[發明專利]一種鉆鋌式井下信息聲波傳輸中繼裝置

有效

• 申請號: 202011320584.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112636806B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 趙國山;馮光通;于克武;李茜;張詒民;孫梅;付琦;初雯;朱海龍;范光第;石昆
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化經緯有限公司;中石化經緯有限公司勝利定向井公司
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04B11/00;E21B47/14
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

本發明涉及一種鉆鋌式井下信息聲波傳輸中繼裝置及方法。其技術方案是：包括發射模塊、電源模塊、中控模塊、采集模塊、保護殼體，發射總成插件外部加工安裝槽實現圓柱狀寬帶發射換能器的安裝，發射換能器采用超磁致伸縮換能器，發射總成插件外部加工發射定位鍵槽，定位鍵槽輔助發射模塊與電源模塊連接；中控模塊接收采集模塊輸出的電信號，所述發射模塊、電源模塊和中控模塊以插件形式安裝固定在保護殼體內，保護殼體與采集模塊進行連接，通過內嵌式滑環進行供電和通訊。有益效果是：本發明可以實現拓展鉆柱中聲波的傳輸距離，中繼裝置具備聲信號采集識別和發射的能力，從而滿足井下信息中繼轉發功能的需求。

技術領域

本發明涉及一種隨鉆儀器技術領域，特別涉及一種鉆鋌式井下信息聲波傳輸中繼裝置。

背景技術

對于井下信息無線傳輸技術，以鉆井液脈沖方式使用最為廣泛，但該方式傳輸能力有限，而需要傳輸的數據量越來越大，使得該方式無法滿足日益提高的技術要求，同時氣體及各種非常規鉆井液的可壓縮性強，不能產生有效的鉆井液脈沖，無法使用傳統的鉆井液脈沖傳輸方式。聲傳輸方式具有結構簡單、成本較低、易于定向發射等優點，同時石油鉆井過程中使用的鉆柱，自上而下貫穿整個井筒，為聲波的高速傳輸提供了得天獨厚的條件。鉆柱結構為非均勻管柱結構，聲波在鉆柱中傳播時的衰減問題尤為突出，限制了鉆柱中聲波傳輸距離，為提高井下信息聲波傳輸距離，需要研發中繼裝置來拓展鉆柱中聲波的傳輸距離，中繼裝置要滿足井下信息轉發功能，需要同時具備聲信號采集識別和聲信號發射的功能。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種鉆鋌式井下信息聲波傳輸中繼裝置，鉆井信息聲波傳輸方式是以鉆柱作為聲信號傳輸通道，以聲波作為信號載體，進行井下信息的無線傳輸的方式。聲信號在鉆柱中傳輸井深到達一定深度時，衰減了的聲載波信號不能被井口接收裝置接收，為了增加聲波傳輸距離，使得聲載波信號順利被井口接收并分析，需要在鉆柱中合適位置安裝聲波中繼裝置。依據鉆柱信道的結構和鉆井施工特點，采用鉆鋌式中繼結構，中繼裝置對井下聲信號進行接收、放大和二次發射，能夠將衰減的聲載波放大以后傳輸至井口被接收裝置順利接收。

本發明提到的一種鉆鋌式井下信息聲波傳輸中繼裝置，其技術方案是：包括發射模塊(1)、電源模塊(2)、中控模塊(3)、采集模塊(4)和保護殼體(5)，發射模塊(1)主要由發射總成插件(6)、發射換能器(7)和發射定位鍵槽(8)組成，用于井下信息聲波發射，發射總成插件(6)外部加工安裝槽(9)實現圓柱狀寬帶發射換能器(7)的安裝，發射換能器(7)采用超磁致伸縮換能器，發射總成插件(6)外部加工發射定位鍵槽(8)，定位鍵槽(8)輔助發射模塊(1)與電源模塊(2)連接；

中控模塊(3)接收采集模塊(4)輸出的電信號，所述發射模塊(1)、電源模塊(2)和中控模塊(3)以插件形式安裝固定在保護殼體(5)內，保護殼體(5)與采集模塊(4)進行連接，通過內嵌式滑環進行供電和通訊。

優選的，上述的電源模塊(2)主要由電源總成插件(10)、電源定位鍵槽(11)、電源定位鍵(12)、供電插座(13)、電池安裝骨架(14)和鋰電池(15)組成，用于給儀器的采集和發射電路供電；電源總成插件(10)的外部加工電池安裝骨架(14)，鋰電池(15)呈環狀分布在電池安裝骨架(14)上；電源總成插件(10)外部加工電源定位鍵槽(11)和電源定位鍵(12)，電源定位鍵(12)輔助發射模塊(1)與電源模塊(2)連接，電源定位鍵槽(11)輔助中控模塊(3)與電源模塊(2)連接，供電插座(13)與插針連接用于給井下儀器供電。

優選的，上述的電源總成插件(10)內部采用噴丸處理，電源總成插件(10)和電池安裝骨架(14)采用無磁材料加工制作，鋰電池(15)采用高溫鋰電池組成。