CN113389542B - 一种新型分层注水脉冲发生系统 - Google Patents
一种新型分层注水脉冲发生系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113389542B CN113389542B CN202110637968.5A CN202110637968A CN113389542B CN 113389542 B CN113389542 B CN 113389542B CN 202110637968 A CN202110637968 A CN 202110637968A CN 113389542 B CN113389542 B CN 113389542B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- short section
- pulser
- water injection
- vibration sensor
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 230000006854 communication Effects 0.000 abstract description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
本发明属于井筒无线通信技术领域,涉及一种新型分层注水脉冲发生系统,包括井下设备和地面设备,井下设备包括电池组短节、流量震动传感器短节、脉冲器短节;其中,流量震动传感器短节的一端与电池组短节螺纹连接,另一端与脉冲器短节通过密封线缆连接通信,脉冲器短节和电池组短节分别安装在钻铤接头的两侧,组装成为一个整体的密封测量系统;脉冲器短节包括上接头、阀头、平衡活塞、外壳、减速器、电机以及电路板。根据本发明的新型分层注水脉冲发生系统,可以提高注水井井下双向通讯的效率和实时性以及智能无人化程度。
Description
技术领域
本发明属于井筒无线通信技术领域,涉及一种新型分层注水脉冲发生系统。
背景技术
油井勘探、开采和利用为各个应用领域提供必需的能源基础,是保障产业格局稳定的重大工程。近年来,随着社会经济高速发展,新增油井的数量每年递增在实际勘探、开采和利用的过程中,需要实时监测和调整井下每层的注水流量和压力。目前应用的注水控制产品如桥式测调设备和桥式偏心设备,传输一组数据需要半天,一天才能完成设置,导致工作效率太慢。如何提高监测和调控效率,实现高效传输及远程数据监测及控制,提高油田开发的智能无人化程度,是当前油井勘探领域急需解决的问题,也是领域内研究的重要方向。
发明内容
本发明旨在提供一种新型分层注水脉冲发生系统。
根据本发明的一方面,一种新型分层注水脉冲发生系统,包括井下设备和地面设备,井下设备包括电池组短节、流量震动传感器短节以及脉冲器短节;其中,流量震动传感器短节的一端与电池组短节螺纹连接,另一端与脉冲器短节通过密封线缆连接通信,脉冲器短节和电池组短节分别安装在钻铤接头的两侧,组装成为一个整体的密封测量系统;脉冲器短节包括上接头、阀头、平衡活塞、外壳、减速器、电机以及电路板,电路板接收到流量震动传感器短节的信号后给电机供电,控制减速器对电机转速和扭矩进行调整,控制阀头进行往复运动,关闭和开启阀头与上接头间的节流口产生压力差信号,并将发信号送到地面设备进行解码。
根据本发明的示例性实施例,电池组短节向流量震动传感器短节和脉冲器短节供电,所述电池组短节包含6节电池,每节电池的电量36Wh。
根据本发明的示例性实施例,所述流量震动传感器短节包括压力传感器、振动检测芯片以及4芯玻璃密封连接器,可以检测到压力变化信号和注水流量变化信号,同时满足井下工况的密封和通信要求。
根据本发明的示例性实施例,所述流量震动传感器短节具有电源管理功能和信号接收功能,可以按下传信号的有或无来打开或关闭控制电路,在无下传信号时,流量震动短节关闭控制电路,使脉冲器短节处于待机状态;在接收到下传信号时,流量震动短节打开控制电路,对脉冲器短节进行供电,并将信号传输给脉冲器短节。
根据本发明的示例性实施例,所述脉冲器短节的外壳采用17-4PH不锈钢材料制得。
根据本发明的示例性实施例,所述平衡活塞用于平衡脉冲器短节内外的压力,保护内部电路。
根据本发明的示例性实施例,所述地面设备包括第一天线组件、第二天线组件、地面放大器、地面无线发射装置、第一吸盘天线、第二吸盘天线、无线收发器、连接电缆以及数据处理仪。
与现有技术相比,根据本发明实施例的新型分层注水脉冲发生系统,采用随钻脉冲器传输编码的原理,将快速脉冲通信应用到分层注水信号传输系统中,不影响原有功能,可以提高注水井井下双向通讯的效率和实时性以及智能无人化程度。
附图说明
图1为根据本发明实施例的新型分层注水脉冲发生系统的井下设备的结构示意图;
图2为根据本发明实施例的新型分层注水脉冲发生系统的脉冲器短节的结构示意图;
图3为根据本发明实施例的新型分层注水脉冲发生系统的地面设备的示意图;
图中,1-电池组短节,2-流量震动传感器短节,3-脉冲器短节,4-钻铤接头,31-上接头,32-阀头,33-平衡活塞,34-外壳,35-减速器,36-电机,37电路板,51-第一天线组件,52-第二天线组件,53-地面放大器,54-地面无线发射装置,55-第一吸盘天线,56-第二吸盘天线,57-无线收发器,58-连接电缆,59-数据处理仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,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。
如图1所示,一种新型分层注水脉冲发生系统,包括井下设备和地面设备。
具体的,如图1所示井下设备包括电池组短节1、流量震动传感器短节2、脉冲器短节3;其中,流量震动传感器短节2的一端与电池组短节1螺纹连接,另一端与脉冲器短节3通过密封线缆连接通信,脉冲器短节3和电池组短节1分别安装在钻铤4接头的两侧,组装成为一个整体的密封测量系统。
如图2所示,脉冲器短节包括上接头31、阀头32、平衡活塞33、外壳34、减速器35、电机36以及电路板37,电路板37接收到流量震动传感器短节2的信号后给电机36供电,减速器35对电机36转速和扭矩进行调整,控制阀头32进行往复运动,关闭和开启阀头32与上接头31间的节流口产生压力差信号,并将发信号送到地面设备进行解码。脉冲器短节3可以在30分钟内完成数据的上传,解决现有波码分注技术数据上传需要150分钟的不足。
电池组短节1向流量震动传感器短节2和脉冲器短节3供电,电池组短节1包含6节电池,每节电池的电量36Wh。6节电池的总电量为216Wh,而脉冲器短节3的3年待机和工作动作功耗总计199Wh,可以满足每月1次测试、井下3年的工作时间的使用要求。
流量震动传感器短节2包括压力传感器、振动检测芯片以及4芯玻璃密封连接器,可以检测到压力变化信号和注水流量变化信号,同时满足井下工况的密封和通信要求。
流量震动传感器短节2具有电源管理功能和信号接收功能,可以按下传信号的有或无来关闭或打开控制电路,在无下传信号时,流量震动短节2关闭控制电路,使脉冲器短节3处于待机状态;在接收到下传信号时,流量震动短节2打开控制电路,对脉冲器短节3进行供电,并将信号传输给脉冲器短节3。
脉冲器短节3的外壳采用17-4PH不锈钢材料制得。
平衡活塞33用于平衡脉冲器短节内外的压力,保护内部电路。
如图3所示,地面设备包括第一天线组件51、第二天线组件52、地面放大器53、地面无线发射装置54、第一吸盘天线55、第二吸盘天线56、无线收发器57、连接电缆58以及数据处理仪59。
本实施例的运行原理如下:
A、将井下设备和地面设备安装调试完成;
B、在需要测调注水井压力和流量时,在地面关闭和打开注水阀门,使井下的注水压力和流量发生变化;当流量震动传感器短节2采集到任意一种变化,打开控制电路向脉冲器短节3供电,并将采集到的数据传输给脉冲器短节3,脉冲器短节3将接收的信号按设定的编码方式往复阀工作,产生压力差信号并传输到地面设备;
C、第一天下组件51、第二天线组件52将接收到的信号通过地面放大器53放大,并通过地面无线发射装置54传输到第一吸盘天线55;第二吸盘天线56从第一吸盘天线55获得信号,并将信号通过无线收发器57、连接电缆58传输到数据处理仪59;数据处理仪59将接收的信号进行软件解码,得到井下数据,根据井下数据分析结果,调整每层注水压力和流量至既定数值,再将控制信号反馈给脉冲器短节3。
D、地面阀门不动时,注水压力和流量不变化,流量震动传感器短节2采集不到信号,会关闭控制电路,使脉冲器短节3处于待机状态,节约电池电量消耗。
上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种新型分层注水脉冲发生系统,其特征在于,所述新型分层注水脉冲发生系统包括井下设备和地面设备,井下设备包括电池组短节、流量震动传感器短节以及脉冲器短节;其中,流量震动传感器短节的一端与电池组短节螺纹连接,另一端与脉冲器短节通过密封线缆电连接,脉冲器短节和电池组短节分别安装在钻铤接头的两侧,组装成为一个整体的密封测量系统;脉冲器短节包括上接头、阀头、平衡活塞、外壳、减速器、电机以及电路板,电路板接收到流量震动传感器短节的信号后给电机供电,控制减速器对电机转速和扭矩进行调整,控制阀头进行往复运动,通过关闭和开启阀头与上接头间的节流口产生压力差信号,并将信号发送到地面设备进行解码;所述流量震动传感器短节包括压力传感器、振动检测芯片以及4芯玻璃密封连接器,能够检测到压力变化信号和注水流量变化信号;所述流量震动传感器短节具有电源管理功能和信号接收功能,能够按下传信号的有或无来打开或关闭控制电路,在无下传信号时,流量震动短节关闭控制电路,使脉冲器短节处于待机状态;在接收到下传信号时,流量震动短节打开控制电路,对脉冲器短节进行供电,并将信号传输给脉冲器短节;所述地面设备包括第一天线组件、第二天线组件、地面放大器、地面无线发射装置、第一吸盘天线、第二吸盘天线、无线收发器、连接电缆以及数据处理仪。
2.根据权利要求1所述的新型分层注水脉冲发生系统,其特征在于,电池组短节向流量震动传感器短节和脉冲器短节供电,所述电池组短节包含6节电池,每节电池的电量36 Wh。
3.根据权利要求1所述的新型分层注水脉冲发生系统,其特征在于,所述脉冲器短节的外壳采用17-4PH不锈钢材料制得。
4.根据权利要求1所述的新型分层注水脉冲发生系统,其特征在于,所述平衡活塞用于平衡脉冲器短节内外的压力,保护内部电路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110637968.5A CN113389542B (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种新型分层注水脉冲发生系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110637968.5A CN113389542B (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种新型分层注水脉冲发生系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113389542A CN113389542A (zh) | 2021-09-14 |
CN113389542B true CN113389542B (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=77618525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110637968.5A Active CN113389542B (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种新型分层注水脉冲发生系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113389542B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114941502B (zh) * | 2022-05-27 | 2023-03-21 | 燕山大学 | 一种井下泥包检测与可流量调节自解的pdc智能钻头 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009033146A2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Allen Young | Mud pulse telemetry system |
CN102839954A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-12-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用压力脉冲实现分层配水的方法 |
CN104047583A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-09-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 井下磁控电动配水器及其控制方法 |
WO2019068081A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Teledrill, Inc. | SPIRAL TUBE APPLICATIONS AND MEASURING TOOL |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5046190B2 (ja) * | 2008-01-22 | 2012-10-10 | スズキ株式会社 | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 |
CN101845950B (zh) * | 2010-04-20 | 2013-03-27 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司 | 连续油管作业井底无线数据传输系统 |
CN201778814U (zh) * | 2010-06-08 | 2011-03-30 | 斯伦贝谢金地伟业油田技术(山东)有限公司 | 一种泥浆脉冲式无线随钻测斜仪 |
CN101871340A (zh) * | 2010-06-18 | 2010-10-27 | 杨忠芳 | 超声波测控配水装置 |
CN101936149B (zh) * | 2010-09-17 | 2013-12-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 自动循环开关器及分层注水系统以及自动循环注水方法 |
CN110067540B (zh) * | 2018-01-19 | 2021-09-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 实现分注测调井信号传递的系统 |
CN110185422B (zh) * | 2019-05-23 | 2022-04-22 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种注水井用新型无缆式数据双向传输装置 |
CN112593929A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-02 | 成都多贝石油工程技术有限公司 | 一种电机式泥浆脉冲发生器 |
-
2021
- 2021-06-08 CN CN202110637968.5A patent/CN113389542B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009033146A2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Allen Young | Mud pulse telemetry system |
CN102839954A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-12-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用压力脉冲实现分层配水的方法 |
CN104047583A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-09-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 井下磁控电动配水器及其控制方法 |
WO2019068081A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Teledrill, Inc. | SPIRAL TUBE APPLICATIONS AND MEASURING TOOL |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113389542A (zh) | 2021-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109138948B (zh) | 一种井下压控式智能配水器及使用方法 | |
CN106089186B (zh) | 分段注水井井口和井底信号无线收发装置及无线传输方法 | |
CN103410503B (zh) | 一种连续波泥浆脉冲发生器 | |
CN203452776U (zh) | 一种连续波泥浆脉冲发生器 | |
CN110984927B (zh) | 一种自发电式智能无线配水器 | |
CN106884636A (zh) | 基于互频原理的注水井无线供电智能测控系统 | |
CN110735621B (zh) | 一种用于智能测调井下无线分层配水的方法及系统 | |
CN207229096U (zh) | 一种随钻声波测井仪器 | |
CN114607347B (zh) | 基于中空螺杆钻具的煤矿井下近钻头多参数随钻测量系统 | |
CN101871340A (zh) | 超声波测控配水装置 | |
WO2021227501A1 (zh) | 井下脉冲信号发生器、传输压力脉冲的方法、钻铤及钻井设备 | |
CN201778814U (zh) | 一种泥浆脉冲式无线随钻测斜仪 | |
CN113389542B (zh) | 一种新型分层注水脉冲发生系统 | |
CN109798102A (zh) | 基于插值回归法的工程参数测量及风险监控系统 | |
CN106014396B (zh) | 一种剪切阀泥浆脉冲器的动密封及压力补偿结构 | |
CN109267999A (zh) | 一种基于压电晶体自供电的抽油机井下信号测量与无线传输系统 | |
CN116792067B (zh) | 一种井下无缆式智能测控系统装置及使用方法 | |
CN212003162U (zh) | 一种电磁波随钻测井参数监测装置 | |
CN115059449A (zh) | 一种煤矿井下自识别多参数近钻头随钻测量装置及方法 | |
CN102031957A (zh) | 一种基于井下泥浆涡轮电机的旋转导向钻井信号接收装置 | |
CN109209351A (zh) | 一种基于压电纤维自供电的抽油机井下信号测量与无线传输系统 | |
CN201738908U (zh) | 超声波测控配水装置 | |
CN112593929A (zh) | 一种电机式泥浆脉冲发生器 | |
CN104481513A (zh) | 高温生产井泵下温压监测设备、传输设备及系统 | |
CN114876450B (zh) | 一种井下声波通信装置及配水器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220805 Address after: 100070, No. 39, No. 12, No. 188, South Fourth Ring Road, Beijing, Fengtai District Applicant after: BEIJING LIUHE GREATNESS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 610500 building A6, No. 199, Huqiao Road, East Industrial Zone, Xindu District, Chengdu, Sichuan Applicant before: Chengdu Dobe Petroleum Engineering Technology Co.,Ltd. |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |