CN204419169U - 一种dst测井电磁无线直读装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种DST测井电磁无线直读装置，包括固定连接在测试阀顶部的收发器组件和固定连接在测试阀底部的传感器组件；所述传感器组件包括绝缘套管、电池、直读电路装置、压力传感器、温度传感器以及天线等结构；所述收发器组件包括电缆通讯短节、电缆收发器、停止和接触筒、绝缘短节等结构。本实用新型提供的DST测井电磁无线直读装置，完成信号的实时传输，并保证了井下测试质量和进度；在避免了测量数据获取的滞后性的同时，也减少了不必要的停机关井，很大程度上保证了钻井作业质量和测试进度。

Description

一种DST测井电磁无线直读装置

技术领域

本实用新型涉及石油测井装备技术领域，尤其是涉及一种DST测井电磁无线直读装置。

背景技术

钻杆测试(Drill Stem Test,DST)是利用安装在钻柱上的专用工具对油井进行的测试。测试时通过地面测试阀实现地下的开井和关井，并测试其压力变化，一般要反复测量几次。钻杆测试通常测试时间较短。钻杆测试有时亦称为中途测试，简称DST。

在进行石油测井作业时，国内的DST设备都是采用预存储式设备，这种现有的DST设备在获取到压力传感器、温度传感器检测的数据后只能够先进行备份存储，却不能得到上述检测数据；即在此过程中将测量工程中压力传感器、温度传感器放入井下，经过7-15天测量后，钻井停机待整机仪器提出井口后，然后读取测井信息(其中，测井信息包括井下压力信息和井下温度信息)。很显然，待上述传感器提出井口后再进行去分析测井信息，不仅会对工程测试质量带来滞后性，而且不必要的停机关井将会影响钻井作业质量和测试进度。

因此，如何克服现有技术中DST设备不能及时接收测井信息的检测数据的上述缺陷，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种DST测井电磁无线直读装置，以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供的一种DST测井电磁无线直读装置，包括固定连接在测试阀顶部的收发器组件和固定连接在测试阀底部的传感器组件，其中：

所述传感器组件包括设置在底部钻杆的外层的绝缘套管、电池、直读电路装置、压力传感器、温度传感器；所述绝缘套管的外层底部还设置有天线；所述直读电路装置分别与所述压力传感器、所述温度传感器串口通信连接；所述直读电路装置与所述电池电连接，所述直读电路装置还与所述天线电连接；所述天线与所述底部钻杆的外壁贴合接触；

所述收发器组件包括在顶部钻杆的内层自上而下依次设置的电缆通讯短节、电缆收发器、停止和接触筒、绝缘短节；所述电缆通讯短节的顶端通过单芯电缆电连接计算机，所述电缆通讯短节的底端电连接所述电缆收发器；所述电缆收发器包括接触器簧片，所述电缆收发器上的接触器簧片与所述停止和接触筒的内壁贴合接触，停止和接触筒套接在顶部钻杆上；所述绝缘短节设置在顶部钻杆内壁与所述电缆收发器之间。

优选的，作为一种可实施方案，所述底部钻杆的外层还设置有电池仓；所述电池仓用于储放锂电池。

优选的，作为一种可实施方案，所述底部钻杆的外层还设置有控制仓；所述控制仓用于储放直读电路装置；

优选的，作为一种可实施方案，所述底部钻杆的外层还设置有天线保护罩；所述天线保护罩位于所述天线顶部。

优选的，作为一种可实施方案，所述底部钻杆的外层侧壁上还设置有第一环形凹槽；所述第一环形凹槽与所述绝缘套管套接配合；

优选的，作为一种可实施方案，所述底部钻杆的外层侧壁上沿圆周方向还设置有四个卡槽；四个所述卡槽分别所述电池仓、所述控制仓(即内置有直读电路装置)、所述压力传感器、所述温度传感器卡扣配合；

优选的，作为一种可实施方案，所述四个卡槽沿圆周方向间隔设置在所述底部钻杆的外层侧壁上。

优选的，作为一种可实施方案，所述锂电池的电池容量10Ah，所述锂电池的电压为10.8V，所述锂电池的最大续航时间为1000小时。

优选的，作为一种可实施方案，所述单芯电缆的长度为7-10km，电缆通讯速率为1200bps。

优选的，作为一种可实施方案，所述串口通信包括RS232、RS485总线串口、MODBUS总线接口或CAN总线接口。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种DST测井电磁无线直读装置，其主要由自底部钻杆至顶部钻杆依次的传感器组件以及收发器组件等结构组成；其中，收发器组件固定在测试阀顶部、传感器组件固定在测试阀底部；其中，所述传感器组件包括设置在底部钻杆的外层的绝缘套管、电池、直读电路装置、压力传感器、温度传感器；所述绝缘套管的外层底部还设置有天线；压力传感器、温度传感器进行井下压力和井下温度的测试(即数据采集)，并通过串口接口连接到直读电路装置；本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置最为关键的改进结构是实现即时通讯(信号快速传输)，即直读电路装置将信号传递给天线(即线圈)，又因为天线与底部钻杆的外壁贴合接触，这样天线的即可将电信号通过底部钻杆继续传递至顶部钻杆(钻杆一般几百至上千米长，其中钻杆为导体)；传递至底部钻杆的信号应先跨过中间的测试阀然后才能传递到钻杆顶部，并最终传递到收发器组件。

由于，收发器组件包括在顶部钻杆的内层自上而下依次设置的电缆通讯短节、电缆收发器、停止和接触筒、绝缘短节；所述电缆通讯短节的顶端通过单芯电缆电连接计算机，所述电缆通讯短节的底端电连接所述电缆收发器；所述电缆收发器包括接触器簧片，所述接触器簧片与顶部钻杆贴合接触；所述绝缘短节设置在顶部钻杆内壁与所述电缆收发器之间。由于信号已经由钻杆的导电性能从底部钻杆传递至了顶部钻杆；这时候又因为电缆收发器上的接触器簧片与停止和接触筒贴合接触，停止和接触筒套接在顶部钻杆上，这样通过接触器簧片即可将电信号接收到电缆收发器上；电缆收发器与电缆通讯短节电连接，电缆收发器再通过电缆通讯短节，以及后续的一段单芯电缆将信号传递至计算机；此时上述测试信号(即压力传感器信号、温度传感器信号)先后经过串口、天线、钻杆(底部钻杆和顶部钻杆)、停止和接触筒、电缆收发器、电缆通讯短节以及单芯电缆终将实时快速地传递给了地面上的计算机，至此完成了信号实时传输的目的。

很显然，本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置，在进行石油测井作业时，避免了采用传统预存储式设备，而是依靠直读装置内部构造中的串口、天线、并借助钻杆本身结构以及停止和接触筒、电缆收发器、电缆通讯短节和单芯电缆最终完成了信号的实时传输，进而很大程度上保证了钻井作业质量和测试进度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置中的传感器组件的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置中的收发器组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置，包括固定连接在测试阀顶部的收发器组件和固定连接在测试阀底部的传感器组件，其中：

如图1所示，所述传感器组件1包括设置在底部钻杆的外层的绝缘套管11、电池12、直读电路装置13、压力传感器14、温度传感器15(另参见图2)；所述绝缘套管11的外层底部还设置有天线16；所述直读电路装置分别与所述压力传感器、所述温度传感器串口通信连接；所述直读电路装置与所述电池电连接，所述直读电路装置还与所述天线电连接；所述天线与所述底部钻杆A的外壁贴合接触；

如图3所示，所述收发器组件2包括在顶部钻杆的内层自上而下依次设置的电缆通讯短节21、电缆收发器22、停止和接触筒23、绝缘短节24；所述电缆通讯短节21的顶端通过单芯电缆25电连接计算机，所述电缆通讯短节21的底端电连接所述电缆收发器22；所述电缆收发器22包括接触器簧片，所述电缆收发器上的接触器簧片与所述停止和接触筒23的内壁贴合接触，停止和接触筒23套接在顶部钻杆B上；所述绝缘短节设置在顶部钻杆内壁与所述电缆收发器之间。

分析上述结构可知：自底部钻杆至顶部钻杆依次设置有传感器组件、测试阀以及收发器组件；其中，收发器组件固定在测试阀顶部、传感器组件固定在测试阀底部，其中：

所述传感器组件包括设置在底部钻杆的外层的绝缘套管、电池、直读电路装置、压力传感器、温度传感器；所述绝缘套管的外层底部还设置有天线；其中电池为上述各个装置器件进行供电；压力传感器、温度传感器进行井下压力和井下温度的测试(即数据采集)，并通过串口接口连接到直读电路装置；直读电路装置为现有技术，对此不再赘述。本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置最为关键的改进结构是实现即时通讯(信号快速传输)，即直读电路装置将信号传递给天线(即线圈)，又因为天线与底部钻杆的外壁贴合接触，这样天线的即可将电信号通过底部钻杆继续传递至顶部钻杆(钻杆一般几百至上千米长，其中钻杆为导体)；一般来说，传递至底部钻杆的信号应先跨过中间的测试阀然后才能传递到钻杆顶部，并最终传递到收发器组件。

由于，收发器组件包括在顶部钻杆的内层自上而下依次设置的电缆通讯短节、电缆收发器、停止和接触筒、绝缘短节；所述电缆通讯短节的顶端通过单芯电缆电连接计算机，所述电缆通讯短节的底端电连接所述电缆收发器；所述电缆收发器包括接触器簧片，所述接触器簧片与顶部钻杆贴合接触；所述绝缘短节设置在顶部钻杆内壁与所述电缆收发器之间。由于信号已经由钻杆的导电性能从底部钻杆传递至了顶部钻杆；这时候又因为电缆收发器上的接触器簧片与停止和接触筒贴合接触，停止和接触筒套接在顶部钻杆上，这样通过接触器簧片即可将电信号接收到电缆收发器上；电缆收发器与电缆通讯短节(标准工业电气件)电连接，电缆收发器再通过电缆通讯短节，以及后续的一段单芯电缆将信号传递至计算机；此时上述测试信号(即压力传感器信号、温度传感器信号)先后经过串口、天线、钻杆(底部钻杆和顶部钻杆)、停止和接触筒、电缆收发器、电缆通讯短节以及单芯电缆终将实时快速地传递给了地面上的计算机，至此完成了信号实时传输的目的。

很显然，应用本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置，在进行石油测井作业时，避免了采用传统预存储式设备，这种现有的DST设备在获取到压力传感器、温度传感器检测的数据后只能够先进行备份存储，却不能得到上述检测数据；然而本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置，结构简单，可以完成信号的实时传输，并保证了井下测试质量和进度；在避免了测量数据获取的滞后性的同时，也减少了不必要的停机关井，很大程度上保证了钻井作业质量和测试进度。

下面对本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置的具体结构做一下详细说明：

其中，所述底部钻杆A的外层还设置有电池仓17；所述电池仓17用于储放锂电池。需要说明的是，所述锂电池的电池容量10Ah，所述锂电池的电压为10.8V，所述锂电池的最大续航时间为1000小时。

所述底部钻杆A的外层还设置有控制仓18；所述控制仓用于储放直读电路装置；另外，所述顶部钻杆A的外层还设置有天线保护罩19；所述天线保护罩19位于所述天线16顶部。

与此同时，所述底部钻杆的外层侧壁上还设置有第一环形凹槽；所述第一环形凹槽与所述绝缘套管套接配合；即底部钻杆上本身主要用于安装收发器组件；其中收发器组件中的电池仓、控制仓(即内置直读电路装置)、压力传感器、温度传感器均被卡扣在底部钻杆的侧壁卡槽内。

在具体结构中，所述底部钻杆的外层侧壁上沿圆周方向还设置有四个卡槽；四个所述卡槽分别所述电池仓、所述控制仓(即直读电路装置)、所述压力传感器、所述温度传感器卡扣配合；与此同时，所述四个卡槽沿圆周方向间隔设置在所述顶部钻杆的外层侧壁上。

电磁直读装置是一种为钻杆测试提供的新型地层测试技术装置,它采用低频电磁波数据传输原理，把井底压力计数据以低频电磁波的方式实时传送到测试阀上面的信号接收器上，再经过电缆将井底压力计数据传送到地面的计算机。在测试关井恢复压力期间，电磁直读装置带着电缆收发器下入井内并坐落在收发器组件内的接收短节内的停止和接触筒接头上，实现信号连接；通过地面计算机控制，进行压力恢复数据回放与试井解释。现场应用证明，使用电磁直读装置测试技术，可以节省不必要的关井时间,提高测试作业时效，确保取全取准地层测试资料。

本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置的主要特点为：经过现有设备结构经过研究改进，改进后的DST无线直读装置，体积小，重量轻，速率高，可靠性高。主要参数：产品采用了高温元器件，可以适用于恶劣的高温井环境，持续工作温度175℃；体积小重量轻，承载器长度1600mm，通讯速度100bps；通讯距离>200米以上；绝缘电阻<1欧姆；持续工作时间>1000小时；电池容量10Ah，10.8V；单芯电缆距离7km；电缆通讯速率1200bps。

下面对本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置的工作原理做一下简要说明：

参见图1，在测试端的传感器组件中(仪器下节)，carrier为传感器，carrier上有4个短节卡槽，分别卡扣有电池仓，控制仓(即内置直读装置装置)以及压力传感器和温度传感器，短节接口上使用承压水密接头互联，carrier的上端为天线和天线罩。

参见图3，在收发端的收发器组件中(仪器上节)，绝缘短节和停止和接触筒，停止和接触筒其下部为停止环，其内部有接触管，上部为绝缘短节，电缆收发器由单芯测井电缆通过钻杆中心的水孔放到井下，碰到停止环，被卡住，接触簧片收缩在接触管中，保证了良好的接触。Carrier的传感器信号送入电磁直读电路装置，电磁直读电路装置把数据调制为300hz的电磁波，通过天线耦合到钻杆上，上部的电缆收发器头上的接触器簧片接收到钻杆上的信号，通过微小信号接收电路，接收carrier传感器的数据，再通过单芯电缆送至地面的计算机。

其中：优选的，作为一种可实施方案，所述单芯电缆的长度为7-10km，电缆通讯速率为1200bps。所述串口通信包括RS232、RS485总线串口、MODBUS总线接口或CAN总线接口。

很显然，本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置，可以在井下150M距离完成无线信号的通信传输，其通讯技术效果非常显著。

综上所述，本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置，充分体现“绿色环保”概念，DST测井电磁无线直读装置产品采用了航天高科技中的半导体制冷技术，无制冷剂，从而免除了噪音和氟污染，是新一代无污染的环保制冷产品。其携带方便重量轻，体积小，有拉杆以及车轮等结构携带很方便。本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置产品结构简单耐用，耗电少，可使主机箱内的物品长期有效地处于保鲜冷藏状态下。本实用新型实施例提供的DST测井电磁无线直读装置其具有多种实用功能和娱乐功能，以及突出的便携发电制冷功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

包括固定连接在测试阀顶部的收发器组件和固定连接在测试阀底部的传感器组件，其中：

所述传感器组件包括设置在底部钻杆的外层的绝缘套管、电池、直读电路装置、压力传感器、温度传感器；所述绝缘套管的外层底部还设置有天线；所述直读电路装置分别与所述压力传感器、所述温度传感器串口通信连接；所述直读电路装置与所述电池电连接，所述直读电路装置还与所述天线电连接；所述天线与所述底部钻杆的外壁贴合接触；

所述收发器组件包括在顶部钻杆的内层自上而下依次设置的电缆通讯短节、电缆收发器、停止和接触筒、绝缘短节；所述电缆通讯短节的顶端通过单芯电缆电连接计算机，所述电缆通讯短节的底端电连接所述电缆收发器；所述电缆收发器包括接触器簧片，所述电缆收发器上的接触器簧片与所述停止和接触筒的内壁贴合接触，停止和接触筒套接在顶部钻杆上；所述绝缘短节设置在顶部钻杆内壁与所述电缆收发器之间。

2.根据权利要求1所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述底部钻杆的外层还设置有电池仓；所述电池仓用于储放锂电池。

3.根据权利要求2所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述底部钻杆的外层还设置有控制仓；所述控制仓用于储放直读电路装置。

4.根据权利要求1所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述底部钻杆的外层还设置有天线保护罩；所述天线保护罩位于所述天线顶部。

5.根据权利要求1所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述底部钻杆的外层侧壁上还设置有第一环形凹槽；所述第一环形凹槽与所述绝缘套管套接配合。

6.根据权利要求3所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述底部钻杆的外层侧壁上沿圆周方向还设置有四个卡槽；四个所述卡槽分别所述电池仓、所述控制仓、所述压力传感器、所述温度传感器卡扣配合。

7.根据权利要求6所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述四个卡槽沿圆周方向间隔设置在所述底部钻杆的外层侧壁上。

8.根据权利要求2所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述锂电池的电池容量10Ah，所述锂电池的电压为10.8V，所述锂电池的最大续航时间为1000小时。

9.根据权利要求1所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述单芯电缆的长度为7-10km，电缆通讯速率为1200bps。

10.根据权利要求1所述的DST测井电磁无线直读装置，其特征在于，

所述串口通信包括RS232、RS485总线串口、MODBUS总线接口或CAN总线接口。