CN109723432A - 一种井下检测装置控制及充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井下检测装置及充电系统，所述系统包括：井下控制短节，置于井内与井下测试端接对应的位置，调整井下控制短节的位置，使井下控制短节能够向井下测试短节发送携能控制信号，以控制测试装置的运行状态，同时，井下测试短节也能够向井下控制短节发送检测信号；井下测试短节，装于井下需要检测的位置，可用于接收地面传输来的携能控制信号，为检测装置充电并控制其运行状态，并且，用于将检测装置检测到的信息传送至地面。本系统降低了电能补充的难度，无需将检测装置从井下测试短节拆卸下来便可以进行电能补充，可以根据井下检测参数对井下动作进行实时调整。
Description
技术领域
本发明涉及油井自动控制领域，尤其是涉及一种井下检测装置控制及充电系统和方法。
背景技术
我国大部分油田已经进入开发后期，井下油层压力降低，使得石油开采难度增加，需要对地层进行注水操作，提升压力，含水率迅速上升，由于各层之间渗透率不同，在注水采油时，高渗透率油层与中、低渗透率油层在吸水能力、水线推进速度、地层压力、采油速率、水淹情况等方面各不相同，致使各油层间的矛盾突出，层间干扰严重，因此需要对井下注采关系进一步细分。但是注水井下管柱状况复杂，管柱的受力、蠕动状况难以准确掌握，因此在开采注水期间需要用井下管柱性能检测装置检测以准确掌握井下注水管的受力情况。
目前，井下检测装置多采用电缆来进行通讯和电能补充，然而随着距离的增加，通讯效果越来越差，使井下通讯困难；对于电池供电的井下测试装置，电能补充困难，难以长期使用。
发明内容
针对上述的不足，本发明的目的在于提供一种井下检测装置控制及充电系统和方法，以缓解现有技术中存在的井下设备通讯、电能补充困难等问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种井下检测装置控制及充电系统，包括：井下测试短节、井下控制短节；所述井下控制短节包括下行携能通信装置发射端和下行携能通信装置接收端；所述井下测试短节包括上行通信装置发射端和上行通信装置接收端；
所述下行携能通信装置接收端和上行通信装置发射端与检测装置所在的井下测试短节装于井下需要检测位置，可用于接收携能控制信号，为检测装置充电并控制其运行状态；所述下行携能通信装置发射端和上行通信装置接收端所在的井下控制短节，置于井内与井下测试短节对应的位置，调整井下控制短节的位置，使井下控制短节能够向井下测试短节发送携能控制信号，同时，井下测试短节也能够向井下控制短节发送检测信号；所述携能控制信号中携带电能，以及，携带控制井下检测装置状态的指令，所述检测信号中携带井下的检测信息；
所述下行携能通信装置发射端和下行携能通信装置接收端组成下行携能通信系统，用于传输所述携能控制信号；所述上行通信装置发射端和上行通信装置接收端组成上行通信系统，用于传输所述检测信号；
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，下所述行携能通信装置发射端包括：第一微控制器、整流滤波稳压电路、逆变电路、开关控制耦合电路、第一补偿电路、第一选通开关和第一线圈；
所述逆变电路的输入端与整流滤波稳压电路的输出端相连，所述逆变电路的控制端与第一微控制器相连，所述逆变电路的输出端通过第一补偿电路与第一线圈相连，在第一微控制器控制下，将整流滤波稳压电路输出的直流电转化为合适交流电；
所述整流滤波稳压电路输入端接收地面输送来的电能，输出端与逆变电路连接，用于将地面输送来的交变电流进行整流、滤波、稳压，获得直流电压输入逆变电路；
所述开关控制耦合电路的输入端与第一微控制器连接，输出端线圈相连，开关控制耦合电路将第一微控制器发出的控制信号调制成更高频的信号，通过耦合模块将第一微控制器发出的控制信号耦合到携能控制信号上；
所述第一补偿电路用于使第一线圈与第二线圈达到谐振；
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上行通信装置接收端包括：第一线圈、第一选通开关、反向解调电路和第一微控制器；
所述反向解调电路输入端通过第一选通开关与第一线圈相连，反向解调电路输出端与第一微控制器相连，用于将井下控制短节接收到的井下检测装置检测的信号解调，传给第一微控制器；
所述第一选通开关用于切换下行携能通信装置发射端和上行通信装置接收端电路，以实现半双工通信；
所述第一微控制器用于将接收到的井下检测装置的检测信息发送到地面；
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，下行携能通信装置接收端包括：第二线圈、第二选通开关、第二补偿电路、整流稳压电路、充电控制电路、电源模块、信号解调电路、第二微控制器和井下检测装置；
所述充电控制电路输入端通过整流稳压电路、第二补偿电路与第二线圈相连，所述充电控制电路输出端与电源模块相连，用于将第二线圈接收到的携能控制信号经滤波稳压后转换为适合的电流电压，以实现对电源模块进行恒流快速充电、恒压标准充电、涓流充电三阶段充电；所述整流稳压电路用于将第二线圈接收到的电能进行整流、稳压，得到合适电压；
所述信号解调电路输入端与第二线圈相连，输出端与第二微控制器相连，用于将携能控制信号中控制检测装置状态的指令经滤波、放大、检波操作解调出来，并将其发送给所述第二微控制器；
所述第二微控制器的一端与井下检测装置连接，用于将井下检测装置的状态调整为目标状态；
所述第二补偿电路用于使第二线圈与第一线圈达到谐振；
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上行通信装置发射端包括：第二微控制器、反向调制电路、第二选通开关和第二线圈；
所述反向调制电路输入端与第二微控制器连接，反向解调电路输出端通过第二选通开关与第二线圈相连，用于将第二微控制器传送来的井下测试短节检测到的信息调制，传送给第二线圈；
所述第二选通开关用于切换下行携能通信装置接收端和上行通信装置发射端电路，以实现半双工通信；
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述井下检测装置包括：应变片传感器、机械式接触滚轮、位移传感器、压力传感器和温度传感器；
所述应变片传感器用于测量管道轴向拉压力；所述机械式接触滚轮用于测量管道的蠕动位移；所述位移传感器用于测量管道的转动角度方向；所述压力传感器用于测量内外液体压力；所述温度传感器用于测量液体以及电子仓的温度；
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述井下控制短节还包括：线圈电流采样电路、输入电流采样电路、输入电压采样电路、PWM驱动电路、温度模块；
所述线圈电流采样电路，其检测端与所述第一线圈连接，其输出端与所述第一微控制器连接，用于检测所述第一线圈的电流值，并将所述电流值发送给所述第一微控制器；
所述输入电流采样电路的输入端与所述整流滤波稳压电路的输出端连接，所述输入电流采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述整流滤波稳压电路的输入电流，并将所述输入电流发送给所述第一微控制器；
所述输入电压采样电路的输入端与所述整流滤波稳压电路的输出端连接，所述输入电压采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述整流滤波稳压电路的输入电压，并将所述输入电压发送给所述第一微控制器；
所述温度模块与第一控制器连接，用于测试控制短节的温度，并将温度参数传给第一控制器；
所述第一微控制器，还可用于根据第一线圈的电流值生成频率频率控制指令；所述第一微控制器，还用于根据所述输入电压、输入电流和温度参数，判断所述控制短节是否出现故障。
所述PWM驱动电路，其输入端与所述第一微控制器的输出端连接，其输出端与所述逆变电路的控制端连接，用于根据所述功率控制指令调整输出频率，进而调整所述携能控制信号的功率。
第二方面，本发明实施例提供了一种井下检测装置控制以及半双工通信方法，包括：
所述第二微控制器接收到的控制信号包含井下检测装置的工作模式指令和检测信息输送模式指令；
所述工作模式指令用于转换井下检测装置的两种检测模式，一种是定时启动与停止模式，按照预先设置好的时间自动开始工作，工作预定时间后自动停止工作进入休眠状态，另一种是液压启动方式，井下检测装置会定时唤醒并自动采集管柱内外液体压力信号,当第二微控制器检测到压力值大于系统设定的启动压力时,转入正常工作,实现连续的信息采集和数据存储，当井下检测装置连续采集压力低于设定值时,系统进人休眠状态；
所述检测信息输送模式指令用于转换井下检测信息的发送模式，一种是实时输送模式，井下检测装置收集到的检测信息直接传送到地面，另一种是定时输送模式，井下检测装置收集到的检测信息储存于存储器中，收集预定时间后再向地面发送收集到的检测信息；
所述井下控制短节与井下检测短节进行信息交流时，采用半双工通信方法；井下检测装置的检测信息通过上行通信系统传输给第一微处理器，然后发送到地面，此时第一微处理器和第二微处理器分别控制第一选通开关和第二选通开关导通上行通信系统；第二微处理器每隔一毫秒生成一个中断帧传送给第一微处理器，询问是否中断传输，若不中断，则继续传送检测信息，若中断，则控制第一选通开关和第二选通开关导通下行携能通信系统，以输送地面发送来的携能控制信号到第二位处理器；当检测信息传送完毕时，生成一个结束帧传送给第一微处理器，控制第一选通开关和第二选通开关导通下行携能通信系统，以为井下检测装置输送电能；
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
获取每次井下发送来的检测信息，根据所述检测信息的测试时间，绘制拉压力、蠕动位移、角转动方向、液体压力以及电子仓温度的时间变化曲线。
本发明实施例带来了一下有益效果：本发明实施例通过设置于井内的井下测试端接对应的位置，调整井下控制短节的位置，使井下控制短节能够向井下测试短节发送携能控制信号，以控制测试装置的运行状态，同时，井下测试短节也能够向井下控制短节发送检测信号；井下测试短节，可用于接收地面传输来的携能控制信号，为检测装置充电并控制其运行状态，并且，用于将检测装置检测到的信息传送至地面。
本发明实施例能够在井下测试短节和井下控制短节达到预定位置时，井下测试短节可以向井下控制短节发送检测信息，井下控制短节将接收到的信息通过电缆传输至地面；井下控制短节则可以向井下检测短接发送携能控制信号，井下控制短节利用携能控制信号为检测装置充电，并根据此信号中的信息控制井下测试短节的状态，降低了电能补充的难度，无需将检测装置从井下测试短节拆卸下来便可以进行电能补充，并可以可以根据井下检测参数对井下动作进行实时调整，提高了工作效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点更能显而易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
附图1为本发明实施例的一种结构示意图；
附图2为本发明实施例的另一种示意图；
附图3为本发明的井下控制短节结构示意图；
附图4为本发明的井下检测短节结构示意图；
附图5为本发明的信号控制示意图；
附图6为本发明提供的的井下装置控制方法流程图；
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例使本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于目前的井下检测装置控制方式会出现以下问题：连接井下检测装置的电缆线路信号随距离增加而衰减，通讯受阻，而且，井下检测装置深入井下，电能补充困难，难以长期使用等，基于此，本发明实施例提供的一种井下检测装置控制及充电系统，能够在井下测试短节和井下控制短节达到预定位置时，井下测试短节可以向井下控制短节发送检测信息，井下控制短节将接收到的信息通过电缆传输至地面；井下控制短节则可以向井下检测短接发送携能控制信号，井下控制短节利用携能控制信号为检测装置充电，并根据此信号中的信息控制井下测试短节的状态，降低了电能补充的难度，无需将检测装置从井下测试短节拆卸下来便可以进行电能补充，并可以可以根据井下检测参数对井下动作进行实时调整，提高了工作效率。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种井下检测装置控制及充电系统进行详细介绍，如图1所示，井下开关控制系统包括：井下控制短节1和井下测试短节2；所述井下控制短节1包括下行携能通信装置发射端z11和上行通信装置接收端z22,可用于接收携能控制信号，为检测装置充电并控制其运行状态；所述井下测试短节包括上行通信装置发射端z21和下行携能通信装置接收端z12,可用于调整井下控制短节1的位置，使井下控制短节 1能够向井下测试短节2发送携能控制信号,同时，井下测试短节2也能够向井下控制短节1发送检测信号；
如图2所示，所述下行携能通信装置发射端z11和下行携能通信装置接收端z12组成下行携能通信系统z1，用于传输所述携能控制信号s201；所述上行通信装置发射端z21和上行通信装置接收端z22组成上行通信系统z2，用于传输所述检测信号s205；
如图3所示，所述下行携能通信装置发射端z11包括：整流滤波稳压电路 1.1、逆变电路1.2、第一补偿电路1.3、第一选通开关1.4和第一线圈1.5、第一微控制器1.6、开关控制耦合电路1.8；
所述逆变电路1.2的输入端与整流滤波稳压电路1.1的输出端相连，所述逆变电路1.2的控制端与第一微控制器1.6相连，所述逆变电路1.2的输出端通过第一补偿电路1.3与第一线圈1.5相连，在第一微控制器1.6控制下，将整流滤波稳压电路1.1输出的直流电转化为合适交流电；
所述整流滤波稳压电路1.1输入端接收地面输送来的电能，输出端与逆变电路1.2连接，用于将地面输送来的交变电流进行整流、滤波、稳压，获得直流电压输入逆变电路1.2；
所述开关控制耦合电路1.8的输入端与第一微控制器1.6连接，输出端线圈1.5相连，开关控制耦合电路1.8将第一微控制器1.6发出的控制信号调制成更高频的信号，通过耦合模块将第一微控制器1.6发出的控制信号耦合到携能控制信号上；
所述第一补偿电路1.3用于使第一线圈1.5与第二线圈2.1达到谐振；
所述上行通信装置接收端z22包括：第一线圈1.5、第一选通开关1.4、反向解调电路1.9和第一微控制器1.6；
所述反向解调电路1.9输入端通过第一选通开关1.4与第一线圈1.5相连，反向解调电路1.9输出端与第一微控制器1.6相连，用于将井下控制短节1接收到的井下检测装置检测的信号解调，传给第一微控制器1.6；
所述第一选通开关1.4用于切换下行携能通信装置发射端z11和上行通信装置接收端z22电路，以实现半双工通信；
所述第一微控制器1.6用于将接收到的井下检测装置的检测信息发送到地面；
所述井下控制短节1还包括：线圈电流采样电路1.10、输入电流采样电路 1.11、输入电压采样电路1.12、PWM驱动电路1.7、温度模块1.13；
所述线圈电流采样电路1.10，其检测端与所述第一线圈1.5连接，其输出端与所述第一微控制器1.6连接，用于检测所述第一线圈1.6的电流值，并将所述电流值发送给所述第一微控制器1.6；
所述输入电流采样电路1.11的输入端与所述整流滤波稳压电路1.1的输出端连接，所述输入电流采样电路1.11的输出端与所述第一微控制器1.6连接，用于监测所述整流滤波稳压电路1.1的输入电流，并将所述输入电流发送给所述第一微控制器1.6；
所述输入电压采样电路1.12的输入端与所述整流滤波稳压电路1.1的输出端连接，所述输入电压采样电路1.12的输出端与所述第一微控制器1.6连接，用于监测所述整流滤波稳压电路1.1的输入电压，并将所述输入电压发送给所述第一微控制器1.6；
所述温度模块1.13与第一控制器1.6连接，用于测试井下控制短节1的温度，并将温度参数传给第一控制器1.6；
所述第一微控制器1.6，还可用于根据第一线圈1.5的电流值生成频率频率控制指令；所述第一微控制器1.6，还用于根据所述输入电压、输入电流和温度参数，判断所述控制短节是否出现故障。
所述PWM驱动电路1.7，其输入端与所述第一微控制器1.6的输出端连接，其输出端与所述逆变电路1.2的控制端连接，用于根据所述功率控制指令调整输出频率，进而调整所述携能控制信号的功率。
如图4所示，所述下行携能通信装置接收端z12包括：第二线圈2.1、第二选通开关2.2、第二补偿电路2.3、整流稳压电路2.4、充电控制电路2.5、电源模块2.6、井下检测装置2.7、第二微控制器2.8和信号解调电路2.9；
所述充电控制电路2.5输入端通过整流稳压电路2.4、第二补偿电路2.3与第二线圈2.1相连，所述充电控制电路2.5输出端与电源模块2.6相连，用于将第二线圈2.1接收到的携能控制信号经滤波稳压后转换为适合的电流电压，以实现对电源模块进行恒流快速充电、恒压标准充电、涓流充电三阶段充电；所述整流稳压电路2.4用于将第二线圈2.1接收到的电能进行整流、稳压，得到合适电压；
所述信号解调电路2.9输入端与第二线圈2.1相连，输出端与第二微控制器2.8相连，用于将携能控制信号中控制检测装置状态的指令经滤波、放大、检波操作解调出来，并将其发送给所述第二微控制器2.8；
所述第二微控制器2.8的一端与井下检测装置2.7连接，用于将井下检测装置2.7的状态调整为目标状态；
所述第二补偿电路2.3用于使第二线圈2.1与第一线圈1.5达到谐振；
所述上行通信装置发射端z21包括：第二微控制器2.8、反向调制电路2.10、第二选通开关2.2和第二线圈2.1；
所述反向调制电路2.10输入端与第二微控制器2.8连接，反向解调电路 2.10输出端通过第二选通开关2.2与第二线圈2.1相连，用于将第二微控制器 2.8传送来的井下测试装置2.7检测到的信息调制，传送给第二线圈2.1；
所述第二选通开关2.2用于切换下行携能通信装置接收端z12和上行通信装置发射端电路z21，以实现半双工通信；
所述井下检测装置2.7包括：应变片传感器、机械式接触滚轮、位移传感器、压力传感器和温度传感器；
所述应变片传感器用于测量管道轴向拉压力；所述机械式接触滚轮用于测量管道的蠕动位移；所述位移传感器用于测量管道的转动角度方向；所述压力传感器用于测量内外液体压力；所述温度传感器用于测量液体以及电子仓的温度；
如图5所示当井下控制短节1和井下检测短节2到达预定位置时，井下控制短节1向井下检测短节2发送携能控制信号s201，包含井下检测装置状态指令s203和电能s202，控制井下检测装置2.7调整自身状态，并且为井下检测装置2.7补充电能；而井下检测短节2向井下控制短节1发送包含有井下检测信息s204的检测信号s205；
如图6所示，在本发明的又一实施方式中，本发明实施例提供了一种井下检测装置控制以及半双工通信方法，包括：
所述第二微控制器2.8接收到的控制信号包含井下检测装置2.7的工作模式指令和检测信息输送模式指令；
所述工作模式指令用于转换井下检测装置的两种检测模式，一种是定时启动与停止模式，按照预先设置好的时间自动开始工作，工作预定时间后自动停止工作进入休眠状态，另一种是液压启动方式，井下检测装置会定时唤醒并自动采集管柱内外液体压力信号,当第二微控制器检测到压力值大于系统设定的启动压力时,转入正常工作,实现连续的信息采集和数据存储，当井下检测装置连续采集压力低于设定值时,系统进人休眠状态；
所述检测信息输送模式指令用于转换井下检测信息的发送模式，一种是实时输送模式，井下检测装置收集到的检测信息直接传送到地面，另一种是定时输送模式，井下检测装置收集到的检测信息储存于存储器中，收集预定时间后再向地面发送收集到的检测信息；
所述井下控制短节与井下检测短节进行信息交流时，采用半双工通信方法，所述方法可以包括如下步骤：
步骤s101，用户根据需要，输入包含控制井下检测装置的指令以及所需电能。
步骤s102，当检测到接收到井下检测装置状态指令时，第一、第二选通开关导通上行通信系统，井下检测信息开始由第二位处理器向第一位处理器传送，第二微处理器每隔一毫秒生成一个中断帧传送给第一微处理器，询问是否中断传输。
步骤s103，当未检测到接收到井下检测装置状态指令时，系统按原动作继续进行。
步骤s104，检测是否中断井下检测信号传输，若中断，则控制第一选通开关和第二选通开关导通下行携能通信系统，以输送地面发送来的携能控制信号到第二位处理器；当检测信息传送完毕时，生成一个结束帧传送给第一微处理器，控制第一选通开关和第二选通开关导通下行携能通信系统，以为井下检测装置输送电能。
步骤s105，若不中断，则按系统原动作继续执行。
在本发明的又一实施方式中，其中，所述方法还包括以下步骤：
获取每次井下发送来的检测信息，根据所述检测信息的测试时间，绘制拉压力、蠕动位移、角转动方向、液体压力以及电子仓温度的时间变化曲线。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
由于构成本发明必须克服井下恶劣环境(高温、高压、振动、电磁干扰等)，所以井下检测装置控制及充电系统在选择配件时应当选择耐高温、耐高压、牢固性强和抗电磁干扰的配件，以满足采油井实际生产过程中的应用条件。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本发明实施例所提供的井下检测装置控制及充电系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等) 执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U 盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM， Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员
在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种井下检测装置控制及充电系统，其特征在于，包括：井下测试短节、井下控制短节；所述井下控制短节包括下行携能通信装置发射端和下行携能通信装置接收端；所述井下测试短节包括上行通信装置发射端和上行通信装置接收端；
所述下行携能通信装置接收端和上行通信装置发射端与检测装置所在的井下测试短节装于井下需要检测位置，可用于接收携能控制信号，为检测装置充电并控制其运行状态；所述下行携能通信装置发射端和上行通信装置接收端所在的井下控制短节，置于井内与井下测试短节对应的位置，调整井下控制短节的位置，使井下控制短节能够向井下测试短节发送携能控制信号，同时，井下测试短节也能够向井下控制短节发送检测信号；所述携能控制信号中携带电能，以及，携带控制井下检测装置状态的指令，所述检测信号中携带井下的检测信息；
所述下行携能通信装置发射端和下行携能通信装置接收端组成下行携能通信系统，用于传输所述携能控制信号；所述上行通信装置发射端和上行通信装置接收端组成上行通信系统，用于传输所述检测信号。
2.根据权利要求1所述的井下检测装置控制及充电系统，其特征在于，下行携能通信装置发射端包括：第一微控制器、整流滤波稳压电路、逆变电路、开关控制耦合电路、第一补偿电路、第一选通开关和第一线圈；
所述逆变电路的输入端与整流滤波稳压电路的输出端相连，所述逆变电路的控制端与第一微控制器相连，所述逆变电路的输出端通过第一补偿电路与第一线圈相连，在第一微控制器控制下，将整流滤波稳压电路输出的直流电转化为合适交流电；
所述整流滤波稳压电路输入端接收地面输送来的电能，输出端与逆变电路连接，用于将地面输送来的交变电流进行整流、滤波、稳压，获得直流电压输入逆变电路；
所述开关控制耦合电路的输入端与第一微控制器连接，输出端线圈相连，开关控制耦合电路将第一微控制器发出的控制信号调制成更高频的信号，通过耦合模块将第一微控制器发出的控制信号耦合到携能控制信号上；
所述第一补偿电路用于使第一线圈与第二线圈达到谐振。
3.根据权利要求1所述的井下检测装置控制及充电系统，其特征在于，上行通信装置接收端包括：第一线圈、第一选通开关、反向解调电路和第一微控制器；
所述反向解调电路输入端通过第一选通开关与第一线圈相连，反向解调电路输出端与第一微控制器相连，用于将井下控制短节接收到的井下检测装置检测的信号解调，传给第一微控制器；
所述第一选通开关用于切换下行携能通信装置发射端和上行通信装置接收端电路，以实现半双工通信；
所述第一微控制器用于将接收到的井下检测装置的检测信息发送到地面。
4.根据权利要求1所述的井下检测装置控制及充电系统，其特征在于，下行携能通信装置接收端包括：第二线圈、第二选通开关、第二补偿电路、整流稳压电路、充电控制电路、电源模块、信号解调电路、第二微控制器和井下检测装置；
所述充电控制电路输入端通过整流稳压电路、第二补偿电路与第二线圈相连，所述充电控制电路输出端与电源模块相连，用于将第二线圈接收到的携能控制信号经滤波稳压后转换为适合的电流电压，以实现对电源模块进行恒流快速充电、恒压标准充电、涓流充电三阶段充电；所述整流稳压电路用于将第二线圈接收到的电能进行整流、稳压，得到合适电压；
所述信号解调电路输入端与第二线圈相连，输出端与第二微控制器相连，用于将携能控制信号中控制检测装置状态的指令经滤波、放大、检波操作解调出来，并将其发送给所述第二微控制器；
所述第二微控制器的一端与井下检测装置连接，用于将井下检测装置的状态调整为目标状态；
所述第二补偿电路用于使第二线圈与第一线圈达到谐振。
5.根据权利要求1所述的井下检测装置控制及充电系统，其特征在于，上行通信装置发射端包括：第二微控制器、反向调制电路、第二选通开关和第二线圈；
所述反向调制电路输入端与第二微控制器连接，反向解调电路输出端通过第二选通开关与第二线圈相连，用于将第二微控制器传送来的井下测试短节检测到的信息调制，传送给第二线圈；
所述第二选通开关用于切换下行携能通信装置接收端和上行通信装置发射端电路，以实现半双工通信。
6.根据权利要求4所述的井下检测装置控制及充电系统，其特征在于，所述井下检测装置包括：应变片传感器、机械式接触滚轮、位移传感器、压力传感器和温度传感器；
所述应变片传感器用于测量管道轴向拉压力；所述机械式接触滚轮用于测量管道的蠕动位移；所述位移传感器用于测量管道的转动角度方向；所述压力传感器用于测量内外液体压力；所述温度传感器用于测量液体以及电子仓的温度。
7.根据权利要求1至5所述的井下检测装置控制及充电系统，其特征在于，所述井下控制短节还包括：线圈电流采样电路、输入电流采样电路、输入电压采样电路、PWM驱动电路、温度模块；
所述线圈电流采样电路，其检测端与所述第一线圈连接，其输出端与所述第一微控制器连接，用于检测所述第一线圈的电流值，并将所述电流值发送给所述第一微控制器；
所述输入电流采样电路的输入端与所述整流滤波稳压电路的输出端连接，所述输入电流采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述整流滤波稳压电路的输入电流，并将所述输入电流发送给所述第一微控制器；
所述输入电压采样电路的输入端与所述整流滤波稳压电路的输出端连接，所述输入电压采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述整流滤波稳压电路的输入电压，并将所述输入电压发送给所述第一微控制器；
所述温度模块与第一控制器连接，用于测试控制短节的温度，并将温度参数传给第一控制器；
所述第一微控制器，还可用于根据第一线圈的电流值生成频率频率控制指令；所述第一微控制器，还用于根据所述输入电压、输入电流和温度参数，判断所述控制短节是否出现故障。
所述PWM驱动电路，其输入端与所述第一微控制器的输出端连接，其输出端与所述逆变电路的控制端连接，用于根据所述功率控制指令调整输出频率，进而调整所述携能控制信号的功率。
8.一种井下检测装置控制以及半双工通信方法，其特征在于，包括：
所述第二微控制器接收到的控制信号包含井下检测装置的工作模式指令和检测信息输送模式指令；
所述工作模式指令用于转换井下检测装置的两种检测模式，一种是定时启动与停止模式，按照预先设置好的时间自动开始工作，工作预定时间后自动停止工作进入休眠状态，另一种是液压启动方式，井下检测装置会定时唤醒并自动采集管柱内外液体压力信号,当第二微控制器检测到压力值大于系统设定的启动压力时,转入正常工作,实现连续的信息采集和数据存储，当井下检测装置连续采集压力低于设定值时,系统进人休眠状态；
所述检测信息输送模式指令用于转换井下检测信息的发送模式，一种是实时输送模式，井下检测装置收集到的检测信息直接传送到地面，另一种是定时输送模式，井下检测装置收集到的检测信息储存于存储器中，收集预定时间后再向地面发送收集到的检测信息；
所述井下控制短节与井下检测短节进行信息交流时，采用半双工通信方法；井下检测装置的检测信息通过上行通信系统传输给第一微处理器，然后发送到地面，此时第一微处理器和第二微处理器分别控制第一选通开关和第二选通开关导通上行通信系统；第二微处理器每隔一毫秒生成一个中断帧传送给第一微处理器，询问是否中断传输，若不中断，则继续传送检测信息，若中断，则控制第一选通开关和第二选通开关导通下行携能通信系统，以输送地面发送来的携能控制信号到第二微处理器；当检测信息传送完毕时，生成一个结束帧传送给第一微处理器，控制第一选通开关和第二选通开关导通下行携能通信系统，以为井下检测装置输送电能。
9.根据权利要求8所述的井下检测装置控制以及半双工通信方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取每次井下发送来的检测信息，根据所述检测信息的测试时间，绘制拉压力、蠕动位移、角转动方向、液体压力以及电子仓温度的时间变化曲线。
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112465089A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-09 | 西南石油大学 | 一种环空水泥浆失重过程监测系统及监测方法 |
| CN112671258A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-16 | 济南新吉纳远程测控股份有限公司 | 一种高温驱动器短节及其控制方法 |
| CN114451583A (zh) * | 2021-01-13 | 2022-05-10 | 深圳市赛尔美电子科技有限公司 | 一种控制电子烟的方法及电子烟 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4739325A (en) * | 1982-09-30 | 1988-04-19 | Macleod Laboratories, Inc. | Apparatus and method for down-hole EM telemetry while drilling |
| US20080308271A1 (en) * | 2004-06-23 | 2008-12-18 | Schlumberger Technology Corporation | Deployment of Underground Sensors in Casing |
| US20090038793A1 (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Schlumberger Technology Corporation | Subsurface formation monitoring system and method |
| CN101440705A (zh) * | 2008-12-17 | 2009-05-27 | 新疆华油油气工程有限公司 | 一种超深井无线传输试井系统 |
| CN202882897U (zh) * | 2012-10-10 | 2013-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 井下数据采集装置 |
| CN103670366A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井下无线充电机械装置 |
| US20160053610A1 (en) * | 2013-03-28 | 2016-02-25 | Evolution Engineering Inc. | Electromagnetic communications system and method for a drilling operation |
| CN106499685A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-15 | 中国石油大学(华东) | 一种半主动式升沉补偿装置电控系统 |
| CN206559146U (zh) * | 2017-01-22 | 2017-10-13 | 桂林电子科技大学 | 磁耦合谐振式无线能量传输装置 |
| CN208184724U (zh) * | 2018-04-24 | 2018-12-04 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种用于垂直钻井工具的实时测量与自动控制系统 |
| CN109083638A (zh) * | 2018-10-15 | 2018-12-25 | 天津合众达油气测试有限公司 | 一种远程数据双向无线试井系统 |
| CN209892188U (zh) * | 2019-03-13 | 2020-01-03 | 中国石油大学(华东) | 一种井下检测装置控制及充电系统 |
-
2019
- 2019-03-13 CN CN201910188440.7A patent/CN109723432B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4739325A (en) * | 1982-09-30 | 1988-04-19 | Macleod Laboratories, Inc. | Apparatus and method for down-hole EM telemetry while drilling |
| US20080308271A1 (en) * | 2004-06-23 | 2008-12-18 | Schlumberger Technology Corporation | Deployment of Underground Sensors in Casing |
| US20090038793A1 (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Schlumberger Technology Corporation | Subsurface formation monitoring system and method |
| CN101440705A (zh) * | 2008-12-17 | 2009-05-27 | 新疆华油油气工程有限公司 | 一种超深井无线传输试井系统 |
| CN103670366A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井下无线充电机械装置 |
| CN202882897U (zh) * | 2012-10-10 | 2013-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 井下数据采集装置 |
| US20160053610A1 (en) * | 2013-03-28 | 2016-02-25 | Evolution Engineering Inc. | Electromagnetic communications system and method for a drilling operation |
| CN106499685A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-15 | 中国石油大学(华东) | 一种半主动式升沉补偿装置电控系统 |
| CN206559146U (zh) * | 2017-01-22 | 2017-10-13 | 桂林电子科技大学 | 磁耦合谐振式无线能量传输装置 |
| CN208184724U (zh) * | 2018-04-24 | 2018-12-04 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种用于垂直钻井工具的实时测量与自动控制系统 |
| CN109083638A (zh) * | 2018-10-15 | 2018-12-25 | 天津合众达油气测试有限公司 | 一种远程数据双向无线试井系统 |
| CN209892188U (zh) * | 2019-03-13 | 2020-01-03 | 中国石油大学(华东) | 一种井下检测装置控制及充电系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 沈利荣等: "基于4～20mA电流环的井下供电与信号传输方案研究", 仪表技术与传感器, 31 March 2013 (2013-03-31), pages 96 - 98 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112465089A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-09 | 西南石油大学 | 一种环空水泥浆失重过程监测系统及监测方法 |
| CN112465089B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-04-22 | 西南石油大学 | 一种环空水泥浆失重过程监测系统及监测方法 |
| CN112671258A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-16 | 济南新吉纳远程测控股份有限公司 | 一种高温驱动器短节及其控制方法 |
| CN114451583A (zh) * | 2021-01-13 | 2022-05-10 | 深圳市赛尔美电子科技有限公司 | 一种控制电子烟的方法及电子烟 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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