CN213483102U - 一种井口压力脉冲信号收发系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井口压力脉冲信号收发系统，包括：用于进行井下作业的井下装置、用于产生压力脉冲信号以控制井下装置作业的信号收发装置以及用于向信号收发装置发送操作指令的终端装置，压力脉冲信号以井内的水为载体传递至井下装置，信号收发装置设有用于和终端装置进行无线信号传输的GPRS装置，当GPRS装置接收到终端装置的操作指令时，信号收发装置可执行相应操作。本实用新型利用终端装置远程无线控制井下装置的动作，无需通过通讯电缆，也无需人工去现场操作，大大降低了生产成本，提高了生产效率，减轻了操作人员的劳动强度。因此，本系统的信号传递稳定高效，可有效提高井下装置的智能化控制程度和生产效率。

Description

一种井口压力脉冲信号收发系统

技术领域

本实用新型涉及石油天然气开采技术领域，更具体地说，涉及一种井口压力脉冲信号收发系统。

背景技术

随着电子技术的发展，近些年一些油田相关单位针对注水井中分层配水技术的智能化及自动化进行了研究，在传统的配水方法基础上进行改进，研制出智能配水器，其配水方法是采用在井下的分层配水管柱上对应每个注水层位处装有一个智能配水器，在井口安装井口压力脉冲程控发生器，井口压力脉冲程控发生器通过通讯电缆与计算机相连，其工作过程是：计算机通过通讯电缆向井口压力脉冲程控发生器发送指令信号，井口压力脉冲程控发生器接收到指令信号后，程控发生指令，控制电机运动，电机通过传动装置驱动开关闸阀进行开和关动作，从而在注水井筒内产生对应的压力脉冲信号，该压力脉冲信号以水为载体，传递给井下智能配水器，控制配水器进行配水作业。

其中，井口压力脉冲程控发生器通过通讯电缆与计算机相连，则其工作时具有两种方式：

(a)、将计算机安置在控制室内。由于井口压力脉冲程控发生器安装在井口处，而井口在野外，其距离控制室距离比较远，井口压力脉冲程控发生器的供电以及与计算机的通讯均需要铺设电缆，导致电缆的铺设难度大，成本高昂；

(b)、每次工作时，由人工将计算机带至井口现场，再与井口压力脉冲程控发生器连接，这大大增加了工人的劳动强度，降低了生产效率，增加了生产成本。

综上所述，如何提高井口压力脉冲信号收发系统的操作便捷性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种井口压力脉冲信号收发系统，该系统的信号传递稳定高效，且操作便捷，可有效减轻操作人员的劳动强度和装置生产成本，有效提高井下装置的智能化控制程度和生产效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种井口压力脉冲信号收发系统，包括：用于进行井下作业的井下装置、用于产生压力脉冲信号以控制所述井下装置作业的信号收发装置以及用于向所述信号收发装置发送操作指令的终端装置，所述压力脉冲信号以井内的水为载体传递至所述井下装置，所述信号收发装置设有用于和所述终端装置进行无线信号传输的GPRS装置，当所述GPRS装置接收到所述终端装置的操作指令时，所述信号收发装置可执行相应操作。

优选的，所述信号收发装置包括用于检测所述井下装置上传的温度和压力信号的压力传感器和第一控制电路装置，所述第一控制电路装置用于接收所述压力传感器的检测信号、并对检测信号进行解码操作，所述压力传感器和所述GPRS装置均与所述第一控制电路装置连接。

优选的，所述压力传感器和所述第一控制电路装置通过第一信号数据线连接。

优选的，所述信号收发装置包括与井口连通的进液口、与外界连通的出液口、用于打开或关闭所述出液口的开关阀口、用于控制开关阀口运行的控制阀以及用于控制所述控制阀运行的第二控制电路装置；

所述进液口通过所述开关阀口与所述出液口进行连通或关闭，所述控制阀和所述开关阀口连接，所述控制阀和所述GPRS装置均与所述第二控制电路装置连接。

优选的，所述控制阀为先导电磁阀。

优选的，所述先导电磁阀和所述第二控制电路装置通过第二信号数据线连接。

优选的，所述信号收发装置包括用于提供电能的供电装置。

优选的，所述供电装置为太阳能电池板。

优选的，所述终端装置为设有第一SIM卡的手机，所述GPRS装置设有用于与所述第一SIM卡配合使用的第二SIM卡，所述手机和所述GPRS装置通过短信进行信号传递。

优选的，所述井下装置为智能配水器。

在使用本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统时，通过终端装置向GPRS装置发送操作指令，以控制信号收发装置动作，进而使得信号收发装置在井口产生质量好、可靠性高的压力脉冲信号，该压力脉冲信号通过水介质传递至井下，最终控制井下装置进行井下作业。本实用新型利用终端装置远程无线控制井下装置的动作，无需通过通讯电缆，也无需人工去现场操作，大大降低了生产成本，提高了生产效率，减轻了操作人员的劳动强度。

综上所述，本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统的信号传递稳定高效，且操作便捷，可有效减轻操作人员的劳动强度和降低石油开采成本，有效提高井下装置的智能化控制程度和生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统的结构示意图；

图2为信号收发装置中机械结构部分的示意图；

图3为图2的剖面图；

图4为终端装置远程控制信号收发装置、以启动井下装置井下作业时的手机短信发送及接收界面；

图5为终端装置远程控制信号收发装置、以启动井下装置上传数据时的手机短信发送及接收界面。

图1-图5中：

1为井下装置、2为信号收发装置、3为终端装置、4为GPRS装置、5为压力传感器、6为第一控制电路装置、7为第一信号数据线、8为进液口、9为出液口、10为开关阀口、11为注水管柱、12为控制阀、13为第二控制电路装置、14为第二信号数据线、15为供电装置、16为第一SIM卡。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型的核心是提供一种井口压力脉冲信号收发系统，该系统的信号传递稳定高效，且操作便捷，可有效减轻操作人员的劳动强度和降低石油开采成本，有效提高装置的智能化控制程度和生产效率。

请参考图1至图5，图1为本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统的结构示意图；图2为信号收发装置中机械结构部分的示意图；图3为图2的剖面图；图4为终端装置远程控制信号收发装置、以启动井下装置井下作业时的手机短信发送及接收界面；图5为终端装置远程控制信号收发装置、以启动井下装置上传数据时的手机短信发送及接收界面。

本具体实施例提供了一种井口压力脉冲信号收发系统，包括：用于进行井下作业的井下装置1、用于产生压力脉冲信号以控制井下装置1作业的信号收发装置2以及用于向信号收发装置2发送操作指令的终端装置3，压力脉冲信号以井内的水为载体传递至井下装置1，信号收发装置2设有用于和终端装置3进行无线信号传输的GPRS装置4，当GPRS装置4接收到终端装置3的操作指令时，信号收发装置2可执行相应操作。

需要说明的是，终端装置3向信号收发装置2发送操作指令，该操作指令可以是指终端装置3远程控制信号收发装置2启动，以使信号收发装置2在井口产生压力脉冲信号，继而控制井下装置1的动作。该操作指令也可以是指信号收发装置2接收井下装置1上传的温度、压力等信号后，可对信号进行解码操作，再将数据信号传输至终端装置3。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对井下装置1、信号收发装置2以及终端装置3的型号、类型、结构、位置等进行确定。

还需要说明的是，在使用本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统时，通过终端装置3向GPRS装置4发送操作指令，以控制信号收发装置2动作，进而使得信号收发装置2在井口产生质量好、可靠性高的压力脉冲信号，该压力脉冲信号通过水介质传递至井下，最终控制井下装置1进行井下作业。本实用新型利用终端装置3远程无线控制井下装置1的动作，无需通过通讯电缆，也无需人工去现场操作，大大降低了生产成本，提高了生产效率，减轻了操作人员的劳动强度。

综上所述，本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统的信号传递稳定高效，且操作便捷，可有效减轻操作人员的劳动强度和降低石油开采成本，有效提高井下装置1的智能化控制程度和生产效率。

在上述实施例的基础上，优选的，信号收发装置2包括用于检测井下装置1上传的温度和压力信号的压力传感器5和第一控制电路装置6，第一控制电路装置6用于接收压力传感器5的检测信号、并对检测信号进行解码操作，压力传感器5和GPRS装置4均与第一控制电路装置6连接。

优选的，压力传感器5和第一控制电路装置6通过第一信号数据线7连接。

需要说明的是，当终端装置3向信号收发装置2发送了数据上传的操作指令后，信号收发装置2可以控制井下装置1进行数据上传的动作，井下装置1可启动相应程序，将井下温度、压力等脉冲信息上传至井口处的信号收发装置2，而后，压力传感器5接收到井下温度、压力等信息后，通过第一信号数据线7将这些信息传输至第一控制电路装置6进行解码，解码后的数据通过GPRS装置4传输至终端装置3，使得操作人员可以实时检测和观察井下温度、压力等数据信息。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对压力传感器5、第一控制电路装置6以及第一信号数据线7的型号、类型、结构、位置等进行确定。

在上述实施例的基础上，优选的，信号收发装置2包括与井口连通的进液口8、与外界连通的出液口9、用于打开或关闭出液口9的开关阀口10、用于控制开关阀口10运行的控制阀12以及用于控制控制阀12运行的第二控制电路装置13；进液口8通过开关阀口10与出液口9进行连通或关闭，控制阀12和开关阀口10连接，控制阀12和GPRS装置4均与第二控制电路装置13连接。

优选的，控制阀12为先导电磁阀。

优选的，先导电磁阀和第二控制电路装置13通过第二信号数据线14连接。

需要说明的是，通常在井眼内固定设置注水管柱11，注水管柱是指由地面延伸至井下的一长串管柱，并且，信号收发装置2一般安装在注水管柱11的上部，井下装置1安装在注水管柱11的下部。

当终端装置3向信号收发装置2的GPRS装置4发送了启动操作指令后，GPRS装置4将信号传输至第二控制电路装置13，而后第二控制电路装置13通过第二信号数据线14控制先导电磁阀进行开、关动作，从而驱动开关阀口10打开或关闭井口，从而在井筒内产生一组压力脉冲信号，该压力脉冲信号以井筒内的水为载体，传递给井下装置1，而后，井下装置1中的压力脉冲硬件检测电路检测到压力脉冲信号后，可控制井下装置1进行相应的动作操作。其中，在井筒内产生一组压力脉冲信号，也即是指在注水管柱11内产生一组压力脉冲信号。

还需要说明的是，此处的驱动开关阀口10打开或关闭井口，从而在井筒内产生一组压力脉冲信号，是指当开关阀口10打开时，井内的压力可以从出液口9泄除排出，使得井内压力下降，而当开关阀口10关闭时，出液口9也关闭，使得井内压力上升，故通过打开或关闭井口的操作，即可产生一组压力脉冲信号，该压力脉冲信号会以井筒内的水为载体传递给井下装置1，继而控制井下装置1进行相应操作。

另外，还需要说明的是，将控制阀12设置为先导电磁阀，是因为通过信号收发装置2处的水流量较大，同时先导电磁阀的响应速度快，以便于在井口产生质量好、可靠性高的脉冲信号，并可确保脉冲信号的频率更高，数据传输速度也更快，有利于提高控制操作的准确性和效果。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对进液口8、出液口9、开关阀口10、控制阀12、第二控制电路装置13以及第二信号数据线14的型号、类型、结构、位置等进行确定。

在上述实施例的基础上，优选的，信号收发装置2包括用于提供电能的供电装置15，以确保信号收发装置2的正常运行。

优选的，供电装置15为太阳能电池板。通过利用太阳能电池板为信号收发装置2的电控系统供电，可以确保信号收发装置2的长期稳定运行。可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对供电装置15的型号、类型、结构、位置等进行确定。

在上述实施例的基础上，优选的，终端装置3为设有第一SIM卡16的手机，GPRS装置4设有用于与第一SIM卡16配合使用的第二SIM卡，手机和GPRS装置4通过短信进行信号传递。

需要说明的是，操作人员可以利用手机发送指令短信至信号收发装置2的GPRS装置4的方式，远程控制信号收发装置2的启动，从而在井口产生压力脉冲信号，再控制井下装置1的动作；同时，信号收发装置2可将井下装置1上传的温度、压力等信号解码后，再通过GPRS装置4以短信的方式发送给手机。本装置利用手机远程无线控制井下装置1的动作，无需通过通讯电缆，也无需人工去现场操作，大大降低了生产成本，提高了生产效率，减轻了操作人员的劳动强度；同时，本装置利用手机还可以接收井下装置1上传的井下温度、压力等信息。

优选的，井下装置1为智能配水器。因此，当信号收发装置2产生了压力脉冲信号后，该压力脉冲信号会以水为载体，传递给井下的智能配水器，控制智能配水器进行配水作业。

接下来对本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统的使用过程进行说明。

其中，操作人员利用手机发送启动指令短信，以控制井口处的信号收发装置2启动的步骤如下：

1)、手机编写一条程序启动指令短信，通过手机中的第一SIM卡16，将启动指令发送至GPRS装置4中的第二SIM卡；

2)、GPRS装置4中的第二SIM卡接收到启动指令的短信后，启动控制程序，通过第二信号数据线14控制先导电磁阀进行开、关动作，驱动开关阀口10打开或关闭井口，从而在井筒内产生一组压力脉冲信号；

3)、压力脉冲信号以井筒内的水为载体，传递给井下的智能配水器；

4)、井下的智能配水器中的压力脉冲硬件检测电路检测到压力脉冲信号后，控制智能配水器进行相应的动作操作。

另外，操作人员利用手机接收信号收发装置2发送的信息步骤如下：

1)、手机编写一条数据上传指令短信，通过手机中的第一SIM卡16，将上传指令发送至GPRS装置4中的第二SIM卡；

2)、GPRS装置4中的第二SIM卡接收到上传指令的短信后，启动控制程序，通过第二信号数据线14控制先导电磁阀进行开、关动作，驱动开关阀口10打开或关闭井口，从而在井筒内产生一组压力脉冲信号；

3)、压力脉冲信号以井筒内的水为载体，传递给井下的智能配水器；

4)、井下的智能配水器接收到数据上传的压力脉冲信号后，启动程序，将井下温度、压力等脉冲信息上传至信号收发装置2；

5)、信号收发装置2上的压力传感器5接收到井下温度、压力等信息后，通过第一信号数据线7传输至第一控制电路装置6进行解码；

6)、解码后的数据通过GPRS装置4中的第二SIM卡，以短信的形式传输至手机中。

为了进一步说明本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统的使用过程，接下来对操作的详细过程进行举例说明。

假定手机的第一SIM卡16的号码是“123456789”，GPRS装置4中的第二SIM卡的号码是“987654321”，井下装置1为智能配水器，位于井下第一注水层，现需要对井下第一注水层进行注水，智能配水器的注水口开度调整为“全开”，信号收发装置2安装在井口处的注水管柱11上，则操作步骤如下：

手机编辑短信“模式切换+远程控制”发送至号码为“987654321”的第二SIM卡；

号码为“987654321”的第二SIM卡收到该信息后则回复短信“模式响应+远程控制”至号码为“123456789”的第一SIM卡16上；

手机编辑短信“控制指令+第一层+全开”发送至号码为“987654321”的第二SIM卡；

号码为“987654321”的第二SIM卡收到该信息后则回复短信“控制响应+第一层+全开”至号码为“123456789”的第一SIM卡16上；

手机编辑短信“控制指令+系统启动”发送至号码为“987654321”的第二SIM卡；

号码为“987654321”的第二SIM卡收到该信息后则回复短信“控制响应+系统启动”至号码为“123456789”的第一SIM卡16上，而后，信号收发装置2的电控系统启动程序，并在井口产生一组压力脉冲信号；

该组压力脉冲信号以水为介质，传递至井下的智能配水器；

井下的智能配水器接收到压力脉冲信号后启动工作，对第一注水层位置进行注水作业。

如果需要停止注水作业，则手机编辑短信“控制指令+系统停止”发送至号码为“987654321”的第二SIM卡；

号码为“987654321”的第二SIM卡收到该信息后则回复短信“控制响应+系统停止”至号码为“123456789”的第一SIM卡16，并控制智能配水器停止注水作业。

上述过程的手机短信发送及接收界面如图4所示，图中，右边为手机发送短信，左边为信号收发装置2回复的短信。

另外，如果需要智能配水器将井下第一注水层的温度、压力信息上传并发送至手机，则操作步骤如下：

手机编辑短信“模式切换+远程控制”发送至号码为“987654321”的第二SIM卡；

号码为“987654321”的第二SIM卡收到该信息后则回复短信“模式响应+远程控制”至号码为“123456789”的第一SIM卡16上；

手机编辑短信“控制指令+第一层+上传”发送至号码为“987654321”的第二SIM卡；

号码为“987654321”的第二SIM卡收到该信息后则回复短信“控制响应+第一层+上传”至号码为“123456789”的第一SIM卡16上；

手机编辑短信“控制指令+系统启动”发送至号码为“987654321”的第二SIM卡；

号码为“987654321”的第二SIM卡收到该信息后则回复短信“控制响应+系统启动”至号码为“123456789”的第一SIM卡16上，信号收发装置2的电控系统启动程序，并在井口产生一组压力脉冲信号；

该组压力脉冲信号以水为介质，传递至井下的智能配水器；

井下的智能配水器接收到压力脉冲信号后启动工作，对第一注水层位置的温度、压力信息以压力脉冲的方式上传；

信号收发装置2上的压力传感器5检测到井下所上传的压力脉冲信号后，利用第一信号数据线7传输至第一控制电路装置6进行解码操作；

解码后的数据信号通过号码为“987654321”的第二SIM卡回复短信“第一层+数据上传+1000000000000100”至号码为“123456789”的第一SIM卡16上，其中，数据“1000000000000100”即为井下上传的温度、压力数据。

上述过程的手机短信发送及接收界面如图5所示，图中，右边为手机发送短信，左边为信号收发装置2回复的短信。

还需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一控制电路装置6和第二控制电路装置13、第一信号数据线7和第二信号数据线14、第一SIM卡16和第二SIM卡，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的井口压力脉冲信号收发系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，包括：用于进行井下作业的井下装置(1)、用于产生压力脉冲信号以控制所述井下装置(1)作业的信号收发装置(2)以及用于向所述信号收发装置(2)发送操作指令的终端装置(3)，所述压力脉冲信号以井内的水为载体传递至所述井下装置(1)，所述信号收发装置(2)设有用于和所述终端装置(3)进行无线信号传输的GPRS装置(4)，当所述GPRS装置(4)接收到所述终端装置(3)的操作指令时，所述信号收发装置(2)可执行相应操作。

2.根据权利要求1所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述信号收发装置(2)包括用于检测所述井下装置(1)上传的温度和压力信号的压力传感器(5)和第一控制电路装置(6)，所述第一控制电路装置(6)用于接收所述压力传感器(5)的检测信号、并对检测信号进行解码操作，所述压力传感器(5)和所述GPRS装置(4)均与所述第一控制电路装置(6)连接。

3.根据权利要求2所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述压力传感器(5)和所述第一控制电路装置(6)通过第一信号数据线(7)连接。

4.根据权利要求2所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述信号收发装置(2)包括与井口连通的进液口(8)、与外界连通的出液口(9)、用于打开或关闭所述出液口(9)的开关阀口(10)、用于控制开关阀口(10)运行的控制阀(12)以及用于控制所述控制阀(12)运行的第二控制电路装置(13)；

所述进液口(8)通过所述开关阀口(10)与所述出液口(9)进行连通或关闭，所述控制阀(12)和所述开关阀口(10)连接，所述控制阀(12)和所述GPRS装置(4)均与所述第二控制电路装置(13)连接。

5.根据权利要求4所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述控制阀(12)为先导电磁阀。

6.根据权利要求5所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述先导电磁阀和所述第二控制电路装置(13)通过第二信号数据线(14)连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述信号收发装置(2)包括用于提供电能的供电装置(15)。

8.根据权利要求7所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述供电装置(15)为太阳能电池板。

9.根据权利要求1至6任一项所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述终端装置(3)为设有第一SIM卡(16)的手机，所述GPRS装置(4)设有用于与所述第一SIM卡(16)配合使用的第二SIM卡，所述手机和所述GPRS装置(4)通过短信进行信号传递。

10.根据权利要求1至6任一项所述的井口压力脉冲信号收发系统，其特征在于，所述井下装置(1)为智能配水器。

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