[实用新型]一种用于石油钻井的基于无线通信的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通信，尤其涉及一种用于石油钻井的基于无线通信的控制装置。

背景技术

在石油开采中，对石油开采井下数据的采集以及石油井下设备动作的控制十分重要，这就需要将地面的信号传送至几千米深的油井下。而油井的深度和钻井管道旋转向下运动的特点使得井下通信只能采用无线通信。为了把地面的无线信号传送至井下，就需要在石油管道上安装无线接收模块，以读取地面的信号。同时，当井下设备接收地面信号后，又需要控制井下的设备发出动作。

而现有技术中没有一种兼具无线接收与输出控制功能的模块。另外，现有技术中的无线数据传输模块大多体积较大，不能安装在管壁内，且采用的芯片不能满足井下高温高压等复杂环境的要求。所以，急需发明一种能够适应石油开采井下环境并且能够安装在石油管壁的兼具无线接收与输出控制的模块。

实用新型内容

本实用新型针对现有石油开采技术中没有兼具无线接收与输出控制的模块，发明了一种能够适用在石油开采井下石油管道的体积较小并且兼具无线接收与输出控制功能的模块。

本实用新型提供的用于石油钻井的基于无线通信的控制装置包括：

天线及其匹配电路模块，其用于接收地面无线信号发生模块发射的预定频率的无线信号；

无线信号接收模块，其与所述天线及其匹配电路模块相连，用于放大、混频、检波、滤波所述天线及其匹配电路模块接收的无线信号；

控制模块，其与所述无线信号接收模块通信式连接以接收放大、混频、检波、滤波过的无线信号，并基于所述无线信号中含有的数据信息产生控制钻井设备中的一个或多个部件动作的控制信号；

驱动模块，其与所述控制模块的输出端相连，用于接收所述控制模块发出的控制信号并基于所述控制信号产生驱动信号以使钻井设备中的一个或多个部件执行与所述控制信号相适应的动作。

根据本实用新型的一个实施例，所述天线及其匹配电路模块由多个电感以及多个电容构成的谐振电路构成，其输出端连接在所述无线信号接收模块的射频输入输出端上。

根据本实用新型的另一个实施例，所述控制模块采用四脚扁平无引脚封装的MSP430x23x0单片机。

根据本实用新型的另一个实施例，所述无线信号接收模块采用四脚扁平无引脚封装的无线信号收发器CC1101。

根据本实用新型的另一个实施例，所述驱动模块包括达林顿管和电源，所述达林顿管采用芯片TIP122。

根据本实用新型的另一个实施例，所述达林顿管的基极连接在所述控制模块的输出端上，集电极连接所述驱动模块的电源，发射极接地，以实现所述达林顿管的发射极与集电极之间的受控的断开或接通。

根据本实用新型的另一个实施例，所述无线信号接收模块通过串行总线SPI通信的方式将接收的无线信号中的数据信息发送给所述控制模块。

根据本实用新型的另一个实施例，所述天线及其匹配电路模块中的天线与天线匹配电路之间采用同轴电缆连接。

根据本实用新型的另一个实施例，所述天线及其匹配电路模块中的天线为433MHz橡胶天线。

本实用新型带来了以下有益效果：

（1）在一块芯片上集成了兼具无线接收与输出控制功能的模块；

（2）在石油开采中，能够安装在石油管壁上，体积较小；

（3）各模块均采用耐高温的芯片，能够适应石油井底复杂的工作环境。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是根据本实用新型的控制装置的组成框图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的控制装置的天线及其匹配电路模块的电路原理图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的控制装置的无线信号接收模块的电路原理图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的控制装置的控制模块的电路原理图；

图5是根据本实用新型的一个实施例的控制装置的驱动模块的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。