一种过套管井下测量电缆复用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种过套管井下测量电缆复用装置，该过套管井下测量电缆复用装置采用七芯电缆的第一、第二、第三和第四电缆芯通过供电变压器连接地面系统与井下仪器，将地面系统的可调式交流电转换为直流电提供给井下仪器；采用七芯电缆的第五、第六电缆芯通过通讯变压器连接地面通讯控制系统与井下通讯控制系统，进行地面系统与井下仪器的通信信号传输，同时还作为电机的交流电电源传输线缆；采用七芯电缆的第七电缆芯连接井口与井下电压采集板，进行参考U电极信号的传输。由于七芯电缆的缆芯数目有限，电源和信号可以复用缆芯，利用平衡原理，巧妙的连接各个回路，就可以在七芯电缆上既传输信号又给井下仪器供电，利用幻象供电达到平衡供电。

【技术实现步骤摘要】
一种过套管井下测量电缆复用装置
本技术涉及过套管电阻率测井技术中的井地通信系统领域，具体涉及一种过套管井下测量电缆复用装置。
技术介绍
测井电缆用于各类油、气井的测井、射孔、取芯等作业，也可以用于水利水文测量、煤田地质勘探、地热测井等方面，进行探测井下各种参数，是地面系统与地下仪器之间作为挂重连接以及传输测量数据用的连接线。测井电缆的重要作用就是输送各种下井仪器、传送地面控制系统与井下仪器之间的各种信号、获取井下信息的深度位置，其常用的是七芯电缆。目前，现有的过套管中七芯电缆，四个芯用于大电流的传输，一个芯为地面大地参考信号U，一个芯为150V电源供电及通讯复用、另外一芯为电机及电磁阀供电电源线。当仪器工作时，首先电机工作，放开探针，然后仪器发送大电流进行数据的采集，最后关闭大电流，再进行和地面的数据传输，将采集来的数据信息传输至地面系统。仪器的采集与数据的传输是分开进行的，同时电源进入仪器后需要通过大电容进行滤波处理，由于电容的存在使得仪器的使用温度受限。过套管中电缆在现有技术存在的缺陷：1.系统效率比较低，测试时间长；2.仪器工作时不能实现即采即传的效果；3.发射大电流对采集信号的影响过大；4.直流电源的滤波电容容量过大增加制造成本，又限制了仪器的使用温度。该领域的现有技术中，公开号为CN201835827U的中国技术专利公开了一种石油测井缆芯的复用装置，用于地面设备与井下仪器之间的数据传输和系统供电，但该装置的结构和效果已不能满足目前的使用要求。
技术实现思路
为了解决过套管井下测量电缆在现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种过套管井下测量电缆复用装置，利用七芯电缆的第5、6电缆芯进行通信并传输电机的电源，利用七芯电缆的第1、2、3、4电缆芯传输大电流并同时为井下各个电路板提供工作电源，利用七芯电缆的第7电缆芯作为U参考电压，由于缆芯数目有限，在使用七芯电缆传输时，供电和信息传输需要共用缆芯，而由于电源和数据信号的频率不同，则电源和信号可以复用缆芯，利用平衡原理，巧妙的连接各个回路，就可以在七芯电缆上既传输信号又给井下仪器供电，也就是利用幻象供电达到平衡供电的方式。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案。首先，本技术公开了一种过套管井下测量电缆复用装置。本技术的过套管井下测量电缆复用装置，采用七芯电缆作为地面系统与井下仪器的供电线缆以及为井下仪器的采集和传输数据提供工作电源，所述七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯通过供电变压器连接地面系统与井下仪器，将地面系统的可调式交流电转换为直流电提供给井下仪器；所述七芯电缆的第五电缆芯、第六电缆芯通过通讯变压器连接地面通讯控制系统与井下通讯控制系统，进行地面系统与井下仪器的通信信号传输，同时还作为电机的交流电电源传输线缆；所述七芯电缆的第七电缆芯连接井口与井下电压采集板，进行参考U电极信号的传输。优选的是，所述地面系统采用第一交流供电面板提供可调式交流电，通过供电变压器耦合到七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯上，由第一电缆芯、第二电缆芯和第三电缆芯、第四电缆芯进行可调式交流电的传输。在上述任一技术方案中优选的是，所述井下仪器通过供电变压器从七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯上获取可调式交流电，通过AC/DC转换单元获取直流电。在上述任一技术方案中优选的是，所述第一交流供电面板设置在供电变压器的次级线圈侧。在上述任一技术方案中优选的是，所述第一电缆芯、第二电缆芯和所述第三电缆芯、第四电缆芯分别并联于供电变压器的初级线圈侧。在上述任一技术方案中优选的是，所述AC/DC转换单元包括整流桥和滤波模块。在上述任一技术方案中优选的是，所述第一交流供电面板输出50HZ的可调式交流电，50HZ的可调式交流电通过供电变压器耦合至七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯，第一电缆芯、第二电缆芯和第三电缆芯、第四电缆芯传输可调式交流电至AC/DC转换单元进行交/直流转换，为井下仪器提供60-180V的直流电源。在上述任一技术方案中优选的是，所述地面系统设置有电流源面板，所述地面系统通过单根电流线连接电流源面板。在上述任一技术方案中优选的是，所述井下仪器设置有电流转换板，所述井下仪器通过单根电流线连接电流转换板。在上述任一技术方案中优选的是，所述供电变压器设置有两个初级线圈和一个次级线圈，所述两个初级线圈的参数对称。在上述任一技术方案中优选的是，所述供电变压器包括铁芯、线包和引线，所述引线包括六根初级线圈引线和两根次级线圈引线。在上述任一技术方案中优选的是，所述地面系统采用第二交流供电面板提供可调式交流电，以七芯电缆的缆皮作为回路，传输可调式交流电至井下电机及液压阀供电切换电路板，为马达或电磁阀提供工作电源。在上述任一技术方案中优选的是，所述第二交流供电面板输出的可调式交流电频率是50HZ。在上述任一技术方案中优选的是，所述地面通讯控制系统通过单根电流线连接第二交流供电面板。在上述任一技术方案中优选的是，所述井下通讯控制系统通过单根电流线连接电机及液压阀供电切换电路板。在上述任一技术方案中优选的是，所述地面通讯控制系统的地面通讯发射模块和地面通讯接收模块通过通讯变压器耦合通信信号到七芯电缆的第五电缆芯、第六电缆芯上，七芯电缆的第五电缆芯、第六电缆芯差分传输通信信号至井下通讯控制系统的井下通讯发射模块和井下通讯接收模块。其次，本技术还公开了一种过套管井下测量电缆复用装置的工作方法。本技术的过套管井下测量电缆复用装置的工作方法，采用如上任一项所述的过套管井下测量电缆复用装置，该工作方法包括如下步骤：步骤一，在地面系统与井下仪器的工作中，地面系统采用第一交流供电面板提供50HZ的可调式交流电，50HZ的可调式交流电通过供电变压器耦合到七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯上，由第一电缆芯、第二电缆芯和第三电缆芯、第四电缆芯传输50HZ的可调式交流电到井下仪器，井下仪器将通过供电变压器从七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯上获取的50HZ可调式交流电经AC/DC转换单元以整流桥及滤波模块的方式获得直流电，该直流电的可供电范围为60-180V；步骤二，地面系统输入单根电流线获取的大电流经过供电变压器连接到七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯上，井下仪器采用相同的方式输出单根电流线连接至电流换向板，以大地为回路；步骤三，地面通讯控制系统通过七芯电缆的第五电缆芯、第六电缆芯差分传输通信信号，可在发射大电流时刻同时进行通信传输，并且电源供电与通信信号传输互不影响；步骤四，井下仪器的电机及液压阀供电切换电路板通过通讯变压器耦合七芯电缆的第五电缆芯、第六电缆芯并联传输交流电，以缆皮为传输回路；步骤五，井口通过七芯电缆的第七电缆芯连接井下的电压采集板，七芯电缆的第七电缆芯传输U电极的参考信号。本技术的过套管井下测量电缆复用装置及其工作方法，过套管井下测量电缆复用装置采用七芯电缆作为地面系统与井下仪器的供电线缆以及井下仪器的采集和传输数据提供工作电源；七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过套管井下测量电缆复用装置，采用七芯电缆作为地面系统与井下仪器的供电线缆，以及为井下仪器的采集和传输数据提供工作电源，其特征在于：所述七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯通过供电变压器连接地面系统与井下仪器，将地面系统的可调式交流电转换为直流电提供给井下仪器；所述七芯电缆的第五电缆芯、第六电缆芯通过通讯变压器连接地面通讯控制系统与井下通讯控制系统，进行地面系统与井下仪器的通信信号传输，同时还作为电机的交流电电源传输线缆；所述七芯电缆的第七电缆芯连接井口与井下电压采集板，进行参考U电极信号的传输。

【技术特征摘要】
1.一种过套管井下测量电缆复用装置，采用七芯电缆作为地面系统与井下仪器的供电线缆，以及为井下仪器的采集和传输数据提供工作电源，其特征在于：所述七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯通过供电变压器连接地面系统与井下仪器，将地面系统的可调式交流电转换为直流电提供给井下仪器；所述七芯电缆的第五电缆芯、第六电缆芯通过通讯变压器连接地面通讯控制系统与井下通讯控制系统，进行地面系统与井下仪器的通信信号传输，同时还作为电机的交流电电源传输线缆；所述七芯电缆的第七电缆芯连接井口与井下电压采集板，进行参考U电极信号的传输。2.如权利要求1所述的过套管井下测量电缆复用装置，其特征在于：所述地面系统采用第一交流供电面板提供可调式交流电，通过供电变压器耦合到七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯上，由第一电缆芯、第二电缆芯和第三电缆芯、第四电缆芯进行可调式交流电的传输。3.如权利要求1所述的过套管井下测量电缆复用装置，其特征在于：所述井下仪器通过供电变压器从七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯上获取可调式交流电，通过AC/DC转换单元获取直流电。4.如权利要求2所述的过套管井下测量电缆复用装置，其特征在于：所述第一交流供电面板设置在供电变压器的次级线圈侧。5.如权利要求2所述的过套管井下测量电缆复用装置，其特征在于：所述第一电缆芯、第二电缆芯和所述第三电缆芯、第四电缆芯分别并联于供电变压器的初级线圈侧。6.如权利要求3所述的过套管井下测量电缆复用装置，其特征在于：所述AC/DC转换单元包括整流桥和滤波模块。7.如权利要求2或3所述的过套管井下测量电缆复用装置，其特征在于：所述第一交流供电面板输出50HZ的可调式交流电，所述50HZ的可调式交流电通过供电变压器耦合至七芯电缆的第一电缆芯、第二电缆芯、第三电缆芯、第四电缆芯，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹旭东，颜肖平，曹卫东，李俊杰，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京,11