CN204357427U - 井底测试数据无线地面直读系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种井底测试数据无线地面直读系统，包括上行通道和下行通道，所述上行通道包括传感器、井下无线信号上行通讯器、地面发射接收天线、上行滤波器、地面上行调制器和计算机；所述下行通道包括计算机、地面下行调制器、下行滤波器、下行发射器、地面发射接收天线和井下无线信号下行通讯器。本实用新型有效解决了井筒低阻抗、地层高噪声比等试油测试中无线传输存在的难题，实现了无线信号长距离传输和微小信号的高效识别，可将井底温度压力数据利用无线方式直接传至地面。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种井底测试数据无线地面直读系统，属于试油测试设备技术领域。
背景技术
油气井测试的一项重要工作内容是取全取准井底压力温度数据。目前，该技术领域无论在国内还是全球，基本上采用存储式压力计记录测试全过程中的井底压力和温度数据，只有在测试结束从井底将存储式压力计起至地面后，才能通过计算机回放数据，获得井下压力、温度数据。采用上述现有技术存在的问题在于：这样的数据录取方式与施工作业过程不同步，无法实时监测井底压力、温度，不能根据井底当前压力温度情况及时采取各种措施。难以保证井底测试数据的取全取准。
另外，在2013年07月25日《钻采工艺》公开的井下测试数据地面直读技术发展现状。目前国内仅有诸如，通过井底跨测试阀结合电缆、光纤等有线介质来实现井底测试数据地面直读，还没有形成井底测试数据全井无线传输到地面的直读技术。前者技术存在作业效率低、成本高、风险高，无法开展大规模应用，而后者可以把这些问题都得到解决。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种井底测试数据无线地面直读系统。本实用新型有效解决了井筒低阻抗、地层高噪声比等试油测试中无线传输存在的难题，实现了无线信号长距离传输和微小信号的高效识别，可将井底温度压力数据利用无线方式直接传至地面。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种井底测试数据无线地面直读系统，其特征在于：包括上行通道和下行通道，所述上行通道包括传感器、井下无线信号上行通讯器、地面发射接收天线、上行滤波器、地面上行调制器和计算机，所述用于采集数据的传感器与井下无线信号上行通讯器连接，井下无线信号上行通讯器与地面发射接收天线无线配合将采集数据无线发送到上行滤波器，上行滤波器与地面上行调制器连接，地面上行调制器与用于接收显示数据的计算机连接；所述下行通道包括计算机、地面下行调制器、下行发射器、下行滤波器、地面发射接收天线和井下无线信号下行通讯器，用于发送指令信号的计算机与下行调制器、下行发射器、下行滤波器依次连接，下行滤波器与地面发射接收天线无线配合将指令信号发送到井下无线信号下行通讯器。
所述井下无线信号上行通讯器包括上行功率放大器、井下上行调制器、上行发射器和上行直流电源，上行功率放大器分别与传感器和井下上行调制器连接，井下上行调制器与上行发射器连接，上行发射器与地面发射接收天线无线配合将采集数据无线发送到上行滤波器，上行直流电源分别与上行功率放大器和井下上行调制器连接。
所述井下无线信号下行通讯器包括接收器、下行功率放大器、井下下行调制器和下行直流电源，接收器与地面发射接收天线无线配合接收信号指令，接收器、下行功率放大器、井下下行调制器依次连接，下行直流电源分别与下行功率放大器和井下下行调制器连接。
所述上行滤波器通过接口箱与地面上行调制器连接。
采用本实用新型的优点在于：
一、本实用新型设置上行通道和下行通道，全井无线传输过程中无需借助中继器等接力传输装置，有效解决了井筒低阻抗、地层高噪声比等试油测试中无线传输存在的难题，实现了无线信号长距离传输和微小信号的高效识别，可将井底温度压力数据利用无线方式直接传至地面，信号传输不受井筒流体介质的影响，应用范围广。
二、本实用新型相比有线直读，具有实时性强、操作简单、无需井口作业的优点，采用两套数据传输通道，可同时实现数据上传和指令下行。
三、本实用新型主要用于在试油测试期间获取井下数据、传输地面指令，可以将井底温度压力数据利用无线方式直接传至地面，可以不用对软件部分进行改进，软件部分可直接采用现有技术，就能够解决测试的盲目性，提高一次测试成功率，为现场施工提供准确可靠的科学决策依据。
四、本实用新型主要用于油气勘探开发中，如压裂、酸化、测试求产等试油测试作业中，对试油测试作业有着广泛的实用性，具有显著的技术经济效益和较好的应用前景。
五、本实用新型可长距离无线传输，无需借助中继器等接力传输装置无线传输距离即可达到4500m；采用一套中继器即可达到6000m以上。
附图说明
图1为本实用新型上行通道结构原理示意图
图2为本实用新型下行通道结构原理示意图。
具体实施方式
实施例1
一种井底测试数据无线地面直读系统，包括上行通道和下行通道，所述上行通道包括传感器、井下无线信号上行通讯器、地面发射接收天线、上行滤波器、地面上行调制器和计算机，所述用于采集数据的传感器与井下无线信号上行通讯器连接，井下无线信号上行通讯器与地面发射接收天线无线配合将采集数据无线发送到上行滤波器，上行滤波器与地面上行调制器连接，将采集数据进行滤波和调制处理，地面上行调制器与用于接收显示数据的计算机连接；所述下行通道包括计算机、地面下行调制器、下行发射器、下行滤波器、地面发射接收天线和井下无线信号下行通讯器，用于发送指令信号的计算机与下行调制器、下行发射器、下行滤波器依次连接，将指令信号调制后通过下行发射器发送到下行滤波器，下行滤波器与地面发射接收天线无线配合，通过地面发射接收天线发射进地层传输，将指令信号传输到井下无线信号下行通讯器。
所述下行通道包括计算机、地面下行调制器、下行滤波器、下行发射器、地面发射接收天线和井下无线信号下行通讯器，用于发送指令信号的计算机与下行调制器、下行滤波器、下行发射器依次连接，将指令信号依次进行调制、滤波处理后，下行发射器与地面发射接收天线无线配合将指令信号发送到井下无线信号下行通讯器。
本实施例中，所述井下无线信号上行通讯器包括上行功率放大器、井下上行调制器、上行发射器和上行直流电源，上行功率放大器分别与传感器和井下上行调制器连接，将传感器采集数据进行功率放大和调制处理，井下上行调制器与上行发射器连接，上行发射器与地面发射接收天线无线配合将采集数据无线发送到上行滤波器进行滤波处理，上行直流电源分别与上行功率放大器和井下上行调制器连接，为上行功率放大器和井下上行调制器供电。
本实施例中，所述井下无线信号下行通讯器包括接收器、下行功率放大器、井下下行调制器和下行直流电源，接收器与地面发射接收天线无线配合接收信号指令，接收器、下行功率放大器、井下下行调制器依次连接，将指令信号进行功率放大和调制处理，下行直流电源分别与下行功率放大器和井下下行调制器连接，为下行功率放大器和井下下行调制器供电。
本实施例中，所述上行滤波器通过接口箱与地面上行调制器连接。
本实用新型无需对软件进行改进，通过上行通道和下行通道的方式，即可实现本实用新型的目的。
实施例2
本实用新型公开了一种井底测试数据无线地面直读系统，其主要包括两套数据传输通道，即下行指令通道和上行数据通道，两套通道分别占据不同频道。
下行指令过程如下：通过计算机发送指令信号，地面下行调制器将指令信号调制后，通过下行发射器发送给下行滤波器滤波处理后，发送到地面发射接收天线，通过地面发射接收天线发射进地层传输到井下的接收器，井下无线信号下行通讯器根据操作指令实现启动、停止、设置发射参数等工作。
下行指令的信号传输采用的是基于似稳电磁场的电流通信原理，主要利用油管-套管-大地介质进行电流传输。在距油管-套管远端设置地面发射接收天线作为一极，油管-套管作为另一极，通过产生强大电流，该电流在大地中形成多个回路，其中典型回路是在深处大地和油管之间，井下无线信号下行通讯器将电流信号进行解调，即可得到相关指令信号。
上行数据过程如下：井下无线信号上行通讯器将压力和温度数据以无线信号方式上传至地面，地面接收该信号后，将其滤波处理后传输至地面上行调制器，地面上行调制器将信号解调成压力和温度数据，从而实现井下温度压力数据的实时测量。
上行数据可以采用基于似稳电磁场的电位差通信原理，其主要利用油管-套管-大地作为传输介质进行低频传输。将一定大小的电流施加在绝缘外套所处的钻杆（或者油管）上，钻杆、套管、环空介质（水、油气、泥浆等）、地层等广域方位内会有电流流动，将无穷远处视为零电位点，钻杆、套管、环空介质、地层中的任意一个位置均会有一定大小的电位，选取合适的两个点，检测该两点的电位差，该电位差与井下系统发射的信号在频率上几乎相同，采用数值算法对电位差信号进行处理，即可获得井下系统传输的信息。
Claims (4)
1.一种井底测试数据无线地面直读系统，其特征在于：包括上行通道和下行通道，所述上行通道包括传感器、井下无线信号上行通讯器、地面发射接收天线、上行滤波器、地面上行调制器和计算机，所述用于采集数据的传感器与井下无线信号上行通讯器连接，井下无线信号上行通讯器与地面发射接收天线无线配合将采集数据无线发送到上行滤波器，上行滤波器与地面上行调制器连接，地面上行调制器与用于接收显示数据的计算机连接；所述下行通道包括计算机、地面下行调制器、下行发射器、下行滤波器、地面发射接收天线和井下无线信号下行通讯器，用于发送指令信号的计算机与下行调制器、下行发射器、下行滤波器依次连接，下行滤波器与地面发射接收天线无线配合将指令信号发送到井下无线信号下行通讯器。
2.根据权利要求1所述的井底测试数据无线地面直读系统，其特征在于：所述井下无线信号上行通讯器包括上行功率放大器、井下上行调制器、上行发射器和上行直流电源，上行功率放大器分别与传感器和井下上行调制器连接，井下上行调制器与上行发射器连接，上行发射器与地面发射接收天线无线配合将采集数据无线发送到上行滤波器，上行直流电源分别与上行功率放大器和井下上行调制器连接。
3.根据权利要求1所述的井底测试数据无线地面直读系统，其特征在于：所述井下无线信号下行通讯器包括接收器、下行功率放大器、井下下行调制器和下行直流电源，接收器与地面发射接收天线无线配合接收信号指令，接收器、下行功率放大器、井下下行调制器依次连接，下行直流电源分别与下行功率放大器和井下下行调制器连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的井底测试数据无线地面直读系统，其特征在于：所述上行滤波器通过接口箱与地面上行调制器连接。
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