一种井下无线电磁发射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种井下无线电磁发射装置，该装置包括供电电源电路、工作电源电路、通讯电路、存储电路、主控单元、调压调流电路、初级放大电路、功率放大电路以及无线电磁发射天线，其中：供电电源电路将接入的供电电源整流滤波，为工作电源电路和调压调流电路提供电源；工作电源电路为调压调流电路、功率放大电路以及主控单元提供工作电源；调压调流电路根据天线负载的大小和供电电源电路提供的电压的大小，调节供给功率放大电路的电压和电流；主控单元控制通讯电路通过现场总线和井下检测仪器进行数据交换，存储到存储电路；主控单元控制调压调流电路的工作与停止；主控单元将接收到的检测仪器数据通过调制，经过初级放大电路和功率放大电路，输出到无线电磁发射天线发射出去。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Underground wireless electromagnetic transmitting device

The utility model provides a wireless electromagnetic emission device, the device comprises a power supply circuit, power supply circuit, communication circuit, memory circuit, main control unit, voltage regulating circuit, primary amplifying circuit, power amplifying circuit and antenna, wireless electromagnetic emission including: power supply circuit of power supply rectifier filter access. Provide power for the power supply circuit and voltage regulating circuit; power supply circuit voltage and current circuit, adjustable power amplifier circuit and the main control unit provides power supply; adjusting voltage and current voltage circuit according to the antenna size and negative power supply circuit provides the load size, adjust the supply power amplifying circuit of voltage and current control; the control unit communication circuit for data exchange through the field bus and underground testing equipment, storage circuit of the main control unit; Control circuit for adjusting voltage and current work and stop; the main control unit will detect instrument data received through the modulation, a primary amplifying circuit and a power amplifying circuit, output to the wireless transmitting antenna electromagnetic launch.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油、矿山、地质勘探等领域地层信息的采集和传送， 尤其涉及一种井下无线电磁发射装置。
技术介绍
当前，在石油、矿山、地质勘探等钻井工程中，为了能使钻井轨迹更准 确的按照工程设计要求钻进，以及更及时、准确地掌握地层信息，就需要把 定向传感器和采集地质信息的传感器安装在靠近钻头的位置，这些传感器随 着钻机的钻进在井下进行测量。.与此同时，传感器采集到的数据还要实时传 输到地面，以便使工程技术人员及时了解井筒的轨迹和地层信息的变化。钻井工程中井下测量信息的传输一般有两种方法， 一种是有线传输，另 一种泥浆脉冲传输。有线传输就是用一种铠装单芯电缆下端连接测量仪器， 通过钻柱的泥浆通道放入井下钻铤中，测量仪器获得的数据由这根铠装单芯电缆传输到地面，然而，这种方法不能在旋转钻井和并斜角大于45度的井 中使用，因为电缆在钻柱的通道内，如果钻柱旋转电缆将被绞断，另外井斜 角大于45度时，仪器靠自身重量下放到井底将很困难。泥浆脉冲传输是利 用安装在钻铤中的脉冲发生器，在钻柱通道内的泥浆中，产生压力波，以这 种压力波为载体将数据传上来，然而，这种遥测方法只能用在以普通泥浆为 介质的钻井施工中，如果用在欠平衡钻井中，将无法传输井下数据，因为在 欠平衡钻井中，钻井液(介质)是气体或泡沬泥浆，气体和泡沫泥浆是可压 縮的，在这种介质中产生的压力脉冲会严重变形，导致接收传感器不能正确 地提取信号，因此，在气体钻井和泡沫钻井中，要将井下传感器的数据上传 到地面，就必须寻找新的方法。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种井下无线电磁发射装置，实现将井 下测量信息通过无线电磁波信号的形式传输到地面，解决现有技术中传输方 式的缺陷。为实现上述目的，本技术的技术方案如下本技术提供一种井下无线电磁发射装置，该装置包括供电电源电 路、工作电源电路、通讯电路、存储电路、主控单元、调压调流电路、初级 放大电路、功率放大电路以及无线电磁发射天线，其中供电电源电路将接 入的供电电源整流滤波，为工作电源电路和调压调流电路提供电源；工作电 源电路为调压调流电路、功率放大电路以及主控单元提供工作电源；调压调 流电路根据无线电磁发射天线负载的大小和供电电源电路提供的电压的大 小，调节供给功率放大电路的电压和电流；主控单元控制通讯电路通过现 场总线和井下检测仪器进行数据交换，将通过通讯电路接收到的检测仪器的 数据存储到存储电路；主控单元将接收到的检测仪器数据进行调制，经初级 放大电路和功率放大电路放大，输出到无线电磁发射天线，通过无线电磁发 射天线发射出去。本技术可以广泛应用于以各种介质为钻井液的特殊工艺井和常规 钻井工程中，通过无线电磁发射装置产生无线电磁波信号，实现测量数据实 时准确地传输到地面。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的 一部分，并不构成对本技术的限定。在附图中-图1为本技术实施例的井下无线电磁发射装置的电路功能示意图； 图2为本技术实施例的调压调流电路的电路图； 图3为本技术实施例的主控单元的电路图； 图4为本技术实施例的通讯电路的电路图；图5为本技术实施例的存储电路的电路图6为本技术实施例的调制放大电路的电路图7为本技术实施例的工作电源电路的电路图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结 合实施例和附图，对本技术实施例做进一步详细说明。在此，本实用新 型的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术 的限定。为了解决上述现有技术中的问题，本技术提供一种井下无线电磁发 射装置，以在石油、矿山、地质勘探等随钻测量或非随钻测量钻井仪器设备 中，将井下测量仪器检测到的数据，通过本技术的井下无线电磁发射装 置调制、放大并传输到井下无线电磁发射天线，在井下空间产生无线电磁信 号，通过该无线电磁信号将井下测量信息传输到地面。以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。 请参照图1，其为根据本技术的井下无线电磁发射装置的结构示意 图，如图所示，本技术实施例的井下无线电磁发射装置包括供电电源电路l、工作电源电路2、通讯电路3、存储电路4、主控单元5调压调流电路 6、功率放大电路7、初级放大电路8以及无线电磁发射天线9，其中供电电源可以是单相、三相或直流电压供电电源；供电电源电路l可以 通过如图1所示的整流滤波电路实现，包括热保护器、整流桥、滤波电容等， 用于为工作电源电路2以及调压调流电路6提供电源。工作电源电路2连接供电电源电路1以及调压调流电路6以及功率放大 电路7，用于为调压调流电路6和功率放大电路7以及主控单元提供稳定的 低压工作电源，根据本技术的一实施例，该工作电源电路2可以通过如 图7所示的工作电源电路来实现，具体将在下面进行说明。调压调流电路6与供电电源电路1连接，根据井下无线电磁发射天线负载的大小和供电电源电路1提供的电压的大小，调节提供给功率放大电路7 的电压和电流。当井下无线电磁发射天线9遇到低电阻率地层负载时，调压 调流电路6减小供给功率放大电路7的电压，以减小功率放大电路7输出给 井下无线电磁发射天线9的电流，避免因过大电流损坏功率放大电路7。当 井下无线电磁发射天线9遇到高电阻率地层负载时，调压调流电路6增大供 给功率放大电路7的电压，以增大调制放大电路6输出给井下无线电磁发射 天线9的电流，增强传输信号强度。功率放大电路7还与初级放大电路8、无线电磁发射天线9相连。主控 单元5控制通讯电路3，通过现场总线和井下检测仪器进行数据交换，并将 接收到的井下检测仪器的数据存储到存储电路4;主控单元5将接收到的井 下检测仪器的数据进行调制，经初级放大电路8和功率放大电路7放大，输 出到无线电磁发射天线9。根据本技术的一较佳实施例，调压调流电路51可以通过如图2所 示的电路图来实现，如图2所示，供电电源，如三相、单相或直流电压电源 等通过U、 V、 W三相输入端接入本技术实施例的井下无线电磁发射装 置，分别经保险F1、保险F2、保险F3过电流保护，二极管D2—D7全桥整 流和滤波电容C14成为直流电压。开关晶体管Q5、续流二极管D8、储能滤 波电感Ll、储能滤波电容C15组成BUCK降压变换电路。开关晶体管Q5 工作于开关状态，通过控制开关晶体管Q5的开通占空比对输入电压或电流 进行斩波，经储能滤波电感Ll和储能滤波电容C15将通过开关晶体管Q5 的脉冲电压或电流滤波成直流电压或电流，实现调电压和调电流功能。再请参照图2，本实施例的调压调流电路包括外部关断电路，由1N117 运算放大器U1、电容C1、电容C2、 二极管D1组成；给定电压值电路，由 电阻R2、电阻R6、电容Cll、电容C3、电容C4、 OP293运算放大器U3A 组成；误差放大电路，由电阻R7、电阻R8、电阻Rll、电阻R15、电阻R12、 电阻R13、电容C12、电容C13、 OP293运算放大器U3B组成；反馈放大电路，由电阻R14、电阻R17、电阻R19、电阻R21、电阻R18、电阻R9、电 阻R20、电容C7、电容C9、电容C5、电容C6、 1N117运算放大器U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下无线电磁发射装置，其特征在于，该装置包括供电电源电路、工作电源电路、通讯电路、存储电路、主控单元、调压调流电路、初级放大电路、功率放大电路以及无线电磁发射天线，其中：　供电电源电路将接入的供电电源整流滤波，与工作电源电路和调压 调流电路相连，为工作电源电路和调压调流电路提供电源；　工作电源电路为调压调流电路、功率放大电路以及主控单元提供工作电源；　调压调流电路根据无线电磁发射天线负载的大小和供电电源电路提供的电压的大小，调节供给功率放大电路的电压和电流 ；　主控单元控制通讯电路通过现场总线和井下检测仪器进行数据交换，将通过通讯电路接收到的检测仪器的数据存储到存储电路；　主控单元将通过通讯电路接收到的检测仪器的数据进行调制，送入初级放大电路进行初级放大，再送入功率放大电路放大，最 后输出到无线电磁发射天线，通过无线电磁发射天线发射出去。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，陈文艺，曹冲，
申请(专利权)人：中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]