CN102913236B - 中继收发器、中继接收短节和井下测试装置 - Google Patents
中继收发器、中继接收短节和井下测试装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种中继收发器，包括壳体以及设置在壳体内的上接头、信号收发器和下接头，其中：上接头和下接头分别设置在中继收发器的两端，信号收发器设置在上接头和下接头之间，并分别与上接头和下接头电连接；上接头与电缆连接，用于接收数据接收处理器通过电缆发送的指令，并传送给信号收发器；接收信号收发器传送的压力以及温度信息；下接头与数据采集及无线收发短节电连接，用于接收数据采集及无线收发短节采集到的压力以及温度信息，并传送给信号收发器；接收信号收发器传送的指令，并传送给数据采集及无线收发短节。本发明能够实时观察井下的压力、温度信息，避免了不能实时读取井下的温度和压力信息而导致测试不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下温度和压力测试装置，具体地，涉及一种中继收发器、中继接收短节和井下测试装置。
背景技术
在传统的井下测试技术中，一般是将温度计和压力计下放的井下对井下的温度和压力进行直接测试，等测试结束后，将井下的温度计和压力计取出，直接读取井下的压力和温度信息，但是这种方式不能实时地读取井下的温度和压力信息，在测试过程中，开关井操作主要靠经验进行，不可避免的依赖经验，导致操作存在着一定的盲目性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种中继收发器、中继接收短节和井下测试装置，避免了不能实时读取井下的温度和压力信息而导致测试不准确的问题。
本发明所提供的中继收发器包括：壳体以及设置在壳体内的上接头、信号收发器和下接头，其中：
所述上接头和下接头分别设置在所述中继收发器的两端，所述信号收发器设置在所述上接头和下接头之间，并分别与所述上接头和下接头电连接；
所述上接头与电缆连接，用于接收数据接收处理器通过电缆发送的指令，并传送给所述信号收发器；接收所述信号收发器传送的压力以及温度信息；
所述下接头安装在信号收发器的下部，接收数据采集及无线收发短节发送的无线电磁波信号，并传送给信号收发器，所述信号收发器对电磁波信号进行解调，并将解调出的数据采集及无线收发短节通过无线电磁波发射上来的压力以及温度信息进行重新编码，并通过所述上接头和电缆发送给地面的数据接收处理器。
较佳地，所述上接头包括电缆连接头、金属插座和承压接头，所述电缆连接头、金属插座和承压接头依次电连接，所述电缆连接头用于连接所述电缆，所述承压接头与所述信号收发器电连接。
较佳地，所述下接头包括电路下接头、扶正器接头和导线通孔，所述电路下接头设置在所述下接头上靠近信号收发器的一端，所述扶正器接头设置在所述下接头的另一端，所述导线通孔贯穿所述电路下接头和扶正器接头，其一端与所述的信号收发器相连接，另一端设置扶正器插头。
较佳地，所述扶正器插头与所述导线通孔接触处设置绝缘环，所述扶正器插头与所述外壳之间设置绝缘套
较佳地，所述电路下接头和扶正器接头之间设置绝缘层，所述电路下接头和扶正器接头之间的绝缘层内设置挡圈和密封圈。
较佳地，所述壳体外设置绝缘层。绝缘层与电路下接头和扶正器接头之间设置绝缘层相配合，增加了绝缘层的长度，提高了无线信号的强度，提高了井下无线通讯的质量。
本发明提供的中继接收短节包括扶正器和上述的中继收发器，所述扶正器与所述中继收发器相连接。
较佳地，所述扶正器包括中继收发器接头和扶正器主体，所述中继收发器接头与所述中继收发器的扶正器插头相连接。
较佳地，所述扶正器主体包括扶正器主轴、弹片固定螺母、锁紧螺母和至少两片金属弹片，金属弹片的一端固定在所述的扶正器主轴上，另一端固定在所述弹片固定螺母上，所述弹片固定螺母可沿所述扶正器主轴滑动，所述锁紧螺母用于固定所述弹片固定螺母。
较佳地，所述弹片固定螺母和锁紧螺母设置弹簧。
较佳地，所述中继收发器接头和所述金属弹片之间设置密封圈。
较佳地，所述扶正器远离所述中继收发器接头的一端设置阻挡座。
本发明提供的井下测试装置包括数据采集及无线收发短节、数据接收处理器和上述的中继接收短节，所述数据接收处理器设置在地面上，通过所述电缆向设置在井下的所述中继接收短节发送指令，所述中继接收短节通过低频电磁波为载波将所述指令发送给数据采集及无线收发短节，并接收所述数据采集及无线收发短节采集到的压力以及温度信息并通过所述电缆发送给所述数据接收处理器。
本发明能够实时观察井下的压力、温度信息，避免了不能实时读取井下的温度和压力信息而导致测试不准确的问题，大大提高了井下测试的稳定性与可靠性能。
附图说明
图1为本发明实施例中继收发器的结构示意图；
图2为本发明实施例中继收发器的上接头的结构示意图；
图3为本发明实施例中继收发器的下接头的结构示意图；
图4为本发明实施例中继接收短节的结构示意图；
图5为本发明实施例中扶正器的结构示意图；
图6为本发明实施例中井下测试装置的结构框图；
图7为本发明实施例中信号收发器的功能结构图。
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明白，下文将结合附图对本发明的实施例进行详细的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例以及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一
本发明所提供的第一个实施例中，提供了一种中继收发器，如图1和图6所示，包括壳体6以及设置在壳体6内的上接头3、信号收发器4和下接头5，其中：
上接头3和下接头5分别设置在所述中继收发器的两端，信号收发器4设置在上接头3和下接头5之间，并分别与上接头3和下接头5电连接；
上接头3与电缆30连接，用于接收数据接收处理器通过电缆30发送的指令，并传送给信号收发器4，经过信号收发器4处理后，对指令进行编码，以无线电磁波为载体，向数据采集及无线收发短节发送含有指令的无线电磁波信号。
下接头5安装在壳体6的下部，数据采集及无线收发短节发送的含有温度及压力信号的无线电磁波，由扶正器的弹簧片引入，经过下接头5传送给信号收发器4；信号收发器4对无线电磁波信号进行解调，并进行编码，通过上接头3与电缆30传送给地面数据接收处理器、经过地面数据接收处理器的解调处理，在地面可以实时的读取井下的压力温度信息。
本实施例中，如图2所示，上接头3包括电缆连接头7、金属插座8和承压接头10，电缆连接头7、金属插座8和承压接头10依次电连接，电缆连接头7用于连接电缆30，承压接头10与信号收发器4电连接。金属插座8优选为铜插座，导电性能较佳，承压接头10可以选用高耐压的绝缘材料与金属材料制成，能够承受井下的高压环境，保证中继收发器在高压的环境下，高压泥浆等介质不能够进入信号收发器电路，确保信号收发器的电路不承受压力，可以正常工作。
本实施例中，金属插座8与壳体6之间可以设置绝缘层9，主要作用是保证了金属插座8和与之相连的承压接头10与壳体6之间的绝缘性能。
在本实施例中，如图3所示，下接头5包括电路下接头13、扶正器接头14和导线通孔21，电路下接头13设置在下接头5上靠近信号收发器4的一端，扶正器接头14设置在下接头5的另一端，导线通孔21贯穿电路下接头13和扶正器接头14，其一端与信号收发器4相连接，另一端设置扶正器插头20。
扶正器插头20与导线通孔21接触处可以设置绝缘环19，扶正器插头20与外壳6之间设置绝缘套18，以此来保证中继收发器的外壳6与扶正器绝缘，保证无线通讯信号接收良好。
上述电路下接头13和扶正器接头14之间可以设置绝缘层15，降低信号在下接头传导时的衰减量，提高无线通讯的质量。
另外，电路下接头13和扶正器接头14之间的绝缘层15，同时安装有挡圈16和密封圈17，挡圈16和密封圈17的主要作用是提高绝缘层15的抗压作用，增加挡圈16和密封圈17可以增强绝缘层的耐压能力。
为了增强中继收发器整体的抗压能力和降低无线信号在中继收发器内信号的衰减量，壳体6外可以设置绝缘层12，绝缘层12覆盖整个壳体6，由于绝缘层12的长度远远大于绝缘层15的长度，增强了壳体6与扶正器接头14之间的绝缘性，从而降低了无线电磁波信号的衰减量，有效提高了无线通讯质量。
无线通讯信号在中继收发器内的传导过程为：
上接头3的电缆连接头7在接收到地面上的数据接收处理器发送的指令后，传导给金属插座8和承压接头10，承压接头10将该指令传导给信号收发器4；
信号收发器4将该指令解码后进行重新编码，并将重新编码后的指令通过下接头5内设置在导线通孔21内的导线传导给扶正器插头20，并通过扶正器，以无线电磁波的形式发送给数据采集及无线收发短节；
数据采集及无线收发短节将采集到的温度和压力信号进行编码，以无线电磁波的形式发送给中继接收短节，无线电磁波信号通过扶正器和下接头5传导给信号收发器4，信号收发器4将温度和压力信号解码后重新编码，并通过上接头3以及与上接头3相连接的电缆30传导给地面上的数据接收处理器。
实施例二
本发明所提供的第二个实施例中，提供了一种中继接收短节，如图4所示，包括扶正器2和上述的中继收发器1，扶正器2与中继收发器1相连接。
本实施例中，扶正器2包括中继收发器接头22和扶正器主体，中继收发器接头22与中继收发器的扶正器插头20相连接。
在施工过程中，电缆30拖动中继接收短节，在管串中下放中继接收短节时，扶正器2的作用是保持中继接收短节1在管串中的位置居中，当到达无线电磁波信号接收位置时，扶正器2与配套的绝缘短节固定套筒的内壁接触良好，确保无线通讯的性能稳定。
本实施例中，如图5所示，扶正器主体包括扶正器主轴24、弹片固定螺母26、锁紧螺母29和至少两片金属弹片25，金属弹片25的一端固定在扶正器主轴24上，另一端固定在弹片固定螺母26上，弹片固定螺母26可沿扶正器主轴24滑动，锁紧螺母29用于调节弹簧27的压力缩量大小，进而能够调整金属弹片25的松紧度。。
由于弹片固定螺母26可沿扶正器主轴24滑动，在施工过程中，通过调节锁紧螺母29来固定弹片固定螺母26，适应不同大小的管串内径，确保扶正器的金属弹片25与绝缘短节的下端接触良好，从而保证无线通讯的可靠性能。当然，也可以在弹片固定螺母26和锁紧螺母29之间设置弹簧27，通过弹簧27来改变金属弹片25的变形量。
本实施例中，中继收发器接头22和金属弹片25之间可以设置密封圈23。通过密封圈23，保证扶正器的密封性能。
在扶正器的最末端可以设置阻挡座28，阻挡座28的主要作用是定位，确保中继接收短节能够处于最理想的位置进行无线通讯，阻挡座28的外径大于绝缘短节的定位阻止环内径，在施工过程中，阻挡座刚好坐在绝缘短节的定位阻止环上，在此处接收低频电磁波无线信号的效果最好。
实施例三
本发明所提供的第三个实施例中，提供了一种井下测试装置，如图6所示，包括数据采集及无线收发短节、数据接收处理器和上述的中继接收短节，数据接收处理器设置在地面上，通过电缆30向设置在井下的中继接收短节发送指令，中继接收短节通过低频电磁波为载波将指令发送给数据采集及无线收发短节，数据采集及无线收发短节根据所接收到的指令，并按照指令要求采集地层压力、温度信息，并以无线电磁波为载体发送给中继接收短节，中继接收短节收到无线电磁波信号后进行解码，并进行重新编码，并通过电缆30发送给数据接收处理器。
在上述三个实施例中，信号收发器包括电源适配电路板、FSK通讯控制板和电磁直读板，如图7所示：
电源适配电路板：主要功能是把电缆供给的110V电源变为FSK通讯控制板、电磁直读板所用的±12V、+5V、+8V稳压电源。
FSK通讯控制板：接收设置在地面上的数据接收处理器通过电缆下传的FSK载波信号，进行解码，并把解码后的指令重新进行编码，把指令发送给电池直读板，由电磁直读板以低频电磁波的形式发送给压力采集及无线收发数据短节；接收电磁直读板发送过来的压力温度数据，并重新进行编码，以FSK载波信号发送给设置在地面上的数据接收处理器。
电磁直读板：接收FSK通讯控制板发送过来的指令，并以低频电磁波的形式发送给压力采集及无线收发数据短节；接收压力采集及无线收发数据短节发送过来的无线通讯信号，并解调、之后进行编码发送给FSK通讯控制板，由FSK通讯控制板再次进行编码，通过电缆发送给设置在地面上的数据接收处理器。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (11)
1.一种中继收发器，包括壳体以及设置在壳体内的上接头、信号收发器和下接头，其中：
所述上接头和下接头分别设置在所述中继收发器的两端，所述信号收发器设置在所述上接头和下接头之间，并分别与所述上接头和下接头电连接；
所述上接头与电缆连接，用于接收数据接收处理器通过电缆发送的指令，并传送给所述信号收发器；接收所述信号收发器传送的压力以及温度信息；
所述下接头安装在信号收发器的下部，接收数据采集及无线收发短节发送的无线电磁波信号，并传送给信号收发器，所述信号收发器对电磁波信号进行解调，并将解调出的数据采集及无线收发短节通过无线电磁波发射上来的压力以及温度信息进行重新编码，并通过所述上接头和电缆发送给地面的数据接收处理器；
所述下接头包括电路下接头、扶正器接头和导线通孔，所述电路下接头设置在所述下接头上靠近信号收发器的一端，所述扶正器接头设置在所述下接头的另一端，所述导线通孔贯穿所述电路下接头和扶正器接头，其一端与所述的信号收发器相连接，另一端设置扶正器插头。
2.如权利要求1所述的中继收发器，其特征在于：所述上接头包括电缆连接头、金属插座和承压接头，所述电缆连接头、金属插座和承压接头依次电连接，所述电缆连接头用于连接电缆，所述承压接头与所述信号收发器电连接。
3.如权利要求2所述的中继收发器，其特征在于：所述金属插座与所述壳体之间设置绝缘层。
4.如权利要求1所述的中继收发器，其特征在于：所述扶正器插头与所述导线通孔接触处设置绝缘环，所述扶正器插头与所述壳体之间设置绝缘套。
5.如权利要求1所述的中继收发器，其特征在于：所述电路下接头和扶正器接头之间设置绝缘层，所述电路下接头和扶正器接头之间的绝缘层内设置挡圈和密封圈。
6.如权利要求1-5任意一项所述的中继收发器，其特征在于：所述壳体外设置绝缘层。
7.一种中继接收短节，其特征在于：包括扶正器和根据权利要求1-6任意一项所述的中继收发器，所述扶正器与所述中继收发器相连接；所述扶正器包括中继收发器接头和扶正器主体，所述中继收发器接头与所述中继收发器的扶正器插头相连接；所述扶正器主体包括扶正器主轴、弹片固定螺母、锁紧螺母和至少两片金属弹片，金属弹片的一端固定在所述的扶正器主轴上，另一端固定在所述弹片固定螺母上，所述弹片固定螺母可沿所述扶正器主轴滑动，所述锁紧螺母用于固定所述弹片固定螺母。
8.如权利要求7所述的中继接收短节，其特征在于：所述弹片固定螺母和锁紧螺母之间设置弹簧。
9.如权利要求7所述的中继接收短节，其特征在于：所述中继收发器接头和所述金属弹片之间设置密封圈。
10.如权利要求7-9任意一项所述的中继接收短节，其特征在于：所述扶正器远离所述中继收发器接头的一端设置阻挡座。
11.一种井下测试装置，其特征在于：包括数据采集及无线收发短节、数据接收处理器和根据权利要求7-10任意一项所述的中继接收短节，所述数据接收处理器设置在地面上，通过所述电缆向设置在井下的所述中继接收短节发送指令，所述中继接收短节通过低频电磁波为载波将所述指令发送给数据采集及无线收发短节，并接收所述数据采集及无线收发短节采集到的压力以及温度信息并通过所述电缆发送给所述数据接收处理器。
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