CN103790576A

CN103790576A - 一种石油钻井用mwd无线压力传感器传输装置

Info

Publication number: CN103790576A
Application number: CN201210426221.6A
Authority: CN
Inventors: 王志民; 朱怀军; 刑树村
Original assignee: DONGYING TIANGENG PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DONGYING TIANGENG PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-05-14

Abstract

一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置，包括泥浆泵、井架、立管、探管、电池、脉冲驱动器、脉冲发生器、钻铤、钻井液，还包括压力传感器信号接收检测处理部分、钻机控制房、司钻显示仪信号接收部分，它们为无线连接，压力传感器信号接收检测处理部分包括信号检测模块、电流/电压转换电路、滤波放大电路、模拟/数字转换电路、单片机、发射电路、发射天线，为一体并连接，钻机控制房包括计算机、无线发收模块，为一体并连接，司钻显示仪信号接收部分包括司钻显示仪、无线接收模块、接收天线，为一体并连接，彻底摆脱了有线电缆传输带来的一系列弊病，具有传输速率快、误码率低、移动方便，避免了电缆容易破坏。遭雷击的现象，给施工带来很大方便。

Description

一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置

技术领域

本发明涉及石油、地质勘探、地下盐业、煤田、冶金等各种钻进时随钻地面无线传输信息装置。

技术背景

在现代地下资源、地质工程、矿山、石油、盐业、煤田、冶金、大型水利工程的地质钻进过程中，工程技术人员要及时准确的掌握所钻地层的地质资料、钻孔轨迹、钻进的方位、所钻地层的情况及其信息，工程技术人员会根据井下信息及时作出决策或及时调整，控制井下的钻具按照钻井者的意愿进行工作，为达到这一目的，工程技术人员就要解决钻进信息的传输问题。

目前钻井信息的传输，特别是地面的钻井信息基本上都是采用有线传输，也就是连接电缆，当钻井数据信息通过压力波从地下传输到地面的高压立管，再通过压力传感器，也就是信号检测模块，检测高压立管压力波动的变化，通常所接收的高压立管压力波信号是通过有线电缆传输到控制机房，但是这种有线电缆传输方式在野外施工现场使用中存在很多缺点和不足：

1. 信号线经过远距离传输后导致信号的衰减和失真，还容易受到杂波干扰导致误码。

2. 由于在野外施工，电缆传输容易引起雷击，损坏设备，严重者引起火灾和触电事故。

3. 由于钻机在作业中处于振动状态，电缆容易磨损，导致漏点和接触不良，影响施工效率。

4. 有线电缆给现场施工带来安装和拆卸过程中的诸多不便。

发明内容

本发明为了克服上述缺点和不足，采用地面无线传输方式，彻底摆脱了有线电缆传输带来的一系列弊病，具有传输速率快，误码率低，移动方便，避免了电缆线容易破损和易遭雷击的现象，同时给野外施工作业带来很大的方便。本发明的目的就是为地质勘探、石油、煤田、冶金等钻井现场提供一种石油钻井用MWD无线压力传感器无线传输装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种石油钻井用MWD无线压力传感器无线传输装置，包括泥浆泵、井架、立管、井下部分和井上部分，井下部分有探管、电池、脉冲驱动器、脉冲发生器、钻铤、钻井液，其特征在于井上部分包括压力传感器信号接收检测处理部分、钻机控制房、司钻显示仪信号接收部分，它们为无线连接，压力传感器信号接收检测处理部分包括信号检测模块、电流/电压转换电路、滤波放大电路、模拟/数字转换电路、单片机、发射电路、发射天线，它们为一体并连接，钻机控制房包括计算机、无线收发模块，它们为一体并连接，司钻显示仪信号接收部分包括司钻显示仪、无线接收模块、接收天线，它们为一体并连接，无线收发模块一端与压力传感器信号接收检测处理部分无线连接，另一端与计算机有线连接，接收天线一端与钻机控制房无线连接，另一端与司钻显示仪有线连接。

本发明的有益效果，因地面传输采用无线传输方式，彻底摆脱了有线电缆传输带来的一系列弊病，具有传输速率快，误码率低，移动方便，避免了电缆线容易破损和易遭雷击的现象，同时给野外施工作业带来很大的方便。

附图说明

图1：一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置结构示意图

图2：一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置使用状态示意图

图中： 1-泥浆泵 2-压力传感器信号接收检测处理部分 3-司钻显示仪信号接收部分 4-钻机控制房 5-钻井液 6-脉冲发生器 7-脉冲驱动器 8-电池 9-探管 10- 立管 11-钻铤 12-井架

具体实施方式

现结合说明书附图，图1，图2，对本发明作进一步的描述。一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置,它包括泥浆泵1、井架12、立管10、井下部分和井上部分组成，井下部分包括探管 5、钻井液9、电池8、脉冲驱动器7、脉冲发生器6、钻铤11，井上部分包括泥浆泵1、立管10压力传感器信号接收检测处理部分2、司钻显示仪信号接收部分3、钻机控制房4。

在钻井过程中，当用机械的方式瞬时堵塞或开启泥浆流动通道以产生液压脉冲的方式，井下探管的加速度传感器和磁通门传感器检测到的井斜、方位、重力工具面等一系列信息进行编码后，在井下探管cpu的控制下，结合泥浆泵1泵序，脉冲驱动器7驱动泥浆脉冲发生器6工作，将井下的测量信息以泥浆压力波的形式沿管壁传到立管10处的压力传感器信号接收检测处理部分2，压力传感器信号接收检测处理部分2首先接到信号的是信号检测模块，进行电流/电压变换、放大滤波、模拟/数字转换、在单片机的控制下通过发射电路、发射天线将信息发射到钻机控制房4, 钻机控制房4无线收发模块接到信息后一方面将接收到的信息进行解码，并在计算机上显示；另一方面通过无线收发模块将该信息发送给司钻显示仪信号接收部分3进行终端显示，便于司钻技术工作人员根据这些数据及时修正钻井轨迹。

压力传感器信号接收检测处理部分2，包括信号检测模块、电流/电压转换电路、滤波放大电路、模拟/数字转换电路、单片机、发射电路、发射天线。信号检测模块主要由压力传感器构成，压力传感器接收到泥浆脉冲信号后，输出4mA-20mA的电流信号，经过电流/电压转换电路后，输出电压信号，再进入滤波放大电路，滤除3Hz以上的高频信号和脉动直流信号后的电压信号送给模拟/数字转换电路，经单片机进行处理后通过发射电路及发射天线发射到钻机控制房4。

钻机控制房4包括计算机、无线收发模块，无线收发模块一方面接收来自压力传感器信号检测处理部分2发送的信号，通过计算机将该信号进行译码处理并在计算机上进行显示，另一方面传给司钻显示仪信号接收部分3。

司钻显示仪信号部分3包括司钻显示仪、无线接收模块、接收天线，接收天线接收到信号后经无线接收模块送给司钻显示仪，司钻显示仪最终动态显示出井下探管传感器检测到的信息，地面工程技术人员可根据这些信息对钻井轨迹进行控制。

Claims

1.一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置，包括泥浆泵（1）、井架（12）、立管（10）、井下部分和井上部分，井下部分有探管（9）、电池（8）、脉冲驱动器（7）、脉冲发生器（6）、钻铤（11）、钻井液（5），其特征在于井上部分包括压力传感器信号接收检测处理部分（2）、钻机控制房（4）、司钻显示仪信号接收部分（3），它们为无线连接，压力传感器信号接收检测处理部分（2）包括信号检测模块、电流/电压转换电路、滤波放大电路、模拟/数字转换电路、单片机、发射电路、发射天线，它们为一体并连接；钻机控制房（4）包括计算机、无线收发模块，它们为一体连接，司钻显示仪信号接收部分（3）包括司钻显示仪、无线接收模块、接收天线，它们为一体并连接。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置，其特征在于无线收发模块一端与压力传感器信号接收检测处理部分（2）无线连接，另一端与计算机串口连接。

3.根据权利要求1所述的一种石油钻井用MWD无线压力传感器传输装置，其特征在于接收天线一端与钻机控制房（4）无线连接，另一端与司钻显示仪串口连接。