[發明專利]鉆井作業中用于指令下傳的壓力檢測裝置

有效

• 申請號: 200910084697.4
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101566060A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 陳紅新;黨瑞榮;蔣世全;姜偉;李漢興;牛海峰
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;G05B19/042
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐 寧;關 暢

技術領域

本發明涉及一種壓力檢測裝置，特別是指一種鉆井作業中用于指令下傳的壓 力檢測裝置。

背景技術

鉆井作業中井眼軌跡自動控制技術已成為當今鉆井技術研究的熱點，其技術 關鍵之一就是地面和井底的信息和指令傳輸問題。隨鉆測量(MWD)技術主要用來 監測井下工況，已經實現信息從井下向地面的傳輸。但信息從地面向井底傳輸的 技術目前在國內實際上還屬于探索、試制的階段，成熟的儀器和方法在國內還未 出現。

目前鉆井作業中實現信息從地面向井底傳遞有如下幾種方法：1、利用壓力傳 感器感應井口立管中鉆井液排量改變引發的壓力變化來傳遞信息。其雖然采用的 是壓力下傳方法，但主要側重于管道結構的設計和壓力脈沖的產生方法。2、利用 鉆桿轉速的變化或上提、下放操作在井底造成的角速度的變化或加速度的變化來 傳遞信息。3、利用安裝在井下鉆頭附近的加速度傳感器敏感振動變化來傳遞信息， 振動可以通過鉆進破巖，即地面控制鉆頭進尺產生，也可以通過驅動鉆桿或使鉆 桿轉動實現。4、國外有在多個鉆桿接頭處嵌入一組耦合線圈，后一組線圈感應前 一組線圈電磁場的變化并使用中繼傳輸的方式防止信號衰減成無用信號，實現信 息的雙向傳輸，但該方法對管材和機械結構有特殊的要求，不利于廣泛使用。上 述方法2、3、4是利用鉆桿的角速度、振動和電磁信號向井下傳輸信息。

發明內容

針對上述問題，本發明的主要目的在于提供一種能識別并存儲地面指令下傳 裝置發出的指令和數據的鉆井作業中用于指令下傳的壓力檢測裝置，其可對比信 息下傳裝置發出的指令、數據與該裝置識別并存儲的指令、數據，可以給研究人 員分析泥漿脈沖信號傳輸中遇到的干擾從而改進指令編碼提供依據。

為達到上述目的，本發明所提供的技術方案是：一種鉆井作業中用于指令下 傳的壓力檢測裝置，其特征在于包括：壓力傳感器電路、信號放大電路、高精度 A/D轉換電路、控制和處理單元、存儲單元和通訊單元；其中所述壓力傳感器電 路為一壓力傳感器，接收來自泥漿中的壓力信號并將壓力信號轉換成電壓信號， 電壓信號經由所述信號放大電路放大后傳送到所述高精度A/D轉換電路的模擬信 號輸入端，所述控制和處理單元控制所述高精度A/D轉換電路的A/D轉換芯片采 樣，并將所采集到的數據存入存儲單元，通訊單元為單片機與PC機的通信提供接 口。

所述控制和處理單元為單片機。

所述壓力傳感器電路為一超小型齊平膜片式壓力傳感器。

所述高精度A/D轉換電路采用高精度24位A/D轉換芯片構成。

所述信號放大電路包括四個運算放大器及相配的電阻和電容，其中二運算放 大器分別連接所述壓力傳感器的PV+和PV-端，另兩個運算放大器依次串接在該 二運算放大器的輸出端，與各所述電阻、電容共同構成所述信號放大電路。

采用上述技術方案，本發明可以實現鉆井作業過程中地面與井下之間的信息 傳輸，并具有以下優點：1、本發明可檢測地面傳輸到井下的壓力脈沖，從而實現 了地面向井下傳輸的信息的檢測，并用于導向鉆井系統的導向控制。2、本發明由 于采用高度集成化的芯片構成，因此實現了設備功耗低、體積小的優點，并提高 了檢測裝置的抗沖擊能力。3、本發明的控制和處理單元在將接收到的信息傳輸給 鉆井系統的導向控制器的同時，能夠長時間存儲地面傳輸到井下的信息，當系統 提升到地面后，可將接收到的信息通過通信單元回放到地面計算機，實現數據的 再現的故障診斷，確認導向鉆井效果，驗證指令下傳系統的可靠性。4、采用低功 耗電路檢測電路，通過干電池對檢測電路供電，使本發明能在井下長期監測地面 發送到井下的壓力脈沖。5、由于采用了具有高精度的24位A/D轉換器ADS1226， 提高了系統的解碼能力。

附圖說明

圖1是本發明的電路原理框圖

圖2是本發明的電路原理圖

圖3是本發明信號放大電路的原理圖

具體實施方式

為了詳細說明本發明的結構、特點及功效，現舉以下較佳實施例并配合附圖 說明如下。