号，2根信号导线用于发送信号，2根信号导线用于接收信号。
光纤保护钢管气密检测阀连接气压表，光纤承压保护钢管通过光纤保护钢管气密检测阀采用气体加压的方式检测气密性。
本发明的有益效果是：本发明由于采用了井下电/光转换电路总成和模块化数据采集处理电路总成相配合的方式，因而具有井下传输速率高，传输长度大的效果。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为井下光传输短节的结构示意图。
图3为井下数据采集处理短节的结构示意图。
图4为图3的A-A向剖面图。
具体实施方式：
如图1、图2、图3、图4所示，一种双向全双工高速井下光传输系统，包括测井马笼头2、测井绞车光电一体滑环4、光纤测井电缆5、数控测井系统6和井下测井仪器组合7；数控测井系统6通过光纤测井电缆5与井下光传输短节1相连接，光纤测井电缆5采用1～5根光纤，井下光传输短节1、测井马笼头2、井下数据采集处理短节3、井下测井仪器组合7顺次连接，井下光传输短节1在采用单根电缆传输时速度可达到1.25Gbps，最高支持128路模拟/数字型号，如果需要，可扩展为最高速度1.25Gbps×5路；井下光传输短节1包括防弯曲弹簧8、电缆接头外壳9、光纤测井电缆承荷锥套10、电缆芯导线11、电缆导线连接密封胶套12、光纤承压保护钢管13、光电密封接头14、电缆导线密封塞总成15、光纤保护钢管密封压帽16、光纤保护钢管密封胶圈17、多芯光纤18、井下电/光转换电路总成19、保温瓶隔热塞Ⅰ20、金属保温瓶Ⅰ21、吸热剂Ⅰ22、光纤保护钢管气密检测阀23和马笼头鱼雷连接头24，防弯曲弹簧8、电缆接头外壳9、光纤测井电缆承荷锥套10套装在光纤测井电缆5外侧，光纤保护钢管密封压帽16、光纤保护钢管密封胶圈17依次套装在光纤承压保护钢管13上，光纤承压保护钢管13从光电密封接头14的光纤进入孔穿入，将穿过光电密封接头14的光纤承压保护钢管13外皮剥去露出多芯光纤18，在多芯光纤18上做好光纤连接器并与井下电/光转换电路总成19的激光发射端子相连接，多芯光纤18与井下电/光转换电路总成19双向通信；井下测井仪器组合7所测的数据信息通过井下数据采集处理短节3处理、复合编码，经处理后的复合信号经测井马笼头2的过桥导线传输给井下电/光转换电路总成19的信号输入线，转换成光信号经多芯光纤18、测井绞车光电一体滑环4传到数控测井系统6，数控测井系统6记录处理。地面对井下仪的多种控制指令，经同样传输途经反向传输到井下电/光转换电路总成19，通过转换后的电信号控制指令传经测井马笼头2的过桥导线传至井下数据采集处理短节3，执行对井下测井仪器组合7的控制。井下数据采集处理短节3包括连接丝扣26、过桥导线27、耐高温井下直流稳压电源28、保温瓶隔热塞Ⅱ29、模块化数据采集处理电路总成30、吸热剂Ⅱ31、全金属保温瓶Ⅱ32和标准仪器接头25，模块化数据采集处理电路总成30由多个子电路模块33组成，子电路模块33有信号采集处理电路和控制信号转换电路，子电路模块33通过星形金属骨架34固定在井下数据采集处理短节3内，井下电/光转换电路总成19与模块化数据采集处理电路总成30之间通过4根信号导线相连接，信号为差分信号，2根信号导线用于发送信号，2根信号导线用于接收信号。
井下光传输短节1尾部连接光纤保护钢管气密检测阀23；光纤保护钢管气密检测阀23连接气压表，光纤承压保护钢管13通过光纤保护钢管气密检测阀23采用气体加压的方式检测气密性。由于光纤测井电缆5与电缆接头外壳9连接处在现场使用中，因操作不当会造成小于100°角的弯曲，这时光纤承压保护钢管13小角度弯折而断裂，在井下高压作用下，井筒内的液体会通过断裂处进入井下光传输短节1内，造成电路元器件和金属保温瓶损坏，影响测井施工。因此，在井下光传输短节1连接井下仪器前，必须使用打气泵对光纤保护钢管气密检测阀23充气试压，试压0.2Mpa，5分钟不降，方可下井，如发现漏失，在断裂处切断光纤测井电缆5，必须重新制作光纤电缆与井下光传系统的连接密封头，以免造成井下光传输短节1损坏和影响测井。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种双向全双工高速井下光传输系统，包括测井马笼头(2)、测井绞车光电一体滑环(4)、光纤测井电缆(5)、数控测井系统(6)和井下测井仪器组合(7)；其特征在于：数控测井系统(6)通过光纤测井电缆(5)与井下光传输短节(1)相连接，光纤测井电缆(5)采用1～5根光纤，井下光传输短节(1)、测井马笼头(2)、井下数据采集处理短节(3)、井下测井仪器组合(7)顺次连接，井下光传输短节(1)在采用单根电缆传输时速度可达到1.25Gbps，最高支持128路模拟/数字型号；井下光传输短节(1)包括防弯曲弹簧(8)、电缆接头外壳(9)、光纤测井电缆承荷锥套(10)、光纤承压保护钢管(13)、光电密封接头(14)、多芯光纤(18)、井下电/光转换电路总成(19)、保温瓶隔热塞Ⅰ(20)、金属保温瓶Ⅰ(21)、吸热剂Ⅰ(22)和马笼头鱼雷连接头(24)，防弯曲弹簧(8)、电缆接头外壳(9)、光纤测井电缆承荷锥套(10)套装在光纤测井电缆(5)外侧，光纤保护钢管密封压帽(16)、光纤保护钢管密封胶圈(17)依次套装在光纤承压保护钢管(13)上，光纤承压保护钢管(13)从光电密封接头(14)的光纤进入孔穿入，将穿过光电密封接头(14)的光纤承压保护钢管(13)外皮剥去露出多芯光纤(18)，在多芯光纤(18)上做好光纤连接器并与井下电/光转换电路总成(19)的激光发射端子相连接，多芯光纤(18)与井下电/光转换电路总成(19)双向通信，井下光传输短节(1)尾部连接光纤保护钢管气密检测阀(23)；井下数据采集处理短节(3)包括连接丝扣(26)、过桥导线(27)、耐高温井下直流稳压电源(28)、保温瓶隔热塞Ⅱ(29)、模块化数据采集处理电路总成(30)、吸热剂Ⅱ(31)、全金属保温瓶Ⅱ(32)和标准仪器接头(25)，模块化数据采集处理电路总成(30)由多个子电路模块(33)组成，子电路模块(33)有信号采集处理电路和控制信号转换电路，子电路模块(33)通过星形金属骨架(34)固定在井下数据采集处理短节(3)内，井下电/光转换电路总成(19)与模块化数据采集处理电路总成(30)之间通过4根信号导线相连接，信号为差分信号，2根信号导线用于发送信号，2根信号导线用于接收信号。
2.按照权利要求1所述的双向全双工高速井下光传输系统，其特征在于：所述光纤保护钢管气密检测阀(23)连接气压表，光纤承压保护钢管(13)通过光纤保护钢管气密检测阀(23)采用气体加压的方式检测气密性。
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