CN102797456B - 连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法，它包括以下特征：选用耐高温的印制板、焊锡及电路元件，制作井下通信电路板；将井下通信电路板封装在抗压外筒内；为井下通信装置与光缆之间的连接提供一个耐高温的接插件。本发明的有益效果是：将井下通信装置封装在抗压外筒内，提高了通信装置的耐高压性能；采用可在高温环境下稳定工作的印制板、焊锡和电路元件，有效保障了通信装置的耐高温强度；为钻井施工提供了可靠的信息化数据依据，提高了钻井控制的精度、效率及安全性；此外，本发明还具有密封性能好，操作简单和成本低等特点。

Description

连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法

技术领域

本发明涉及一种连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法。

背景技术

在石油开采领域，钻井是一项复杂的工程，会产生大量信息，钻井信息化是保障钻井安全、质量和效率的必要条件。对于钻井信息的采集可实现对钻井作业的综合评估和实时钻井工程控制，提高了钻井控制的精度和效率，降低了钻井成本。

目前，实现连续管钻机井下通讯的方法有电磁波法、声波法和钻井液脉冲法等。电磁波数据传输是将低频的信号从地下传到地面，这种方法是双向传输的，可以在井中上下传输，不需要钻井液循环。其数据传输能力与钻井液脉冲遥测相近。这种方法的优点是数据传输速度较快，适合于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数；缺点是地层介质对信号的影响较大，低电阻率的地层电磁波不能穿过，电磁波传输的距离也有限，不适合超深井施工，目前最多只能在3000米深的井眼中传输数据。声波法是通过钻杆来传输声波或地震信号的一种传输方法。声波遥测能显著提高数据传输率，使随钻数据传输率提高一个数量级，达到100bit/s。声波遥测和电磁波遥测一样不需要泥浆循环，但是，井眼产生的低强度信号和由钻井设备产生的声波噪声使探测信号非常困难。钻井液脉冲法是通过MWD的井下控制器将井下各种传感器测到的参数转变为电信号，然后指挥脉冲发生器将井下各种信号编码后转变为钻井液脉冲信号，通过钻杆内的钻井液柱向上发送到地面传感器、信号译码和数据处理系统，进行信号的拾取、转换、译码、处理等。

目前普遍应用、技术比较成熟的是钻井液脉冲法，因为相比其他方法而言，钻井液脉冲法较为简单，对正常钻井作业影响小。压力脉冲以1200～1500m/s的速度通过钻杆内液柱向地面传输，井下各部件都装在无磁钻铤中。因为要容纳MWD工具的部件，所以其内径比普通钻铤大。

基于光纤通信技术的钻机井下通讯系统可解决上述问题，然而，井下环境恶劣，现有的井下通信装置无法在高温高压的井下环境中正常使用，直接影响整个井下通讯系统的正常运行，限制了钻井效率的同时增加了钻井施工的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种将井下通信装置封装在抗压外筒内以提高其耐高压性能，采用可在高温环境下稳定工作的印制板、焊锡和电路元件以保证通信装置耐高温强度的，操作简单，成本低的连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法，它包括以下特征：

（1）选用耐高温的印制板、焊锡及电路元件，制作井下通信电路板；

（2）将井下通信电路板封装在抗压外筒内，它包括以下步骤：

S1：制作抗压外筒，它包括以下步骤：

S101：利用成型模具制作一个铝、铜等金属材料的安装筒；

S102：利用成型模具制作一个内径大于安装筒外径的、高强度防腐蚀金属材料的抗压筒；

S103：将抗压筒套接在安装筒外部，并在其间隙内注塑树脂灌封胶材料的绝缘层；

S104：加温固化绝缘层，制得抗压外筒；

S2：制作两个适用于抗压外筒的带有光缆接插件插口的耐高温高压筒帽A和筒帽B；

S3：将井下通信电路板固定安装在筒帽A上；

S4：将筒帽A盖到抗压外筒的一端，井下通信电路板即置入抗压外筒的腔体内，利用接合剂渗入筒帽A与抗压外筒的狭小间隙内，而将其紧密结合及密封；

S5：将筒帽B盖到抗压外筒的另一端，利用接合剂渗入筒帽B与抗压外筒的狭小间隙内，将其密封；

（3）为井下通信装置与光缆之间的连接提供一个耐高温的接插件。

本发明的有益效果是：将井下通信装置封装在抗压外筒内，提高了通信装置的耐高压性能；采用可在高温环境下稳定工作的印制板、焊锡和电路元件，有效保障了通信装置的耐高温强度；为钻井施工提供了可靠的信息化数据依据，提高了钻井控制的精度、效率及安全性；此外，本发明还具有密封性能好，操作简单和成本低等特点。

附图说明

图1为连续管钻机井下通信装置结构示意图；

图2为抗压外筒结构示意图；

图中，1-光纤电缆，2-光缆接插件，3-连续管钻机井下通信装置，4-光电转换模块，5-调制解调模块，6-微控制器MCU，7-抗压外筒，8-抗压筒，9-绝缘层，10-安装筒，11-筒帽A，12-筒帽B。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法，它包括以下特征：

（1）选用耐高温的印制板、焊锡及电路元件，制作井下通信电路板；

（2）将井下通信电路板封装在抗压外筒7内，它包括以下步骤：

S1：制作抗压外筒7，它包括以下步骤：

S101：利用成型模具制作一个铝、铜等金属材料的安装筒10；

S102：利用成型模具制作一个内径大于安装筒10外径的、高强度防腐蚀金属材料的抗压筒8；

S103：将抗压筒8套接在安装筒10外部，并在其间隙内注塑树脂灌封胶材料的绝缘层9；

S104：加温固化绝缘层9，制得抗压外筒7；

S2：制作两个适用于抗压外筒7的带有光缆接插件插口的耐高温高压筒帽A11和筒帽B12；

S3：将井下通信电路板固定安装在筒帽A11上；

S4：将筒帽A11盖到抗压外筒7的一端，井下通信电路板即置入抗压外筒7的腔体内，利用接合剂渗入筒帽A11与抗压外筒7的狭小间隙内，而将其紧密结合及密封；

S5：将筒帽B12盖到抗压外筒7的另一端，利用接合剂渗入筒帽B12与抗压外筒7的狭小间隙内，将其密封；

（3）为井下通信装置与光缆之间的连接提供一个耐高温的接插件。

如图1所示，连续管钻机井下通信装置3，一端通过光缆接插件2与光纤电缆1相连，另一端与井下前端传感器及控制机构连接。它包括筒帽A11、筒帽B12、抗压外筒7和封装在抗压外筒7内的内部电路组成，筒帽A11和筒帽B12上分别设有光缆接插件插口，筒帽A11和筒帽B12分别密封安装在抗压外筒7的两端，内部电路包括光电转换模块4、调制解调模块5和微控制器MCU6，光电转换模块4的输出与调制解调模块5的输入相连，调制解调模块5的输出与微控制器MCU6连接。

如图2所示，抗压外筒7从外向内由抗压筒8、绝缘层9和安装筒10组成，绝缘层9紧贴于抗压筒8的内表面与安装筒10的外表面之间；其中，抗压筒8采用高强度防腐蚀的金属材料，以保证抗压外筒8的抗压性能和耐腐蚀强度，绝缘层9可采用树脂灌封胶，安装筒10可采用铝、铜等金属材料。

Claims (1)

1.连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法，它包括以下特征：

（1）选用耐高温的印制板、焊锡及电路元件，制作井下通信电路板，井下通信电路板包括光电转换模块、调制解调模块和微控制器MCU，光电转换模块的输出与调制解调模块的输入相连，调制解调模块的输出与微控制器MCU连接；

（2）将井下通信电路板封装在抗压外筒内，它包括以下步骤：

S1：制作抗压外筒，它包括以下步骤：S101：利用成型模具制作一个铝或铜材料的安装筒；S102：利用成型模具制作一个内径大于安装筒外径的、高强度防腐蚀金属材料的抗压筒；S103：将抗压筒套接在安装筒外部，并在抗压筒与安装筒之间的间隙内注塑树脂灌封胶材料的绝缘层；S104：加温固化绝缘层，制得抗压外筒，抗压筒采用高强度防腐蚀的金属材料，以保证抗压外筒的抗压性能和耐腐蚀强度；

S2：制作适用于抗压外筒的带有光缆接插件插口的耐高温高压的一个筒帽A和一个筒帽B；

S3：将井下通信电路板固定安装在筒帽A上；

S4：将筒帽A盖到抗压外筒的一端，井下通信电路板即置入抗压外筒的腔体内，利用接合剂渗入筒帽A与抗压外筒之间的第一狭小间隙内，从而将筒帽A与抗压外筒紧密结合并将第一狭小间隙密封；

S5：将筒帽B盖到抗压外筒的另一端，利用接合剂渗入筒帽B与抗压外筒之间的第二狭小间隙内，将第二狭小间隙密封；

（3）为连续管钻机井下通信装置与光缆之间的连接提供一个耐高温的接插件。