[发明专利]一种抽油机井载荷干扰通信装置及其通信方法

权利要求书

1.一种抽油机井载荷干扰通信装置，包括载荷检测仪(1)或电流检测仪(2)、抽油杆(3)、油管(4)、抽油泵(5)、载荷干扰器(6)、封隔油管锚(7)、筛管(8)，位于地面上的抽油杆(3)装有载荷检测仪(1)或电动机上安装电流检测仪(2)，抽油杆(3)位于油管(4)的内部，抽油泵(5)与抽油杆(3)相连并设在油管(4)的内部，油管(4)下部通过封隔油管锚(7)与筛管(8)连通，其特征在于：载荷干扰器(6)位于抽油泵(5)下方且与油管(4)连通，所述载荷干扰器(6)包括上接头(11)、干扰通道(12)、干扰阀头(13)、主体套筒(14)、主体基座(15)、衔铁/永磁铁(16)、下接头(17)、泄压阀/槽(18)、防砂皮囊(19)、压力传感器(20)、正向线圈(21)、反向线圈(22)、电路腔体(23)，所述上接头(11)、主体套筒(14)、主体基座(15)和下接头(17)自上而下相互连接，上接头(11)内部有干扰通道(12)，干扰通道(12)上设有泄压阀/槽(18)，主体基座(15)上装有压力传感器(20)，主体基座(15)内设有正向线圈(21)和反向线圈(22)，正向线圈(21)和反向线圈(22)的中心设有上下运动的衔铁/永磁铁(16)，衔铁/永磁铁(16)上面连接干扰阀头(13)，干扰阀头(13)和主体基座(15)之间通过防砂皮囊(19)软性连接，正向线圈(21)和反向线圈(22)配合使用驱动衔铁/永磁铁(16)上下运动，从而拉伸防砂皮囊(19)带动干扰阀头(13)上下运动，干扰阀头(13)上下运动实现干扰通道(12)的关闭或打开，下接头(17)内部是电路腔体(23)，压力传感器(20)电路连接至电路腔体(23)内；

载荷干扰器(6)将自身采集到的井下数据，或者从与之有线连接的其它智能设备采集并传输过来的其它井下数据一起打包，再增加校验码、加密后，按照约定的规则编码形成干扰指令序列，在若干个连续或非连续的抽油行程周期上，在特定的时间点关闭干扰通道，抽油泵(5)下行程时再打开干扰通道，包含数字信息的干扰指令改变了抽油杆(3)的载荷，一直传递到地面抽油机；载荷检测仪(1)检测示功图来解码接收数据或电流检测仪(2)检测电流图来解码接收数据，载荷检测仪(1)或电流检测仪(2)连续监测载荷或电流，检测到不同的示功图或电流图后，根据示功图或电流图被改变的时间点、相位或变化特性，按照约定的规则解码、解密和校验验证后，还原出井下载荷干扰器(6)的数据包，实现井下到地面的数据通信。

2.根据权利要求1所述的一种抽油机井载荷干扰通信装置，其特征在于：电路腔体(23)中放置单片机工作电路板、时钟电路、温度传感器、加速度传感器和电池，且电路腔体(23)与外界的所有连接接口焊接密封。

3.根据权利要求1所述的一种抽油机井载荷干扰通信装置，其特征在于：在相对运动的抽油杆(3)和油管(4)上均安装直线发电机、霍尔传感器或机械开关来识别抽油杆(3)上下运动的行程周期和行程位置，或通过压力传感器(20)连续采集压力值，分析得到抽油杆(3)上下运动的行程周期和行程位置。

4.一种采用如权利要求1-3中任一项所述的一种抽油机井载荷干扰通信装置的通信方法，其特征在于：包括以下步骤：

所述载荷干扰器(6)对通信信息打包后，增加校验码并得到第一数据编码，

所述载荷干扰器(6)对所述第一数据编码进行加密并得到第二数据编码，

所述载荷干扰器(6)对第二数据编码按照约定的规则编码，生成各行程是否干扰，及干扰的时间点，即干扰指令序列，

所述载荷干扰器(6)根据干扰指令序列，在若干个连续或非连续的抽油行程周期上，在干扰指令指定的时间点关闭和打开干扰通道，执行干扰指令序列，

所述干扰指令序列的执行，在井下导致抽油杆(3)在若干个行程中的载荷发生一定的变化，通过从井下连接至地面的抽油杆(3)，地面载荷也发生相应的变化；

所述载荷检测仪(1)比较示功图的变化或电流检测仪(2)比较电流图的变化，根据其被改变的特性，按照约定的规则解析出所述第二数据编码，

所述载荷检测仪(1)或电流检测仪(2)解密所述第二数据编码并得到所述第一数据编码，

所述载荷检测仪(1)或电流检测仪(2)校验所述第一数据编码正确后，获取所述载荷干扰器(6)发送的所述通信信息。