本发明属于石油测井,具体涉及一种井下电磁波传输永久压力测量系统。
背景技术:
1、油气井的开采过程中,要求对油气井的参数进行长时间的持续监控,如井下流体的温度、压力等重要参数,从而为了解油井的生产状况、准确分析井下油气资源的动态特性、合理评价油藏的开发效果提供有效的数据支持。
2、而在井下分隔的空间,无法进行有缆作业,此时就需要用到无线通讯技术传递数据。声波通讯、高频电磁波无线通讯、泥浆脉冲无线通讯技术是三种常用的井下无线通讯技术。其中,泥浆脉冲无线通讯技术通过编码将需要传输的数据转变成驱动脉冲0/1变化,驱动泥浆脉冲发生器产生泥浆脉冲,接收器通过检测泥浆脉冲信号变化,解析井下的传输数据,由于泥浆脉冲无线通讯技术的传输介质为钻井泥浆,因此,泥浆的粘度、含沙量等参数对通讯影响很大,泥浆脉冲无线通讯技术在随钻测量时应用普遍,但随着时间推移,前期投入的钻井泥浆已无法承载该种无线通讯方式。声波通讯利用编码技术将传输数据转化为机械震动,该震动与声波在介质中的传播规律一致,如按照编码规律撞击油套管,该机械震动将从撞击点向四周传播,因而该种通讯方式的方向性较差,衰减比较大,在较深井中应用的难度较大。而高频电磁波无线通讯在地面广泛使用,如wifi、移动电话等,而在井下,由于受到井液等介质的影响,高频电磁波的衰减很快,因而无法使用。
3、综上所述,现有的井下无线通讯技术受传输介质的影响大,在复杂井况中信号传输困难,应用受限。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种井下电磁波传输永久压力测量系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
2、本发明提供了一种井下电磁波传输永久压力测量系统,包括:电磁波传输永久压力测量短节和井口设备,其中,
3、所述电磁波传输永久压力测量短节,固定连接油管,且位于套管的内侧,和所述套管电磁耦合,用于根据第一电磁波信号采集井下数据,根据所述井下数据产生第二电磁波信号;
4、所述井口设备,连接在所述套管的井口端,和所述套管电磁耦合,用于根据控制指令产生第一电磁波信号,或者,接收所述第二电磁波信号;所述第一电磁波信号和所述第二电磁波信号的频率为10mhz~10hz。
5、在一个可实现的方式中,所述电磁波传输永久压力测量短节包括:第一接头、第二接头、第一绝缘单元、第二绝缘单元、电磁波传输单元、主控单元和测量单元,其中,
6、所述第一接头和所述第二接头自上而下依次固定连接所述油管的外壁;
7、所述第一绝缘单元、所述电磁波传输单元、所述主控单元和所述第二绝缘单元自上而下依次固定在所述第一接头和所述第二接头之间;
8、所述电磁波传输单元,用于根据所述第一电磁波信号产生第一正弦波编码信号,或者,根据第二正弦波编码信号产生所述第二电磁波信号;
9、所述主控单元,用于对所述第一正弦波编码信号进行解码产生控制信号,或者,对所述井下数据进行编码产生第二正弦波编码信号;
10、所述测量单元设置在所述第二接头的内部,用于根据所述控制信号采集所述井下数据。
11、在一个可实现的方式中,所述电磁波传输永久压力测量短节还包括:电池单元、第一电磁屏蔽挡块和第二电磁屏蔽挡块;
12、所述第一电磁屏蔽挡块、所述电池单元和所述第二电磁屏蔽挡块自上而下依次固定在所述电磁波传输单元和所述主控单元之间。
13、在一个可实现的方式中,所述测量单元包括:温度传感器和压力传感器,其中,
14、所述温度传感器用于获取所述油管内部的温度以及所述套管和所述油管之间的环空温度;
15、所述压力传感器用于获取所述油管内部的压力以及所述套管和所述油管之间的环空压力。
16、在一个可实现的方式中,所述主控单元包括:解码电路和编码电路;
17、所述解码电路和所述编码电路均连接所述电磁波传输单元;其中,
18、所述解码电路用于对所述第一正弦波编码信号进行反向调制,形成第一方波编码信号,对所述第一方波编码信号进行解码,得到控制信号;
19、所述编码电路用于对井下数据按照时间周期进行编码,形成第二方波编码信号,对所述第二方波编码信号进行正弦波调制,形成第二正弦波编码信号。
20、在一个可实现的方式中,所述电磁波传输单元包括线圈传感器。
21、在一个可实现的方式中,所述电磁波传输永久压力测量短节还包括:计时单元;
22、所述计时单元电连接所述主控单元,用于进行计时,在计时达到预设时间时,向所述主控单元发送喊醒信号。
23、在一个可实现的方式中,还包括:若干个井下电磁中继器短节;
24、所述若干个井下电磁中继器短节,均位于所述井口设备和所述电磁波传输永久压力测量短节之间,自上而下依次套设在所述油管上,用于转发所述第一电磁波信号和所述第二电磁波信号。
25、在一个可实现的方式中,所述电磁波传输永久压力测量短节和所述油管螺纹连接。
26、在一个可实现的方式中,所述第一接头和所述第二接头均和所述油管螺纹连接。
27、与现有技术相比,本发明的有益效果:
28、本发明的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,通过电磁波传输永久压力测量短节和井口设备与套管电磁耦合,实现第一电磁波信号和第二电磁波信号在井下和井口之间的传播,从而实现控制指令和井下数据的实时交互。该系统可实时测量井下数据,且第一电磁波信号和第二电磁波信号的传输介质为套管,信号传输稳定,满足复杂井况的应用。并且第一电磁波信号和第二电磁波信号均为低频电磁波,低频电磁波受传播介质的影响小,在井中的传播距离远远大于超声波和高频电磁波,在矿化度变化不大的深井中可直接通讯。
1.一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,包括:电磁波传输永久压力测量短节和井口设备,其中,
2.根据权利要求1所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述电磁波传输永久压力测量短节包括:第一接头、第二接头、第一绝缘单元、第二绝缘单元、电磁波传输单元、主控单元和测量单元,其中,
3.根据权利要求2所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述电磁波传输永久压力测量短节还包括:电池单元、第一电磁屏蔽挡块和第二电磁屏蔽挡块;
4.根据权利要求2所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述测量单元包括:温度传感器和压力传感器,其中,
5.根据权利要求2所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述主控单元包括:解码电路和编码电路;
6.根据权利要求5所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述电磁波传输单元包括线圈传感器。
7.根据权利要求2所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述电磁波传输永久压力测量短节还包括:计时单元;
8.根据权利要求1所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,还包括:若干个井下电磁中继器短节;
9.根据权利要求1所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述电磁波传输永久压力测量短节和所述油管螺纹连接。
10.根据权利要求2所述的一种井下电磁波传输永久压力测量系统,其特征在于,所述第一接头和所述第二接头均和所述油管的外壁螺纹连接。
