CN107795318B - 一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法 - Google Patents
一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107795318B CN107795318B CN201610808313.9A CN201610808313A CN107795318B CN 107795318 B CN107795318 B CN 107795318B CN 201610808313 A CN201610808313 A CN 201610808313A CN 107795318 B CN107795318 B CN 107795318B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- memory
- contact
- storage bin
- circuit board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims description 19
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 182
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 159
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 55
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 34
- 101000908580 Homo sapiens Spliceosome RNA helicase DDX39B Proteins 0.000 claims description 20
- 102100021298 b(0,+)-type amino acid transporter 1 Human genes 0.000 claims description 20
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/26—Storing data down-hole, e.g. in a memory or on a record carrier
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明提供了一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法,属于油气开发与勘探领域。该装置包括存储仓以及设置在存储仓外部的随钻仪器电路板;所述存储仓安装在钻铤内;在所述存储仓的内腔中放置有推压板,在推压板的下方放置有至少一个微存储器;在所述存储仓的内壁上设置有第一存储仓触点、第二储存仓触点;在所述存储仓的壁上开有第一存储仓触点引线孔、第二存储仓触点引线孔,第一存储仓触点引线的一端与第一存储仓触点连接,另一端穿出第一存储仓触点引线孔后与随钻仪器电路板连接,第二存储仓触点引线的一端与第二存储仓触点连接,另一端穿出第一存储仓触点引线孔后与随钻仪器电路板连接;在所述微存储器的内部设置有微存储器电路板。
Description
技术领域
本发明属于油气开发与勘探领域,具体涉及一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法,用于随钻井下数据上传到地面。
背景技术
随钻测井与常规电缆测井的主要区别在于其数据采集的实时性,地层数据是在钻井液有轻微入侵或没有入侵的情况下获得的,因而更接近原状地层。在钻井的同时完成地层数据的测试、传输到地面、现场分析、解释,不但节约了钻井周期,而且可以指导钻井,调节钻井轨迹,完善钻井进程因此。井底的信号如何传输到地面是随钻测井技术的一个关键环节,同时也是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”之一。
目前随钻测井根据数据传输与否分为有线方式和无线式。实时传输方式是通过各种有线或无线的数据传输方式把随钻测量的数据及时传输到地面。这种方式对指导钻井,特别是钻井时的地质导向有着非常重要的意义,但是目前各种数据传输都难以达到把井下大量数据及时有效的传输到地面。
有线传输方式包括电缆传输方式、光纤传输方式和钻杆传输方式。论文1(《智能钻柱信息及电力传输***的研究,石油钻探技术》,2006,34(5):10-13.):电缆随钻信号传输的方法是在钻杆内部下入铠装电缆,传输信号。随着钻井深度的加深,加接单根时必须提出电缆和随钻仪器,或者是预先将电缆线穿插在钻杆内孔中。论文2(《随钻数据传输新技术》.石油仪器,2004,18(6):26-31.):光纤传输方式是将具有保护层的光纤下入到井里,从底部随钻仪器连接到地面。光纤的作用与电缆一样。论文3(《旋转导向钻井技术发展现状及展望》.石油机械,2006,34(4):66-70):钻杆传输方式是将导体安装在钻杆内使其成为钻杆整体的一部分。装在钻杆接头的专用连接模块使整个钻柱形成电信号通道,实现数据传输。以上这些方式由于采用有线连接,其优势在于传输速度非常快,远高于无线方式。但是电缆、光纤、专用钻杆连接器都需安装在整个井筒,而钻井时,钻杆在高速旋转,以上这些都极易损坏。因此这些现有技术多存在共同的缺点可靠性差、制作工艺相对复杂,并且经常影响正常钻井过程。以上这些现有技术在实际随钻测井生产过程中应用较少。
无线传输方式包括泥浆(即钻井液)脉冲、电磁波和声波三种。其中泥浆脉冲和电磁波方式已经应用到实际随钻测井生产,以泥浆脉冲式使用最为广泛。专利1(《一种用于随钻测量的高速传输发射装置》,公开号:201020298582.3):泥浆脉冲信号发生器主要由泄流阀门或者节流阀构成,当阀门打开和关闭状态时,由钻柱内流向环空的钻井液流速产生变化,就会引起钻杆内的钻井液压力波产生一系列的脉冲,通过打开和关闭阀门把数据加载到这些脉冲上,就可以把数据传输到地面。但泥浆波相当于机械波,其调制方式使其速率受到很大限制,目前技术报道的最高传输速度也只能达到每秒几十位的数据,难以满足井下测量数据的快速上传。专利2(《一种随钻测量的电磁波信号传输方法及***》,公开号:102251769A):电磁波随钻测量以地层为传输介质或以钻柱为传输导体。井下仪器将测量的数据调制到电磁波载波上,由电磁波发射器在井下发射出去,经过着各种通道传输到地面。地面检波器将检测到的调制了测量数据的电磁波信号,经过处理电路把测量数据解调出来。文献3(《声波传输测试技术在油田的应用》.测控技术,2005,24(11):76278):是利用声波或地震波经过钻杆或地层来传输信号。声波发射***安装在钻杆上,***将各种测量数据调制到声波振动信号上,沿钻杆传输到地面,被安装在地面的声波接收***接收,解调出来。声波传输和电磁波传输一样,不需要泥浆循环,实现方法简单、成本低。而其缺点是衰减太快,受环境影响很大,井眼产生的低强度信号和由钻井设备产生的声波和电磁波干扰,使探测信号非常困难,且传输速度较慢。专利3(《一种释放式随钻井下数据上传方法与***》,公开号:201310191269.8)如图1所示,提出了一种通过在钻铤上存放微存储器的方式,包括:微型无线收发模块10、地面接收装置12、井架20、钻机30、钻杆40、钻头50、水眼51、钻柱内流体通道60、随钻投掷工具62、随钻测量工具65、井眼70和环空80,钻铤内读写***通过无线方式将随钻测量的数据转存到微存储器,然后定期或不定期释放微存储器,微存储器进环空跟随泥浆返回地面,也把数据带回地面。由于井下的特殊环境、尺寸限制、钻铤都是采用金属材料,无线方式的数据转存方式的数据传输效率大打折扣。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题,提供一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法,将该微存储器预先存在随钻工具上,随钻工具定时向环空投掷该微存储器,该微存储器返回地面,把井下数据带回到地面,实现随钻井下数据的快速上传。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种井下释放的触点式微型数据转存装置,包括存储仓以及设置在存储仓外部的随钻仪器电路板;所述存储仓安装在钻铤内;
在所述存储仓的内腔中放置有推压板,在推压板的下方放置有至少一个微存储器;
在所述存储仓的内壁上设置有第一存储仓触点、第二储存仓触点;在所述存储仓的壁上开有第一存储仓触点引线孔、第二存储仓触点引线孔,第一存储仓触点引线的一端与第一存储仓触点连接,另一端穿出第一存储仓触点引线孔后与随钻仪器电路板连接,第二存储仓触点引线的一端与第二存储仓触点连接,另一端穿出第一存储仓触点引线孔后与随钻仪器电路板连接;
在所述微存储器的内部设置有微存储器电路板;在所述微存储器上设置有第一微存储器触点和第二微存储器触点,第一微存储器触点引线的一端与第一微存储器触点连接,另一端与微存储器电路板连接,第二微存储器触点引线的一端与第二微存储器触点连接,另一端与微存储器电路板连接。
位于最下面的微存储器被卡在第一存储仓触点和第二储存仓触点的位置,使得第一存储仓触点和第一微存储器触点相接触,第二存储仓触点和第二微存储器触点相接触;
第一存储仓触点引线、第一存储仓触点、第一微存储器触点、第一微存储器触点引线构成第一条传输线路,第二存储仓触点引线、第一存储仓触点、第二微存储器触点、第二微存储器触点引线构成第二条传输线路;通过这两条传输线路,随钻仪器电路板和微存储器电路板相连。
所述存储仓为圆柱体结构,其内部为空腔,其上端通过堵头和密封圈密封,下端与导流通道连通,微存储器能够通过存储仓的下端进入导流通道,然后进入井筒的环空;
在推压板的上方的存储仓的壁上开有存储仓钻井液引入孔;
在钻铤的壁上开有钻铤壁钻井液引入孔,该孔与钻铤内通道连通,在该孔内设置有控制阀,所述控制阀的控制引线经过存储仓外壁上的布线槽与随钻仪器电路板连接;钻铤壁钻井液引入孔与存储仓壁上的存储仓钻井液引入孔连通;钻井液能够依次通过钻铤壁钻井液引入孔和存储仓钻井液引入孔进入推压板上方的存储仓的内腔中。
第一存储仓触点引线和第二存储仓触点引线均通过高压插针安装在存储仓的壁上,所述高压插针的一端连接到存储仓内腔,另一端连接到存储仓外侧。
所述第一存储仓触点、第二储存仓触点、第一微存储器触点和第二微存储器触点均为凸起结构;
第一微存储器触点的最外侧到第二微存储器触点的最外侧的距离大于第一存储仓触点的最内侧到第二储存仓触点的最内侧的距离;在没有压力或压力较小时,第一微存储器触点和第一存储仓触点接触,第二微存储器触点和第二存储仓触点接触,微存储器不能通过第一存储仓触点和第二存储仓触点,当压力达到设定值时,微存储器能够通过第一存储仓触点和第二存储仓触点。
在钻铤内设有电子仓,随钻仪器电路板放置在该电子仓内;
所述存储仓内位于推压板下方的腔中充满不导电的机油。
通过环氧树脂将微存储器电路板、第一微存储器触点和第二微存储器触点封装在一起;
第一微存储器触点和第二微存储器触点位于微存储器的表面,实现电路连接。
所述随钻仪器电路板包括:随钻仪器的微控制器、随钻仪器的485串口模块、随钻仪器的存储器、上拉电阻R1、下拉电阻R2;
所述随钻仪器的存储器通过I2C总线连接到随钻仪器的微控制器;随钻仪器的微控制器通过UART总线连接到随钻仪器的485串口模块;随钻仪器的485串口模块的A口连接到第一存储仓触点引线;
在所述存储仓的外壁设计有布线槽,第一存储仓触点引线经过存储仓外壁的布线槽与随钻仪器的485串口模块的A口连接;
钻仪器的485串口模块的B口连接到第二存储仓触点引线;
所述上拉电阻R1的一端连接到电源VCC,另一端连接到随钻仪器的485串口模块的A口;
所述下拉电阻R2的一端连接到地GND,另一端连接到随钻仪器的485串口模块133的B口;
随钻仪器电路板的电源VCC通过上拉电阻R1和接电源二极管D1连接到微存储器电路板的VDD;
随钻仪器电路板的地GND通过下拉电阻R2和接地二极管D2连接到微存储器电路板的VSS;
随钻仪器电路板的电源VCC和地GND,通过上拉电阻R1、接电源二极管D1、下拉电阻R2、接地二极管D2与微存储器电路板的电源VDD和地VSS,即微存储器电路板的可充电电池BAT1两端构成回路,可充电电池BAT1的电量消耗,立即就会被随钻仪器电路板的电源VCC和地GND充电。
所述上拉电阻R1和下拉电阻R2的阻值为500欧母。
所述微存储器电路板包括:微存储器的微控制器、微存储器的485串口模块、微存储器的存储器、接电源二极管D1、接地二极管D2、可充电纽扣电池BAT1;
所述微存储器的存储器通过I2C总线连接到微存储器的微控制器;微存储器的微控制器通过UART总线连接到微存储器的485串口模块;
微存储器的485串口模块的A口连接到第一微存储器触点引线;
微存储器的485串口模块的B口连接到第二微存储器触点引线;
接电源二极管D1的一端连接到电源VCC,另一端连接到微存储器的485串口模块的A口;
接地二极管D2的一端连接到地GND,另一端连接到微存储器的485串口模块的B口;
可充电纽扣电池BAT1一端连接到电源VCC,另一端连接到VSS;
所述微存储器电路板为圆形板,微存储器的微控制器、微存储器的485串口模块、微存储器的存储器、接电源二极管D1、接地二极管D2、可充电电池BAT1均采用微型封装,正反两面焊接,可充电电池BAT1采用叠层安装。
微存储器的微控制器采用MSP430G2553的TSSOP封装,微存储器的485串口模块采用uMAX封装、微存储器的存储器采用at24cm01的QFN封装,接电源二极管D1和接地二极管D2采用0402封装,可充电电池BAT1采用可充电纽扣电池。
利用上述装置实现的数据转存方法如下:
当微存储器电路板的可充电电池BAT1被充电以后,微存储器的485串口模块从随钻仪器电路板的485串口模块下载数据,即把随钻仪器电路板的存储器中随钻测量的数据下载到微存储器的存储器当中;
当随钻仪器电路板内的微处理器完成与微存储器的数据转存以后,通过控制阀的控制引线打开控制阀,钻铤内的钻井液经过钻铤壁钻井液引入孔、控制阀和存储仓钻井液引入孔,进入存储仓内腔并推动推压板向下运动,进而将最下面的完成数据传输的微存储器挤出,并通过导流通道进入井筒的环空;
继续打开控制阀,直到检测到另一个微存储器卡在第一存储仓触点和第二储存仓触点的位置;
立即关闭控制阀,开始新一轮的数据传输。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明解决了现有的各种微存储器无法满足:井下的特殊环境、尺寸限制、微存储器与钻铤内读写***的传输方式等等要求的难题。按照本发明所设计的实施例为例,所设计的触点微存储器的容量为1Mbit。随钻释放工具释放一个微存储器就可以完成1Mbit的数据传输,这就相当于现有技术中最常用的泥浆脉冲器,其传输速度一般为1bit/s,所以一个微存储器传输的数据相当于泥浆脉冲器传输11天的数据。而且可以根据需要传递的数据量,增加据微存储器个数,或者采用多个随钻投掷短节级联增加数据传输能力。这样的数据传输量是泥浆脉冲器无法达到的,完全可以解决现有的随钻声波、随钻伽马成像、随钻电阻率成像的数据传输要求。
附图说明
图1是现有技术的释放传输方法的原理图。
图2示出本发明的实施例的一个结构示意图。
图3示出本发明的实施列的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
现有技术缺乏快速、低成本的手段把井下数据传输到地面,难以满足目前随钻测井的需求。
本发明设计的用于井下释放的触点式微型数据转存装置包括:结构部分和电路部分。需要这两部分协同工作,才能实现数据从随钻短节转移到微型数据存储器如图1所示,本实施例是一种用于释放式随钻数据传输方式的触点式微型存储器,图1中包括触点式微型存储器10、地面接收装置12、井架20、钻机30、钻杆40、钻头50、水眼51、钻柱内流体通道60、随钻投掷短节62、随钻测量工具65、井眼70、环空80。
图2为实施例的一个结构示意图。其中结构部分包括:存储仓110、固定在存储仓内壁上的第一存储仓触点115、第二储存仓触点116、第一存储仓触点引线孔111、第一存储仓触点引线113、第二存储仓触点引线孔112、第二存储仓触点引线114、随钻仪器电路板130、微存储器120、第一微存储器触点121、第二微存储器触点122、第一微存储器触点引线123、第二微存储器触点引线124、推压板150,存储仓钻井液引入孔172,钻铤壁钻井液引入孔171,控制阀180,控制阀控制引线181,控制阀控制引线181从存储仓外壁的布线槽走线出来以后,经过走线进入电子仓和电路板130连接。随钻投掷短节内(随钻投掷短节是由钻铤加工出来的,或者说是一种专用的钻铤)还有电子仓,用来放置电路板130。
所述存储仓110为圆柱体结构,圆柱体内部为空腔,上端通过堵头和密封圈密封,下端接到导流通道,微存储器可以通过下端进入导流通道,然后进入井筒的环空80。空腔内用于放置微存储器。引线孔内的引线113通过高压插针连接,高压插针本身就有密封效果,高压插针一端连接到存储仓内腔,一端连接到存储仓外侧。
第一存储仓触点115和第二储存仓触点116,都是凸起的结构,第一微存储器触点121和第二微存储器触点122也是凸起的结构。在尺寸设计的时候,121到122的外径略大于115到116的内径。在没有压力或压力较小时,121和115接触,122和116接触,但是微存储器120不能挤过去。当压力达到一定的数值时(这个数值根据钻铤内外的压差来确定),微存储器120可以挤过115和116触点。
整个微存储器120还包括环氧树脂封装材料,使用环氧树脂封装材料对微存储器的电路***进行封装。封装完成后即可以保护微存储器120的电路***,微存储器120的两个触点在微存储器的表面,实现电路连接。
如图3所示,其电路部分包括:随钻仪器电路板130、微存储器电路板140。
随钻仪器电路板包括130:随钻仪器的微控制器132、随钻仪器的485串口模块133、随钻仪器的存储器131、上拉电阻R1、下拉电阻R2。
随钻仪器电路板130内部电路的连接关系如下:随钻仪器的存储器131通过I2C总线连接到随钻仪器的微控制器132。随钻仪器的微控制器132通过UART总线连接到随钻仪器的485串口模块133。随钻仪器的485串口模块133的A口连接到第一存储仓触点引线113,在存储仓外壁设计有布线槽,引线113从存储仓外壁的布线槽走线出来以后,经过走线进入电子仓连接到130。钻仪器的485串口模块133的B口连接到第二存储仓触点引线114,113、114引线的另一端分别连接到对应的存储仓触点。上拉电阻R1的一端连接到电源VCC,另外一端连接到随钻仪器的485串口模块133的A口。下拉电阻R2的一端连接到地GND,另外一端连接到随钻仪器的485串口模块133的B口。
其中上拉电阻R1和下拉电阻R2的阻值为500欧母。这样既可以实现达到一定的充电电流,又不会影响随钻仪器的485串口模块133输出的电平高低。随钻仪器的微控制器132、随钻仪器的485串口模块133、随钻仪器的存储器131这三个芯片采用成熟的商业芯片即可。
微存储器电路板140包括:微存储器的微控制器142、微存储器的485串口模块143、微存储器的存储器141、接电源二极管D1、接地二极管D2、可充电纽扣电池BAT1。141、142、143采用成熟的商业芯片即可。
微存储器的电路板140为直径10厘米的圆形板(也可以采用其它尺寸,只要圆形板的可以安装在微存储器内部即可),尺寸空间非常有限。因此以上这些芯片、二极管、电池都采用微型封装,而且正反两面焊接,电池采用叠层安装。
微存储器的微控制器142采用MSP430G2553的TSSOP封装,微存储器的485串口模块143采用uMAX封装、微存储器的存储器141采用at24cm01的QFN封装,接电源二极管D1和接地二极管D2采用0402封装。可充电纽扣电池BAT1采用直径6.8CM的纽扣电池(6.8厘米只是一种钮扣电池的标准尺寸,也可以采用其它尺寸,只要能够安装在微存储器内的电池都可以)。
微存储器电路板140内部电路的连接关系如下:微存储器的存储器141通过I2C总线连接到微存储器的微控制器142。微存储器的微控制器142通过UART总线连接到微存储器的485串口模块143。微存储器的485串口模块143的A口连接到第一微存储器触点引线123。钻仪器的485串口模143块的B口连接到第二微存储器触点引线124。接电源二极管D1的一端连接到电源VCC(图3中的VCC和VDD都表示电路中电源的正端,VSS和GND表示电路中电源的负端或者说地端。分别使用VCC和VDD,VSS和GND),另外一端连接到微存储器的485串口模块143的A口。接地二极管D2的一端连接到地GND,另外一端连接到微存储器的485串口模块143的B口。两个触点引线的另一端分别连接微存储器触点。
存储仓110内充满不导电的机油,当整个装置下到井底时保持压力平衡。存储仓110内存放1个或1个以上的微存储器120,最下面的微存储器120被卡在第一存储仓触点115和第二储存仓触点116的位置,使得第一存储仓触点115和第一微存储器触点121相接触,第二存储仓触点116和第二微存储器触点122相接触。这样随钻仪器电路板130通过:
第一存储仓触点引线113、第一存储仓触点115、第一微存储器触点121、第一微存储器触点引线123,构成第一条传输线路。
第二存储仓触点引线114、第一存储仓触点116、第二微存储器触点122、第二微存储器触点引线124,构成第二条传输线路。
通过这两条传输线路,随钻仪器电路板130和微存储器电路板140相连。虽然可以设计2个以上的触点和连线,形成更多的传输线路,但是考虑到结构复杂和可靠性。最优的设计选择2条传输线路。
一个存储仓内可以设置多个微存储器。存储仓安装在随钻投掷短节内。当一个存储仓不够用了,可以采用多个随钻投掷短节级联,也就是设置多个存储仓。
本实施例另外一个特点,就是利用两条传输线路,既完成电能的传输,又完成数据的传输。实现方式如下:
当上述的两条传输线路建立以后,
随钻仪器电路板130的电源VCC通过上拉电阻R1和接电源二极管D1连接到微存储器电路板140的VDD。
随钻仪器电路板130的地GND通过下拉电阻R2和接地二极管D2连接到微存储器电路板的VSS。
由于二极管的正向导通原理。随钻仪器电路板130的电源VCC和地GND,通过上拉电阻R1、接电源二极管D1、下拉电阻R2、接地二极管D2对微存储器电路板140的电源VDD和地VSS,即微存储器电路板140的可充电电池BAT1两端构成回路,可充电电池BAT1的电量消耗,立即就会被随钻仪器电路板130的电源VCC和地GND充电。
由于二极管的反向截止原理。微存储器的电源VDD不会影响微存储器的485串口模块143的A口,微存储器电路板130的地VSS不会影响微存储器的485串口模块143的B口。
按照上述设计通过利用两条传输线路,既完成电能的传输,又完成数据的传输。
本发明的数据转存的过程如下:
当微存储器电路板140的可充电电池BAT1被充电以后,微存储器的485串口模块143从随钻仪器电路板的485串口模块133下载数据,即把随钻仪器电路板的存储器131中随钻测量的数据下载到微存储器的存储器141当中;
当电路板130内的微处理器完成与微存储器120的数据转存以后,通过控制阀控制引线181打开控制阀180,由于钻铤100内通道(钻铤的壁厚一般为20CM以上,钻铤内通道是指钻井液通道。在钻铤的厚壁内开腔,把存储仓安装在钻铤的厚壁内腔。)的压力大于钻铤外(也就是环空)的压力,所以钻铤内通道的钻井液经过钻铤壁钻井液引入孔171,控制阀180和存储仓钻井液引入孔172,进入存储仓110内腔并推动推压板150向下运动,由此将最下面的完成数据传输的微存储器120挤出并通过导流通道进入井筒的环空80;
此时继续打开控制阀180,直到检测到又一个微存储器120卡在第一存储仓触点115和第二储存仓触点116的位置。
此时立即关闭控制阀180,开始新一轮的数据传输。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式,对于本领域内的技术人员而言,在本发明公开了应用方法和原理的基础上,很容易做出各种类型的改进或变形,而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法,因此前面描述的方式只是优选的,而并不具有限制性的意义。
Claims (10)
1.一种井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:所述装置包括存储仓以及设置在存储仓外部的随钻仪器电路板;所述存储仓安装在钻铤内;
在所述存储仓的内腔中放置有推压板,在推压板的下方放置有至少一个微存储器;
在所述存储仓的内壁上设置有第一存储仓触点、第二储存仓触点;在所述存储仓的壁上开有第一存储仓触点引线孔、第二存储仓触点引线孔,第一存储仓触点引线的一端与第一存储仓触点连接,另一端穿出第一存储仓触点引线孔后与随钻仪器电路板连接,第二存储仓触点引线的一端与第二存储仓触点连接,另一端穿出第一存储仓触点引线孔后与随钻仪器电路板连接;
在所述微存储器的内部设置有微存储器电路板;在所述微存储器上设置有第一微存储器触点和第二微存储器触点,第一微存储器触点引线的一端与第一微存储器触点连接,另一端与微存储器电路板连接,第二微存储器触点引线的一端与第二微存储器触点连接,另一端与微存储器电路板连接;
所述存储仓的内部为空腔,其上端通过堵头和密封圈密封,下端与导流通道连通,微存储器能够通过存储仓的下端进入导流通道,然后进入井筒的环空;
在推压板的上方的存储仓的壁上开有存储仓钻井液引入孔;
在钻铤的壁上开有钻铤壁钻井液引入孔,所述钻铤壁钻井液引入孔与钻铤内通道连通,在所述钻铤壁钻井液引入孔内设置有控制阀;
钻铤壁钻井液引入孔与存储仓壁上的存储仓钻井液引入孔连通;钻井液能够依次通过钻铤壁钻井液引入孔和存储仓钻井液引入孔进入推压板上方的存储仓的内腔中。
2.根据权利要求1所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:位于最下面的微存储器被卡在第一存储仓触点和第二储存仓触点的位置,使得第一存储仓触点和第一微存储器触点相接触,第二存储仓触点和第二微存储器触点相接触;
第一存储仓触点引线、第一存储仓触点、第一微存储器触点、第一微存储器触点引线构成第一条传输线路,第二存储仓触点引线、第一存储仓触点、第二微存储器触点、第二微存储器触点引线构成第二条传输线路;通过这两条传输线路,随钻仪器电路板和微存储器电路板相连。
3.根据权利要求2所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:所述存储仓为圆柱体结构;
所述控制阀的控制引线经过存储仓外壁上的布线槽与随钻仪器电路板连接。
4.根据权利要求3所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:所述第一存储仓触点、第二储存仓触点、第一微存储器触点和第二微存储器触点均为凸起结构;
第一微存储器触点的最外侧到第二微存储器触点的最外侧的距离大于第一存储仓触点的最内侧到第二储存仓触点的最内侧的距离;在没有压力或压力较小时,第一微存储器触点和第一存储仓触点接触,第二微存储器触点和第二存储仓触点接触,微存储器不能通过第一存储仓触点和第二存储仓触点,当压力达到设定值时,微存储器能够通过第一存储仓触点和第二存储仓触点;
第一存储仓触点引线和第二存储仓触点引线均通过高压插针安装在存储仓的壁上,所述高压插针的一端连接到存储仓内腔,另一端连接到存储仓外侧。
5.根据权利要求4所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:在钻铤内设有电子仓,随钻仪器电路板放置在该电子仓内;
所述存储仓内位于推压板下方的腔中充满不导电的机油。
6.根据权利要求5所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:通过环氧树脂将微存储器电路板、第一微存储器触点和第二微存储器触点封装在一起;
第一微存储器触点和第二微存储器触点位于微存储器的表面,实现电路连接。
7.根据权利要求6所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:所述随钻仪器电路板包括:随钻仪器的微控制器、随钻仪器的485串口模块、随钻仪器的存储器、上拉电阻R1、下拉电阻R2;
所述随钻仪器的存储器通过I2C总线连接到随钻仪器的微控制器;随钻仪器的微控制器通过UART总线连接到随钻仪器的485串口模块;随钻仪器的485串口模块的A口连接到第一存储仓触点引线;
在所述存储仓的外壁设计有布线槽,第一存储仓触点引线经过存储仓外壁的布线槽与随钻仪器的485串口模块的A口连接;
钻仪器的485串口模块的B口连接到第二存储仓触点引线;
所述上拉电阻R1的一端连接到电源VCC,另一端连接到随钻仪器的485串口模块的A口;
所述下拉电阻R2的一端连接到地GND,另一端连接到随钻仪器的485串口模块133的B口;
随钻仪器电路板的电源VCC通过上拉电阻R1和接电源二极管D1连接到微存储器电路板的VDD;
随钻仪器电路板的地GND通过下拉电阻R2和接地二极管D2连接到微存储器电路板的VSS;
随钻仪器电路板的电源VCC和地GND,通过上拉电阻R1、接电源二极管D1、下拉电阻R2、接地二极管D2与微存储器电路板的电源VDD和地VSS,即微存储器电路板的可充电电池BAT1两端构成回路,可充电电池BAT1的电量消耗,立即就会被随钻仪器电路板的电源VCC和地GND充电;
所述上拉电阻R1和下拉电阻R2的阻值为500欧母。
8.根据权利要求7所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:所述微存储器电路板包括:微存储器的微控制器、微存储器的485串口模块、微存储器的存储器、接电源二极管D1、接地二极管D2、可充电纽扣电池BAT1;
所述微存储器的存储器通过I2C总线连接到微存储器的微控制器;微存储器的微控制器通过UART总线连接到微存储器的485串口模块;
微存储器的485串口模块的A口连接到第一微存储器触点引线;
微存储器的485串口模块的B口连接到第二微存储器触点引线;
接电源二极管D1的一端连接到电源VCC,另一端连接到微存储器的485串口模块的A口;
接地二极管D2的一端连接到地GND,另一端连接到微存储器的485串口模块的B口;
可充电纽扣电池BAT1一端连接到电源VCC,另一端连接到VSS;
所述微存储器电路板为圆形板,微存储器的微控制器、微存储器的485串口模块、微存储器的存储器、接电源二极管D1、接地二极管D2、可充电电池BAT1均采用微型封装,正反两面焊接,可充电电池BAT1采用叠层安装。
9.根据权利要求8所述的井下释放的触点式微型数据转存装置,其特征在于:微存储器的微控制器采用MSP430G2553的TSSOP封装,微存储器的485串口模块采用uMAX封装、微存储器的存储器采用at24cm01的QFN封装,接电源二极管D1和接地二极管D2采用0402封装,可充电电池BAT1采用可充电纽扣电池。
10.利用权利要求1至9任一所述的井下释放的触点式微型数据转存装置实现的数据转存方法,其特征在于:所述方法包括:
当微存储器电路板的可充电电池BAT1被充电以后,微存储器的485串口模块从随钻仪器电路板的485串口模块下载数据,即把随钻仪器电路板的存储器中随钻测量的数据下载到微存储器的存储器当中;
当随钻仪器电路板内的微处理器完成与微存储器的数据转存以后,通过控制阀的控制引线打开控制阀,钻铤内的钻井液经过钻铤壁钻井液引入孔、控制阀和存储仓钻井液引入孔,进入存储仓内腔并推动推压板向下运动,进而将最下面的完成数据传输的微存储器挤出,并通过导流通道进入井筒的环空;
继续打开控制阀,直到检测到另一个微存储器卡在第一存储仓触点和第二储存仓触点的位置;
立即关闭控制阀,开始新一轮的数据传输。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610808313.9A CN107795318B (zh) | 2016-09-07 | 2016-09-07 | 一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610808313.9A CN107795318B (zh) | 2016-09-07 | 2016-09-07 | 一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107795318A CN107795318A (zh) | 2018-03-13 |
CN107795318B true CN107795318B (zh) | 2020-12-11 |
Family
ID=61529990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610808313.9A Active CN107795318B (zh) | 2016-09-07 | 2016-09-07 | 一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107795318B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112696193B (zh) * | 2019-10-18 | 2022-11-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种存储设备及包含其的钻铤 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1305564A (zh) * | 1998-06-12 | 2001-07-25 | 国际壳牌研究有限公司 | 在一个流体传输管道中测量数据的方法和设备 |
US20020185273A1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-12-12 | Baker Hughes Incorporated | Method of utilizing flowable devices in wellbores |
US20040055746A1 (en) * | 2002-06-19 | 2004-03-25 | Ross Colby Munro | Subterranean well completion incorporating downhole-parkable robot therein |
US20040257241A1 (en) * | 2002-05-10 | 2004-12-23 | Menger Stefan K. | Method and apparatus for transporting data |
US20130118733A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Baker Hughes Incorporated | Wellbore condition monitoring sensors |
US20130192823A1 (en) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | Bp Corporation North America Inc. | Systems, methods, and devices for monitoring wellbore conditions |
US20130261971A1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | Baker Hughes Incorporated | System and method to transport data from a downhole tool to the surface |
CN105089644A (zh) * | 2014-05-22 | 2015-11-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 传输随钻井下测量数据至地面的数据传输***及方法 |
-
2016
- 2016-09-07 CN CN201610808313.9A patent/CN107795318B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1305564A (zh) * | 1998-06-12 | 2001-07-25 | 国际壳牌研究有限公司 | 在一个流体传输管道中测量数据的方法和设备 |
US20020185273A1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-12-12 | Baker Hughes Incorporated | Method of utilizing flowable devices in wellbores |
US20040257241A1 (en) * | 2002-05-10 | 2004-12-23 | Menger Stefan K. | Method and apparatus for transporting data |
US20040055746A1 (en) * | 2002-06-19 | 2004-03-25 | Ross Colby Munro | Subterranean well completion incorporating downhole-parkable robot therein |
US20130118733A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Baker Hughes Incorporated | Wellbore condition monitoring sensors |
US20130192823A1 (en) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | Bp Corporation North America Inc. | Systems, methods, and devices for monitoring wellbore conditions |
US20130261971A1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | Baker Hughes Incorporated | System and method to transport data from a downhole tool to the surface |
CN105089644A (zh) * | 2014-05-22 | 2015-11-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 传输随钻井下测量数据至地面的数据传输***及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107795318A (zh) | 2018-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9739141B2 (en) | Data transmission system and method for transmission of downhole measurement-while-drilling data to ground | |
CN1676874B (zh) | 井斜及方位伽马随钻测量仪 | |
CN105089644B (zh) | 传输随钻井下测量数据至地面的数据传输***及方法 | |
CN104179497B (zh) | 一种释放式随钻井下数据上传方法与*** | |
US11111777B2 (en) | Apparatuses and methods for sensing temperature along a wellbore using semiconductor elements | |
CN107313768B (zh) | 一种带有伽马测量功能的近钻头测量仪器 | |
CN107313771B (zh) | 一种带有电阻率测量功能的近钻头测量仪器 | |
CN106223937B (zh) | 一种适用于井下近钻头无线短传的接收装置 | |
CN102606145B (zh) | 煤矿井下防爆型泥浆脉冲无线随钻测量***及其使用方法 | |
US11236606B2 (en) | Wireless communication between downhole components and surface systems | |
CN207093071U (zh) | 一种带有伽马测量功能的近钻头测量仪器 | |
CN111323331B (zh) | 一种基于定向钻机的煤层瓦斯含量测量装置及方法 | |
CN203547730U (zh) | 随钻信息声波传输中继转发装置 | |
CN104179495A (zh) | 一种随钻地面与井下数据交互方法及*** | |
CN106522929A (zh) | 一种超声井径随钻测井装置 | |
CN109488289A (zh) | 一种多参数随钻测量设备 | |
CN207093075U (zh) | 一种带有电阻率测量功能的近钻头测量仪器 | |
CN102900427B (zh) | 双示踪薄层识别器 | |
CN107795318B (zh) | 一种井下释放的触点式微型数据转存装置与方法 | |
CN109322662A (zh) | 一种随钻测量短节 | |
CN206299374U (zh) | 一种适用于井下近钻头无线短传的接收装置 | |
CN206554918U (zh) | 一种随钻测井数据传输装置 | |
CN104373119B (zh) | 一种基于岩心钻探的随钻自然伽马测铀仪 | |
CN114737904B (zh) | 一种绳索取心近钻头随钻测量***及方法 | |
CN202954809U (zh) | 井下测量信息传输*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |