[發明專利]一種基于壓電晶體自供電的抽油機井下信號測量與無線傳輸系統

在審

• 申請號: 201811266794.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109267999A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 魏燕定;沈佳;何光玉;宋執環
• 申請（專利權）人: 杭州中油智井裝備科技有限公司
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13;E21B41/00;E21B17/02;H02N2/18;H02J7/14
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1.一種基于壓電晶體自供電的抽油機井下信號測量與無線傳輸系統，包括短節和短節上設置的內螺紋，其特征在于：由若干個信號測量與無線傳輸裝置和地面無線發射/接收裝置組成，信號測量與無線傳輸裝置由短節，上橡膠密封蓋，下橡膠密封蓋，上螺紋封蓋，下螺紋封蓋，卡扣，上固定架，下固定架，旋轉體，測量裝置封蓋，測量裝置外殼，傳感器，柔性印刷電路板，蓄電池，壓電發電塊，壓電晶體，半圓擠壓頭組成，信號測量與無線傳輸裝置的短節外殼與抽油桿相連，短節外殼要具有足夠的強度，采用優質的碳素結構鋼為原料制造而成，具有不易生銹，不易腐蝕的特點，其外形與接箍相仿，長度略長，兩端為內螺紋，可代替接箍標準件，螺紋封蓋上有方形的小孔，使用工具可以旋轉螺紋封蓋，上螺紋封蓋沒有卡扣，下螺紋封蓋有四個卡扣，測量裝置外殼通過四個卡槽固定在下螺紋封蓋上，測量裝置封蓋上也有四個卡扣可以固定在測量裝置外殼上，測量裝置封蓋上還有一個開口，用于固定接插件公頭，裝置內部安裝有傳感器，蓄電池和柔性印刷電路板；傳感器，蓄電池都和柔性印刷電路板相連，柔性印刷電路板上引出導線與固定在測量裝置封蓋上的接插件公頭相連。

2.如權利要求1所述的一種基于壓電晶體自供電的抽油機井下信號測量與無線傳輸系統，其特征在于：短節安裝在兩根抽油桿之間用于承擔接箍的作用，短節的兩端都攻有內螺紋，可以和抽油桿桿端的外螺紋配合；短節外圓上均布銑出10～20道軸向槽，每道槽內均布著4～8塊壓電發電塊，每塊壓電發電塊由半圓擠壓頭和壓電晶體粘接而成，壓電發電塊通過粘接的方式固定在短節槽上；短節上還有一系列的小孔，這些小孔處于每塊壓電發電塊的下方，使得壓電晶體發電兩極引出的導線可以進入短節內部，所有的導線連接端制成接插件母頭；上下固定架套在短節外并通過螺釘固定在短節上，旋轉體套在短節上并且夾在上下兩個固定架之間并留有一定間隙，旋轉體內壁上銑出了螺旋的葉片，葉片的末端擠壓著半圓擠壓頭，當液體通過時旋轉體可以繞著短節旋轉。

3.如權利要求2所述的一種基于壓電晶體自供電的抽油機井下信號測量與無線傳輸系統，其特征在于：信號測量與無線傳輸裝置的短節外表面銑出縱向槽，表面陣列粘接著壓電晶體，壓電晶體上粘接著半圓擠壓頭，壓電晶體的電極連接著細導線，細導線通過凸臺上的小孔接入短節外殼內部。

4.如權利要求1所述的一種基于壓電晶體自供電的抽油機井下信號測量與無線傳輸系統，其特征在于：固定架開口為上大下小的喇叭口，喇叭口的大口朝向抽油桿，使得流過旋轉體的油液速度加快，有利于發電，固定架套在短節上并通過螺釘固定在短節上，固定架分為上下兩個，對稱安裝。

5.如權利要求1所述的一種基于壓電晶體自供電的抽油機井下信號測量與無線傳輸系統，其特征在于：信號測量與無線傳輸裝置的安裝位置需要根據不同的井深和井下環境來綜合考慮，若只需要測量最底部的數據，本裝置可以每隔一定的距離安裝一個，最下方的裝置用于發射/接收無線信號，其余的用于無線中繼，使得無線信號可以覆蓋地面與整個抽油井。

6.如權利要求1所述的一種基于壓電晶體自供電的抽油機井下信號測量與無線傳輸系統其特征在于：若需要測量油井內指定深度的數據，每一個信號測量與無線傳輸裝置既是中繼也可以發射自己所在位置的傳感器檢測到的數據，將接收到的其他信號測量與無線傳輸裝置發送的數據放大后發射出去。