一种近钻头伽马成像工具无线控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种无线控制装置及控制方法，属于随钻测量领域，具体是涉及一种近钻头伽马成像工具无线控制装置及控制方法。本发明专利技术通过地面设备和无线短传天线件的耦合作用给仪器内部的控制供电，控制器得电工作后，可自行将仪器内部的电池开关打开和关闭，从而实现不同打开仪器密封结构，就可打开仪器电源的功能，极大程度减少钻井现场打开仪器从而导致仪器密封失效，损坏仪器的风险。损坏仪器的风险。损坏仪器的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种近钻头伽马成像工具无线控制装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种无线控制装置及控制方法，属于随钻测量领域， 具体是涉及一种近钻头伽马成像工具无线控制装置及控制方法。

技术介绍

[0002]随钻测量MWD(Measurement While Drilling)是指钻机在钻进的同 时连续不断地检测有关钻孔或钻头的信息。钻井过程中，近钻头处的 伽马、电阻率等地层地质参数的随钻准确测量对安全、高效钻井十分 重要的。近年来，随着油气藏开采难度的增加，钻井深度的增加，特 别是各种分支井、水平井的开发，常规随钻测量系统测量点远离钻头， 地层地质数据信息测量滞后，大大降低了钻遇率，降低油井产量。
[0003]现有技术中的的近钻头伽马成像工具，在伽马传感器旋转时通过 伽马传感器记录工具近钻头处周围地层的自然伽马，并和地磁传感器 测量到方位数据信息进行数据融合，产生伽马成像信息，并以无线电 磁波信号的方式从螺杆马达下部钻头上部将测量到的伽马信息传输 到螺杆马达上部的无线数据接收工具短节，并由MWD泥浆脉冲信息 传输系统传输到地面，有地质工程师进行解释。由于这种近钻头的伽 马成像工具的长度不能太长，否则影响整个钻具组合的造斜能力，因 此留给伽马传感器和电路安装的空间及其有限，工具除安装必要功能 模块(如伽马传感器、无线短传天线、测控电路)外，会尽量减少其他 功能模块。
[0004]现有技术中，在打开仪器电源的时候，需要打开仪器密封结构， 会导致仪器密封失效，损坏仪器。
[0005]因此，对现有技术中的仪器上电启动和断电控制方式进行改进， 以满足不同应用场景的需求，是当前迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本 理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认 出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的 范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念 以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0007]本专利技术主要是解决现有技术所存在的钻井现场频繁开启仪器造 成的密封失效等技术问题，提供了一种近钻头伽马成像工具无线控制 装置及控制方法。该装置及方法在保留无线短传天线原功能基础上， 利用地面设备和无线短传天线件的耦合作用给仪器内部的控制供电， 控制器得电工作后，可自行将仪器内部的电池开关打开和关闭。
[0008]为解决上述问题，本专利技术的方案是：
[0009]一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，包括：
[0010]控制端，包括一个H桥数字功放电路以及与所述H桥数字功放电 路相连的LC调谐发射线圈；
[0011]受控端，包括一个全波整流桥电路以及与所述全波整流桥电路相 连的LC调谐接收线圈，所述LC调谐接收线圈能够与所述LC调谐发 射线圈相耦合，所述全波整流桥电路电连接至近钻头测量与无线短传 电路系统；
[0012]其中，所述受控端设置于随钻测量钻艇本体的无线舱体中，所述 无线舱体沿钻艇本体的侧壁设置有天线保护罩；
[0013]优选的，上述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，所述钻 艇本体包括一电路舱体，所述近钻头测量与无线短传电路系统设置于 该电路舱体内。
[0014]优选的，上述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，所述近 钻头测量与无线短传电路系统包括相互间电连接的钻头地质参数测 量电路、无线短传通讯电路和无线通电断电控制电路。
[0015]优选的，上述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，所述钻 艇本体包括一电池舱体，用于安装向所述近钻头测量与无线短传电路 系统以及LC调谐接收线圈和全波整流桥电路供电的电池组。
[0016]优选的，上述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，所述控 制端还包括依次连接的控制器、数字频率合成器、运算放大器、比较 器、MOSFET管驱动器，所述MOSFET管驱动器与所述H桥数字功放电 路。
[0017]优选的，上述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，，所述 受控端包括：
[0018]与所述全波整流桥、低功耗控制器、MOSFET驱动器相连的储能 电容，所述MOSFET驱动器与一三极管的集电极以及近钻头测量与无 线短传电路系统统相连，所述三极管的发射极与电池系统相连。
[0019]一种近钻头伽马成像工具无线控制方法，包括：
[0020]将电路舱体中的受控电路与一带有LC调谐接收线圈的受控端相 连；
[0021]利用一带有能够与所述LC调谐接收线圈相耦合的LC调谐发射线 圈的控制端产生电磁波信号以在所述LC调谐接收线圈内产生高频感 应电流进而控制。
[0022]优选的，上述一种近钻头伽马成像工具无线控制方法，包括：所 述控制端控制器控制数字频率合成器产生与LC调谐发射线圈的调谐 频率相同的正弦信号，该信号通过运算放大器放大并增加输出电流， 并通过两个比较器产生带有死区的互补方波，然后通过MOSFET管驱 动器驱动由MOSFET管构成的H桥数字功放电路产生频率为F0的功率 信号，最终通过调谐频率为F0的LC调谐发射线圈发射出电磁波。
[0023]优选的，上述一种近钻头伽马成像工具无线控制方法，所述控制 端还包括依次连接的控制器、数字频率合成器、运算放大器、比较器、 MOSFET管驱动器，所述MOSFET管驱动器与所述H桥数字功放电路；
[0024]其中，所述高频感应电流经过全波整流电路转换为直流后给储能 电容进行充电，使得电容的电压不断上升，直到达到低功耗控制器的 工作电压，从而使低功耗控制器开始工作，低功耗控制器开始工作后， 将通过MOSFET管驱动器驱动MOSFET管打开，将电池的电能加载到低 功耗控制器上，代替电容给低功耗控制器供电，从而使近钻头工具的 电路系统开始全面正常工作。
[0025]因此，本专利技术的优点是：通过地面设备和无线短传天线件的耦合 作用给仪器内部的控制供电，控制器得电工作后，可自行将仪器内部 的电池开关打开和关闭，从而实现不
同打开仪器密封结构，就可打开 仪器电源的功能，极大程度减少钻井现场打开仪器从而导致仪器密封 失效，损坏仪器的风险。
附图说明
[0026]并入本文并形成说明书的一部分的附图例示了本专利技术的实施例， 并且附图与说明书一起进一步用于解释本专利技术的原理以及使得所属 领域技术人员能够制作和使用本公开。
[0027]图1例示了本专利技术实施例中的无线短传系统布局示意图；
[0028]图2例示了本专利技术实施例中的近钻头测量和无线数据传输工具 短节整体结构；
[0029]图3例示了本专利技术实施例中的短传天线实现无线控制仪器上电 断电功能的示意图；
[0030]图4
‑
1，4
‑
2是无线开关电路结构示意图；
[0031]图4
‑
3，4
‑
4是本实施的电路结构示意图；将参照附图描述本专利技术的实施例。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，其特征在于，包括：控制端，包括一个H桥数字功放电路以及与所述H桥数字功放电路相连的LC调谐发射线圈；受控端，包括一个全波整流桥电路以及与所述全波整流桥电路相连的LC调谐接收线圈，所述LC调谐接收线圈能够与所述LC调谐发射线圈相耦合，所述全波整流桥电路电连接至近钻头测量与无线短传电路系统；其中，所述受控端设置于随钻测量钻艇本体的无线舱体中，所述无线舱体沿钻艇本体的侧壁设置有天线保护罩。2.根据权利要求1所述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，其特征在于，所述钻艇本体包括一电路舱体，所述近钻头测量与无线短传电路系统设置于该电路舱体内。3.根据权利要求1所述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，其特征在于，所述近钻头测量与无线短传电路系统包括相互间电连接的钻头地质参数测量电路、无线短传通讯电路和无线通电断电控制电路。4.根据权利要求1所述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，其特征在于，所述钻艇本体包括一电池舱体，用于安装向所述近钻头测量与无线短传电路系统以及LC调谐接收线圈和全波整流桥电路供电的电池组。5.根据权利要求1所述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，其特征在于，所述控制端还包括依次连接的控制器、数字频率合成器、运算放大器、比较器、MOSFET管驱动器，所述MOSFET管驱动器与所述H桥数字功放电路。6.根据权利要求1所述的一种近钻头伽马成像工具无线控制装置，其特征在于，所述受控端包括：与所述全波整流桥、低功耗控制器、MOSFET驱动器相连的储能电容，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾衡天，潘兴明，毛为民，王鹏，艾维平，陈文艺，彭烈新，樊懿锋，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：