[實用新型]一種用于井下防噴的井上井下通訊系統

有效

• 申請號: 201520293446.8
• 申請日: 2015-05-08
• 公開（公告）號: CN204571978U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 代瓊曦;張正祿;張策;錢偉強
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程機械有限公司研究院
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;E21B44/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本實用新型涉及一種通訊系統，具體涉及一種用于井下防噴的井上井下通訊系統。

背景技術

石油鉆井過程中經常會鉆遇到高壓地層，特別是深井超深井或淺氣層地層，石油鉆井井控封井通常采用井口防噴器，這種方式會使地層流體過多進入井筒鉆井液中，井口關井后套壓很高，給井控作業造成過高的風險，因此采用井下早期關井，即采用井下防噴器關井，更有利于井控壓井作業。

目前常采用的井上井下通訊方式有超聲波通訊、電磁波通訊和泥漿脈沖通訊，其中，電磁波通訊傳播速度快，數據輸送率高，但采用大地作為傳輸介質時候衰減嚴重，且容易受地層中鐵質含量的影響，若采用鉆桿內空間作為傳輸介質，發射功率低，需要每隔一段距離加裝中繼站，可靠性不高；超聲波連續通訊一般采用的聲電換能器，其產生的聲功率低，需要在鉆柱上每隔一定距離安裝中繼，可靠性不高；因技術成熟而應用廣泛的泥漿脈沖通訊方式，成本高，且信號傳輸速度慢，容易產生錯碼，也存在一定程度的信號傳輸延遲，尤其當地層高壓流體(尤其是氣體)己經開始侵入井內之后會影響這個信號的傳輸通道，導致誤碼率升高甚至無法進行信號傳輸，一旦出現井噴井涌征兆，不能及時可靠的快速關井。

實用新型內容

針對現有的技術問題，本實用新型目的是提供一種用于井下防噴的井上井下通訊系統，該系統能實現井下防噴器的快速封隔和可靠解封，該系統信號傳輸快，成本低，抗干擾能力強，結構簡單，操作方便，可靠性高。

為了實現上述的目的，本實用新型所采取的技術方案是：

一種用于井下防噴的井上井下通訊系統，包括鉆桿振動通訊模塊和RFID通訊模塊；

所述的鉆桿振動通訊模塊包括地面控制單元、振動傳感器和用于控制井下防噴器坐封和解封的井下控制單元，井下控制單元設在井下防噴器內，振動傳感器設在鉆桿上，地面控制單元和井下控制單元通過線路分別與鉆柱的控制端和振動傳感器連接；

所述的RFID通訊模塊包括地面控制單元、井下控制單元、電子標簽盒、電子標簽、地面讀寫器和井下讀寫器，電子標簽盒設在立管上，電子標簽設在電子標簽盒內，地面讀寫器設在泥漿返回管道上，井下讀寫器設在井下防噴器循環口的上方，地面控制單元通過線路與電子標簽盒和地面讀寫器連接，井下控制單元通過線路與井下讀寫器連接。

進一步地，所述的電子標簽為有源RFID電子標簽。

本實用新型的有益效果是：

1）.本實用新型通過鉆桿振動通訊模塊實現坐封：所述地面控制單元預存有坐封信號，當監測到井下的井噴或井涌現象后，地面控制單元按照預設的坐封信號控制鉆柱上提或下放，從而通過鉆桿實現坐封信號的向下傳遞，振動傳感器監測鉆柱振動的實時數據并傳遞給井下控制單元，當井下控制單元監測到振動傳感器傳遞的坐封信號時控制井下防噴器坐封，完成井上控制井下防噴器的單向通訊；相較現有的技術人員采用的泥漿脈沖信號傳輸方式，成本低、信號傳輸快、對險情反應迅速，且不容易受干擾，此外由于其不依賴于鉆井液，不僅適用于鉆進過程，起下鉆過程同樣適用。

2）.本實用新型通過RFID通訊模塊實現解封：所述的電子標簽設有解封指令，地面控制單元控制電子標簽盒向井下投入電子標簽，井下讀寫器讀取電子標簽的解封指令后，井下控制單元控制井下防噴器解封并將井下數據寫入電子標簽內，電子標簽返回地面后，地面讀寫器讀取電子標簽的信息并上傳給地面控制單元，從而實現井上井下雙向數據通訊；由于采用非接觸式射頻傳輸技術，大幅提高了在油、水、氣井特殊工況下的工作可靠性。相比目前常用的泥漿脈沖通訊技術，在鉆井液氣侵的情況下，RFID通訊不受影響，井下防噴器解封更加可靠，且操作簡單方便，成本更低。

3）.本實用新型采用鉆桿通訊和RFID通訊兩種方式相結合，能實現井下防噴器的快速封隔和可靠解封，使得井下防噴器快速封井，有效防止井噴事故的發生，簡化了井控程序，提高了作業時效，可靠性高，成本低。

附圖說明

下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的鉆桿通訊模塊的原理示意圖。

圖2是本實用新型的RFID通訊模塊的原理示意圖。

圖中：1-泥漿池；2-地面控制單元，3-地面讀寫器；4-電子標簽盒；5-立管；6-電子標簽；7-井下控制單元；8-井下讀寫器；9-井下防噴器；10-循環口。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。