[实用新型]抽油井用地面至井下无线传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及油井地面至油井井下无线传输用声波通讯装置，实现从地面无线遥控井下工具。 

背景技术

目前，油田开发进入中后期，油井综合含水普遍上升，层间矛盾突出，稳产难度越来越大。为了解决这一问题，自20世纪90年代开始兴起，在井中安装了可获得井下油气生产信息的传感器、数据传输系统和控制设备，并可在地面进行数据收集和决策分析的井。可以进行远程控制，达到优化产能的目的。主要部件包括： 

(1)流动控制装置，通常是控制流体流出/入油藏的水力内部控制阀； 

(2)直通层间隔离封隔器，使水力控制管线和地下控制阀连通； 

(3)井下传感器，向地面提供压力、温度和流量数据； 

(4)控制系统，包括水力/电力地面系统，用以监测和控制地面条件。 

影响该技术广泛应用的最主要问题就是：地面和井下设备之间的通讯，目前实际应用的方式主要依靠光纤通信，主要缺点是：一、价格昂贵，二、需要在完井时将光纤下入井内，特别适用于新井投产，老井需要技术改造，而且维修困难。 

解决地面和井下设备之间的通讯问题主要有方式有： 

①电缆传输。其缺点是工艺复杂，成本高。遇到油井的井身结构、井眼轨迹复杂(包括水平井)，电缆无法下入。中国专利公告号CN 201068794Y，名称为《井下数据无线交换装置》的专利中公开了一种井下数据无线交换装置，主要由井下数据测量仪和井下数据回读仪通过数据井下测量仪天线和井下数据回读仪天线无线耦合一体连接而构成。使 用时，两仪器间通过天线耦合交换测量数据，数据交换完成后，再通过电缆将数据传送至地面。该技术从本质上依然是电缆传输数据，实际使用时仍然需要起下电缆作业。 

②井下数据通过低频声波沿油管传输。如中国专利公告号CN IO1220742A，名称为《一种油井固相介质中声波调制传输及解析设备》、中国专利公告号CN 2O1599O25U，名称为《油井井下无线遥测系统的井口接收设备》等专利中公开的声波通信技术，均通过油管将井下信号传输至地面，由地面设备接收。虽然使用了声波通讯技术，但是一是要求油管必须连续，二是均为井下至地面的数据传输，不涉及地面至井下的通讯。 

③由地面至井下传输的技术有两种，一是如中国专利公告号CN 102031953A，名称为《一种智能井井下层位选择液压解码方法及装置》公开的利用液压控制向井下传递地面控制信号，该技术需要建设复杂的液压管线。二是如中国专利公告号CN 1406311A，名称为《用于井中无线通信和控制的扼流电感器》专利中公开的通信技术，在井下安装一种铁磁扼流圈形式的电流阻抗器件，其中跨过扼流圈产生一个电压电位，以供电井中的器件和传感器并且与其通信。该技术可归类于电磁波通信，需要在油井作业起下油管时安装该设备。 

④如中国专利公告号CN 101250987A，名称为《一种油井智能分层测试与开采的方法》和中国专利公告号CN 101498211A，名称为《一种用声波遥控分层配水的方法》专利中公开的通信技术，与本技术类似，都是从地面向井下传递信号，其中《一种油井智能分层测试与开采的方法》提及“地面发射遥控指令”，但是未提及信号的性质。《一种用声波遥控分层配水的方法》提到使用声波信号，但是没有公布使用信号的频率、地面设备及井下接收设备的构成，没有介绍编码方案。同时在发射声波信号时需要将声波信号发生器的信号发射端没入油管液面下，只需要将 信号发射端连接在井口四通的套管闸门上即可。最主要的是这些通信方案只能传递简单的信号，是另一技术的一个组成部分。编码方案可以向井下传递复杂的报文，是一种通用的通信技术。 

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种抽油井用地面至井下无线传输装置，用于油井用无线传输遥控井下仪器，有效降低现场测试费用，为井下通讯系统提供解决方案。 

本实用新型采用的技术方案是：抽油井用地面至井下无线传输装置，包括地面声波发射装置和井下声波信号接收机两大部分。其特征在于： 

地面声波发射装置包括笔记本电脑、功率放大器、高音音喉和声波导管；笔记本电脑通过信号线连接功率放大器，功率放大器通过信号线连接高音音喉，高音音喉与声波导管固定在一起；高音音喉和声波导管设置在井口四通的套管阀门内。在井口有井口四通，套管阀门固定在井口四通的一侧；井口四通下端连接有套管；油管在套管内，油管的上端固定在井口四通内，油管之间连接有油管接箍，油管的下端连接抽油泵，抽油泵的下端依次连接筛管和导锥。