一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备技术方案

本实用新型专利技术提出了一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备，其包括蓄液容器；标签；具有内通道的模拟短节，从上游到下游的方向上，模拟短节具有依次连接的用于向内通道内投放标签的标签投放装置、井下天线装置和读取控制装置，其中，内通道通过泥浆泵与蓄液容器连通。该设备能够模拟井下无线射频通讯系统工作时的真实环境，以为井下无线射频通讯系统性能评估提供试验数据。

A device for simulating underground radio frequency communication system

The utility model provides a simulation for underground wireless RF communication system equipment, which comprises a liquid storage container; label; simulation with short tunnels, from upstream to downstream direction, short simulation has successively connected for inward channel put label label release device, underground antenna device and read control the device channel communicated through the mud pump and a liquid storage container. The device can simulate the real environment of underground radio frequency communication system, and provide experimental data for the performance evaluation of underground radio frequency communication system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备
本技术涉及石油天然气施工
，尤其是涉及一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备。
技术介绍
无线射频识别(RFID)技术是当前非常热门的一种通讯技术。通过一定频率的交变电流产生空间磁场的耦合，从而可以识别特定的目标并进行数据的无线交互。近几年，无线射频识别技术开始应用于石油勘探开发领域。特别是，无线射频识别技术作为一种井下工具的控制手段，相比于传统的投球式或压差式控制方式有其明显的技术优势。控制过程中，管柱内通径和井底压力不会改变，也不需要憋压球的磨铣操作，并且可以通过不同编码的标签实现多个无线射频井下工具的复合控制。当携带有控制命令的标签随钻井液流过井下天线时发生电磁耦合，完成数据的无线交互，读取控制器完成控制命令的解析并控制执行机构动作。但是井下无线射频通讯在工作时，受井下复杂金属环境和标签通过钻井液流速的影响，标签读取成功率降低，严重时造成井下工具控制失败。一方面，井下复杂金属环境将削弱井下天线内部的磁场强度，造成其无法与标签实现电磁耦合，控制命令读取失败；另一方面，如果标签通过天线内部的速度过快，数据还没传输完成，电磁耦合现象就中断了，井下控制系统同样无法得到控制命令。因此，需要建立一套井下无线射频通讯标签读取性能模拟系统，以模拟井下环境，并进行在不同成份钻井液通过的情况下，标签通过井下天线的测试试验，从而验证井下无线射频系统标签的读取成功率。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本技术提出了一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备。该设备能模拟井下无线射频通讯系统工作时的井下环境，测量不同成分的钻井液在不同流速下的标签读取成功率，为井下无线射频通讯系统的设计和优化提供试验数据支持。根据本技术提出了一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备，包括：蓄液容器，标签，具有内通道的模拟短节，从上游到下游的方向上，模拟短节具有依次连接的用于向内通道内投放标签的标签投放装置、井下天线装置和读取控制装置，其中，内通道通过泥浆泵与蓄液容器连通。在一个实施例中，标签投放装置包括：筒状的投放主体，连通式设置在投放主体的外侧壁上的导向筒，在导向筒的外壁上设置有投放口，设置在导向筒内并与导向筒匹配的移动体，在移动体的中间处设置有能与投放口连通的第一通孔，移动体构造为在外力作用下使第一通孔延伸到投放主体的内腔中。在一个实施例中，标签投放装置还包括驱动轴，驱动轴的一端与移动体固定连接，而另一端穿过设置在导向筒的自由端的固定件后向外界延伸。在一个实施例中，驱动轴与固定件螺纹连接。在一个实施例中，井下天线装置包括：与投放主体连接的筒状的天线装置主体，设置在天线装置主体的内腔中的天线承载筒，天线承载筒的内腔与投放主体的内腔连通，缠绕式设置在天线承载筒的外壁上的天线。在一个实施例中，读取控制装置具有：与天线装置主体连接的读取控制装置主体，读取控制装置主体的内腔与天线承载筒的内腔连通，设置在读取控制装置主体的外壁上的处理器，处理器与天线连接。在一个实施例中，天线装置主体的下游端插入到读取控制装置主体的内腔中，且在天线装置主体的下游端面与设置在读取控制装置主体的内腔中的第一台阶面之间设置用于处理器与天线连接的连接器，连接器的电缆穿过读取控制装置主体的外壁与处理器连接。在一个实施例中，在连接器的上游端面与天线装置主体的下游端面之间设置第一密封件。在一个实施例中，在读取控制装置的下游端可拆卸式设置筒状的下接头，在下接头的内腔与读取控制装置的读取控制装置主体的内腔之间设置筛网。在一个实施例中，下接头与蓄液容器通过回收管连通。与现有技术相比，本技术的优点在于，能够模拟井下无线射频通讯系统工作时的真实环境，并能通过泥浆泵而产生不同流速的钻井液而更好的模拟井下真实工况，以实现对井下无线射频通讯系统性能评估。附图说明下面将结合附图来对本技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：图1显示了根据本技术的一个实施例的设备；图2显示了根据本技术的一个实施例的设备的模拟短节的剖面图；在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本技术做进一步说明。图1显示了根据本技术的一个实施例用于模拟井下无线射频通讯系统的设备100。如图1和2所示，设备100包括蓄液容器1、泥浆泵2，模拟短节3和标签10。模拟短节3具有内通道31，并且从上游到下游的方向上，模拟短节3包括依次连接的标签投放装置4、井下天线装置6和读取控制装置7。其中，蓄液容器1用于存放钻井液。泥浆泵2设置在蓄液容器1和模拟短节3之间，以向模拟短节3中泵送储存在蓄液容器1中的钻井液。标签投放装置4用于投放标签10以使得标签10进入到内通道31中。井下天线装置6用于与在钻井液作用下移动的标签10产生电磁耦合以完成数据交互。读取控制装置7用于接收井下天线装置6的数据。由此，在模拟过程中，首先，启动泥浆泵2，使得蓄液容器1中的钻井液以一定的排量进入模拟短节3的内通道31。然后，通过标签投放装置4向内通道31内投放标签10。在钻井液冲击下，标签10向下游方向移动，在通过井下天线装置6时，标签10与井下天线装置6产生电磁耦合，完成数据交互。读取控制装置7接收井下天线装置6的数据并解析。该设备100的蓄液容器1中可以存放不同成分的钻井液，以模拟不同成分的钻井液对标签10读取性能的影响。同时，通过泥浆泵2可以调整钻井液的排量等，模拟标签10在不同的流速下通过井下天线装置6而检测标签10的通过速度对读取性能的影响。通过该设备100可以更真实的模拟标签10在井下的通过工况，为无线射频通讯系统的设计和优化提供试验数据支持。在一个实施例中，标签投放装置4包括投放主体41、导向筒42、移动体43、固定件44和驱动轴45。其中，投放主体41呈筒状，并沿着轴向延伸，其内腔为内通道31的一部分。导向筒42设置在投放主体41的外侧壁上并径向延伸，且导向筒42与投放主体41连通。在导向筒42的外壁上设置有投放口46，以作为标签10进入导向筒42的入口。移动体43设置在导向筒42的内腔中，并与导向筒42的形状匹配。在移动体43的中间处设置有轴向的第一通孔47，在第一状态(也就是图2中所示的待放入标签10的状态)下，第一通孔47与投放口46连通，以使得标签10通过投放口46后放置在第一通孔47处。固定件44设置在导向筒42的自由端处，并与导向筒42固定连接。驱动轴45的一端与移动体43固定连接，而另一端穿过固定件44后向外界延伸。优选地，驱动轴45与固定件44螺纹配合。从而，在旋拧驱动轴45的过程中，驱动轴45驱动移动体43径向向内运动，以带动处在第一通孔47处的标签10向内通道31中运动，待第一通孔47延伸到投放主体41的内腔中时，在钻井液的冲击作用下，标签10进入到内通道31中并向下游运动。此时，可以反向旋拧驱动轴45，以带动移动体43回退到第一状态为再次投入标签10做准备。通过这种设置可方便地向内通道31中投入标签10，且该设置结构简单，易于实现。需要说明的是，驱动轴45与固定件44也可以不采用螺纹配合。例如，固定件44为橡胶等弹性件，而驱动轴45与固定件44摩擦配合。驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备，其特征在于，包括：蓄液容器，标签，具有内通道的模拟短节，从上游到下游的方向上，所述模拟短节具有依次连接的用于向所述内通道内投放所述标签的标签投放装置、井下天线装置和读取控制装置，其中，所述内通道通过泥浆泵与所述蓄液容器连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟井下无线射频通讯系统的设备，其特征在于，包括：蓄液容器，标签，具有内通道的模拟短节，从上游到下游的方向上，所述模拟短节具有依次连接的用于向所述内通道内投放所述标签的标签投放装置、井下天线装置和读取控制装置，其中，所述内通道通过泥浆泵与所述蓄液容器连通。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述标签投放装置包括：筒状的投放主体，连通式设置在所述投放主体的外侧壁上的导向筒，在所述导向筒的外壁上设置有投放口，设置在所述导向筒内并与所述导向筒匹配的移动体，在所述移动体的中间处设置有能与所述投放口连通的第一通孔，所述移动体构造为在外力作用下使所述第一通孔延伸到所述投放主体的内腔中。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述标签投放装置还包括驱动轴，所述驱动轴的一端与所述移动体固定连接，而另一端穿过设置在所述导向筒的自由端的固定件后向外界延伸。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述驱动轴与所述固定件螺纹连接。5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述井下天线装置包括：与所述投放主体连接的筒状的天线装置主体，设置在所述天线装置主体的内腔中的天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亮，戴文潮，程光明，赵建军，尹慧博，马兰荣，赵晨熙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11