[發(fā)明專利]石油鉆井中透過無磁鉆鋌和MWD無線通信系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108331577A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮建宇;蘇玉廣;李久軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京六合偉業(yè)科技股份有限公司
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 白海燕;張沫

本發(fā)明公開一種石油鉆井中透過無磁鉆鋌和MWD無線通信系統(tǒng)及方法，適用于鉆井行業(yè)井下參數(shù)的獲取。本發(fā)明在鉆鋌與MWD儀器之間采用無線通信方式，在鉆鋌中設(shè)置一發(fā)射天線，在MWD儀器內(nèi)設(shè)置一接收天線，通過在發(fā)射天線與接收天線之間近距離產(chǎn)生的交變電磁場實(shí)現(xiàn)信號的無線傳輸。本發(fā)明利用電磁感應(yīng)原理，將在發(fā)射天線上產(chǎn)生的交變電磁場變化，作用到接收天線上，被接收天線上產(chǎn)生的交變電磁場接收，在信號的收發(fā)過程中不利用電磁波傳輸，因此不受儀器的影響，無線連接，安裝拆除也方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井領(lǐng)域，具體涉及一種石油鉆井中透過無磁鉆鋌和MWD無線通信系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在石油鉆井行業(yè)，井下數(shù)據(jù)的傳輸一般是通過泥漿脈沖器傳輸至地面的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近鉆頭、電阻率、工程參數(shù)、中子密度等產(chǎn)品幾乎成為井下儀器的標(biāo)配，而這些儀器最大的特點(diǎn)都是采用的鉆鋌方式，而鉆鋌上測得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)大都是采用的有線連接方式發(fā)送給MWD，此方式安裝復(fù)雜、周期長，會耽誤井隊(duì)寶貴的施工時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供一種透過無磁鉆鋌和MWD無線通信系統(tǒng)及方法，鉆鋌與MWD之間采用非接觸的收發(fā)天線以無線方式進(jìn)行通信，信號傳輸精確，不丟失，對儀器材料要求不苛刻，大大簡化了儀器連接方式，節(jié)約井隊(duì)施工時(shí)間80％以上。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種石油鉆井中透過無磁鉆鋌和MWD無線通信系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)包括發(fā)射天線、發(fā)射電路、接收天線和接收電路；

所述發(fā)射電路與發(fā)射天線相連，將發(fā)射天線的信號驅(qū)動發(fā)射出去；

所述接收電路與接收天線相連，將接收天線的信號進(jìn)行解碼采用；

所述發(fā)射天線置于鉆鋌中，所述接收天線置于MWD儀器中，所述發(fā)射天線與接收天線相對，所述接收天線位于發(fā)射天線的電磁場范圍內(nèi)，所述發(fā)射天線在所述發(fā)射電路的作用下產(chǎn)生交變電磁場。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射電路中包括一調(diào)制電路，所述調(diào)制電路采用雙沿觸發(fā)方式，包括上升邊沿觸發(fā)電路和下降邊沿觸發(fā)電路，分別在TTL電平的上升邊沿和下降邊沿產(chǎn)生兩個極性不同的方波信號，通過驅(qū)動電路驅(qū)動發(fā)射天線發(fā)送出去。

進(jìn)一步地，所述接收電路中包括有解調(diào)電路，所述解調(diào)電路中含有鑒沿電路和RS觸發(fā)電路；所述鑒沿電路判斷接收天線所接收的信號是上升邊沿觸發(fā)信號，還是下降邊沿觸發(fā)信號，然后通過RS觸發(fā)電路輸出。

本發(fā)明還提供一種石油鉆井中透過無磁鉆鋌和MWD無線通信方法，其特征在于：是設(shè)置一個發(fā)射天線和一接收天線，所述發(fā)射天線放置于鉆鋌內(nèi)，所述接收天線放置于MWD儀器內(nèi)，所述接收天線處于發(fā)射天線產(chǎn)生的電磁場范圍內(nèi)，利用在所述發(fā)射天線上產(chǎn)生的交變電磁場，作用到所述接收天線上，使所述接收天線上產(chǎn)生對應(yīng)的交變電磁場，實(shí)現(xiàn)通信信號的無線傳輸。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射天線上產(chǎn)生的交變電流是由一發(fā)射電路驅(qū)動產(chǎn)生，所述發(fā)射電路中包含有一雙沿觸發(fā)電路，包括上升邊沿觸發(fā)電路和下降邊沿觸發(fā)電路。

進(jìn)一步地，所述接收天線上產(chǎn)生的交變電流，由一接收電路處理，所述發(fā)射電路中包含有鑒沿電路和RS觸發(fā)電路，鑒沿電路中兩個鑒沿比較器判斷發(fā)射電路中的信號是上升邊沿觸發(fā)信號還是下降邊沿觸發(fā)信號，分別輸出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明顯著的有益效果體現(xiàn)在：本發(fā)明是利用電磁感應(yīng)原理，將在發(fā)射天線上產(chǎn)生的交變電流帶來的磁場變化，作用到接收天線上，再利用電磁反向變化，將在接收天線上產(chǎn)生的交變磁場轉(zhuǎn)化為交變電流，輸出電信號，被儀器識別。在信號的收發(fā)過程中不利用電磁波傳輸，因此不受金屬密閉空間的影響，也沒有多余的載波，所以功耗很低；收發(fā)天線不接觸，屬于無線連接，安裝拆除方便，電磁信號傳輸效果好。