CN201650268U - 用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，涉及井底无线数据传输设备技术领域，包括下接头、上接头、声波导引筒、压电堆、引线、密封件和外保护筒；下接头、外保护筒和上接头依次连接为一体，其中，下接头与连续油管连接，声波导引筒安装于所述外保护筒的筒体内，压电堆安装在声波导引筒内，密封件为圆柱形，密封件紧密贯穿所述上接头，引线的一端连接在压电堆上，另一端沿所述密封件的中心伸出后连接声波解码器。本声波接收装置，一方面，解决了现有声波接收装置无法直接在固体材料中检测声波振动信号的技术难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气工业连续油管作业井底无线数据传输设备技术领域，尤其是井底无线数据传输中的声波接收装置。
背景技术
连续油管作业中井底施工数据的采集和实时数据无线传送技术是提高连续油管施工技术、提高施工效率的重要手段。连续油管作业井底无线数据传输技术是集油气井井下测试技术、高温高压环境下施工监测控制技术和无线数据传输技术于一体的新技术，它利用井底监测仪器采集、存储井下压力、温度、套管节箍位置等数据，利用井下数据编码器将数据转换为声波信号，利用声波进行无线数据传输，利用井口声波接收装置监测声波信号、解码还原为原始施工数据、最后传输到地面施工监测系统。由此达到井底施工数据的采集和实时数据无线传送的目的。其中，井底无线数据传输中的声波接收装置是井底施工数据的无线传输的关键器件之一。
由于用于井底施工数据的实时无线数据传输中的声波发射装置产生的声波必须利用固体(即连续油管)中传播，所以声波接收装置不能使用常规的空气介质条件下的声波接收装置，必须直接在固体材料中检测声波振动信号，而现有技术中还没有这样的声波接收装置；并且，所需的声波接收装置安装于连续油管设备上为野外露天工作环境，必须经受日晒、雨淋、高温(＜70℃)℃、低温(＞-20℃)的考验，作为专用声波接收装置必须有高的声电转换率，满足需要的声频带宽和高的灵敏度。因而，设计一种能满足上述要求的声波接收装置就显得尤为迫切。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，采用本声波接收装置，一方面，解决了现有声波接收装置无法直接在固体材料中检测声波振动信号的技术难题，另一方面，能经受住日晒、雨淋、高温(＜70℃)℃、低温(＞-20℃)等恶劣条件的考验，再一方面，还具有很高的声电转换率，满足需要的声频带宽和高的灵敏度。
本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：
一种用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，其特征在于：包括下接头、上接头、声波导引筒、压电堆、引线、密封件和外保护筒；下接头、外保护筒和上接头依次连接为一体，其中，下接头与连续油管连接，声波导引筒安装于所述外保护筒的筒体内，压电堆安装在声波导引筒内，密封件为圆柱形，密封件紧密贯穿所述上接头，引线的一端连接在压电堆上，另一端沿所述密封件的中心伸出后连接声波解码器。
所述的压电堆包括至少一个纵波检测压电堆和横波检测压电堆，所述的纵波检测压电堆沿声波导引筒筒体径向平铺设置，所述的横波检测压电堆为环状套筒，横波检测压电堆被套在所述声波导引筒内，且横波检测压电堆位于纵波检测压电堆的上方。
所述压电堆的材质为压电陶瓷，纵波检测压电堆为经加工定型，并经高压极化形成的压电陶瓷环片，横波检测压电堆为压电陶瓷材质的环状套筒。
所述多个纵波检测压电堆是被施加预应力并相互重叠而形成一体的多块压电陶瓷环片。
所述的下接头与外保护筒螺纹连接，外保护筒与上接头螺纹连接，在螺纹连接处设置有O形密封圈。
所述声波导引筒和外保护筒经O形密封圈密封连接。
本实用新型的工作原理为：
由于用于井底施工数据的实时无线数据传输中的声波发射装置产生的声波在固体(连续油管)中传播，所以声波接收装置不能使用常规的空气介质条件下的声波接收装置。必须直接在固体材料中检测声波振动信号。为此设计了以压电功能陶瓷为声电材料的声波接收装置。并通过声波导引筒将声波信号最大限度的导引到压电功能陶瓷组中以便通过压电功能陶瓷为声电作用产生电信号。当有声波信号通过连续油管本体钢材传入到接收装置时，声波经过声波导引筒集中和加强后分别送入横波检测压电堆和纵波检测压电堆中，压电堆在声波的推动下从引线中送出横波和纵波电信号。该电信号经后续的放大、鉴幅、检波、解码后还原为原始的井底施工数据。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：
一、由于本实用新型采用“下接头、外保护筒和上接头依次连接为一体，其中，下接头与连续油管连接，声波导引筒安装于所述外保护筒的筒体内，压电堆安装在声波导引筒内，密封件为圆柱形，密封件紧密贯穿所述上接头，引线的一端连接在压电堆上，另一端沿所述密封件的中心伸出后连接声波解码器”这样的技术方案，由连续油管传入的声波信号经下接头和声波导引筒传输至压电堆，压电堆在声波的推动下从引线中送出电信号，解决了现有声波接收装置无法直接在固体材料中检测声波振动信号的技术难题，并且声波导引筒将声波信号最大限度的导引到压电堆中以便通过压电功能陶瓷为声电作用产生电信号，有利于增强声电转换率，取得了声波频率响应范围宽的效果，从而满足需要的声频带宽和高的灵敏度。
二、由于本实用新型采用“压电堆包括至少一个纵波检测压电堆和横波检测压电堆”这样的技术方案，就能实现同时获得横波和纵波电信号，进一步提高声电转换效率，进一步取得了声波频率响应范围宽的效果，完全能够满足井下施工监测数据传输的要求。
三、由于本实用新型采用“下接头与外保护筒螺纹连接，外保护筒与上接头螺纹连接，在螺纹连接处设置有O形密封圈，以及声波导引筒和外保护筒经O形密封圈密封连接”这样的技术方案，能够保证整个声波接收装置内部部件的密封性，从而提高了声电转换率，提供了更加满足需要的声频带宽和更高的灵敏度。
四、由于本实用新型采用在声波导引筒外设置了一层外保护筒，这样就能保证本实用新型能经受住日晒、雨淋、高温(＜70℃)℃、低温(＞-20℃)等恶劣条件的考验，为整个声波接收装置的正常工作提供了良好的保护环境。
五、本实用新型具有原理清楚、构思巧妙，结构简单，声电转换效率高，声波频率响应范围宽等特点，能够满足井下施工监测数据传输的要求。可广泛应用于声波信息传输等各个领域。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：
图1为本实用新型的结构示意图
图中标记：
1、声波导引筒，2、横波检测压电堆，3、纵波检测压电堆，4、引线，5、外保护筒，6、上接头、7、下接头，8、密封件，9、O形密封圈。
具体实施方式
实施例1
本实用新型公开了一种用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，包括下接头7、上接头6、声波导引筒1、压电堆、引线4、密封件8和外保护筒5；下接头7、外保护筒5和上接头6依次连接为一体，其中，下接头7与连续油管连接，声波导引筒1安装于所述外保护筒5的筒体内，压电堆安装在声波导引筒1内，密封件8为圆柱形，密封件8紧密贯穿所述上接头6，引线4的一端连接在压电堆上，另一端沿所述密封件8的中心伸出后连接声波解码器。
实施例2
作为本实用新型一较佳实施方式，在实施例1的基础上，本实用新型所述的压电堆包括至少一个纵波检测压电堆3和横波检测压电堆2，所述的纵波检测压电堆3沿声波导引筒1筒体径向平铺设置，所述的横波检测压电堆2为环状套筒，横波检测压电堆2被套在所述声波导引筒1内，且横波检测压电堆2位于纵波检测压电堆3的上方。
实施例3
作为本实用新型又一较佳实施方式，在实施例1或2的基础上，本实用新型所述压电堆的材质为压电陶瓷，纵波检测压电堆3为经加工定型，并经高压极化形成的压电陶瓷环片，横波检测压电堆2为压电陶瓷材质的环状套筒。所述多个纵波检测压电堆3是被施加预应力并相互重叠而形成一体的多块压电陶瓷环片。
实施例4
作为本实用新型的最佳实施方式，参照说明书附图1，本实用新型在上述实施例的基础上，所述的下接头7与外保护筒5螺纹连接，外保护筒5与上接头6螺纹连接，在螺纹连接处设置有O形密封圈9。所述声波导引筒1和外保护筒5经O形密封圈9密封连接。
本实用新型的工作原理为：
由于用于井底施工数据的实时无线数据传输中的声波发射装置产生的声波在固体(连续油管)中传播，所以声波接收装置不能使用常规的空气介质条件下的声波接收装置。必须直接在固体材料中检测声波振动信号。为此设计了以压电功能陶瓷为声电材料的声波接收装置。并通过声波导引筒1将声波信号最大限度的导引到压电功能陶瓷组中以便通过压电功能陶瓷为声电作用产生电信号。当有声波信号通过连续油管本体钢材传入到接收装置时，声波经过声波导引筒1集中和加强后分别送入横波检测压电堆2和纵波检测压电堆3中，压电堆在声波的推动下从引线4中送出横波和纵波电信号。该电信号经后续的放大、鉴幅、检波、解码后还原为原始的井底施工数据。
声波接收装置安装于连续油管设备上，连续油管内部有高压(＜100MPa)流体通过，并且为野外露天工作环境，必须经受日晒、雨淋、高温(＜70℃)℃、低温(＞-20℃)。
Claims (6)
1.一种用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，其特征在于：包括下接头(7)、上接头(6)、声波导引筒(1)、压电堆、引线(4)、密封件(8)和外保护筒(5)；下接头(7)、外保护筒(5)和上接头(6)依次连接为一体，其中，下接头(7)与连续油管连接，声波导引筒(1)安装于所述外保护筒(5)的筒体内，压电堆安装在声波导引筒(1)内，密封件(8)为圆柱形，密封件(8)紧密贯穿所述上接头(6)，引线(4)的一端连接在压电堆上，另一端沿所述密封件(8)的中心伸出后连接声波解码器。
2.根据权利要求1所述的用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，其特征在于：所述的压电堆包括至少一个纵波检测压电堆(3)和横波检测压电堆(2)，所述的纵波检测压电堆(3)沿声波导引筒(1)筒体径向平铺设置，所述的横波检测压电堆(2)为环状套筒，横波检测压电堆(2)被套在所述声波导引筒(1)内，且横波检测压电堆(2)位于纵波检测压电堆(3)的上方。
3.根据权利要求2所述的用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，其特征在于：所述压电堆的材质为压电陶瓷，纵波检测压电堆(3)为经加工定型，并经高压极化形成的压电陶瓷环片，横波检测压电堆(2)为压电陶瓷材质的环状套筒。
4.根据权利要求3所述的用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，其特征在于：所述多个纵波检测压电堆(3)是被施加预应力并相互重叠而形成一体的多块压电陶瓷环片。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，其特征在于：所述的下接头(7)与外保护筒(5)螺纹连接，外保护筒(5)与上接头(6)螺纹连接，在螺纹连接处设置有O形密封圈(9)。
6.根据权利要求5所述的用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置，其特征在于：所述声波导引筒(1)和外保护筒(5)经O形密封圈(9)密封连接。
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| CN2010201679197U CN201650268U (zh) | 2010-04-20 | 2010-04-20 | 用于连续油管作业井底无线数据传输的声波接收装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102777171A (zh) * | 2012-08-13 | 2012-11-14 | 中国石油大学(华东) | 随钻声波信号接收装置 |
| CN109642458A (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-16 | 埃克森美孚上游研究公司 | 声学通信的方法以及利用这些方法的井 |
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2010
- 2010-04-20 CN CN2010201679197U patent/CN201650268U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN109642458A (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-16 | 埃克森美孚上游研究公司 | 声学通信的方法以及利用这些方法的井 |
| CN109642458B (zh) * | 2016-08-30 | 2022-07-19 | 埃克森美孚上游研究公司 | 声学通信的方法以及利用这些方法的井 |
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