一种用于采油井的信息传输装置及信息传输方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于采油井的信息传输装置及信息传输方法，包括：信息转化模块，用于将待传输信息转化为待传输信号；信号编码模块，用于将所述待传输信号编码为编码信号；信号传输模块，用于根据所述编码信号控制抽油机将所述编码信号调制于抽油杆的运动信号之中，并通过所述抽油杆的运动信号将所述编码信号传输至信号解码模块；信号解码模块，用于将所述运动信号解码为所述待传输信号；信息还原模块，用于将所述待传输信号转化为所述待传输信息。本发明专利技术所提出的信息传输装置及信息传输方法使用现有举升装置进行信息双向传递，通用性强，成本低，可重复使用，还可以与其他井下智能设备连接完成各种油井措施，扩展性强。扩展性强。扩展性强。

【技术实现步骤摘要】
一种用于采油井的信息传输装置及信息传输方法


[0001]本专利技术涉及信息传输
，特别涉及一种主要用于采油井的信息传输装置及信息传输方法。

技术介绍

[0002]近年来，常规油气资源进入开发中后期，高含水、剩余油高度分散、层间矛盾等问题日趋严峻，新开采油气资源逐步向非常规、复杂地质条件方向发展，因此急需数字化、智能化的油气田开发技术，实现多油气层分层开采和优化生产管理。
[0003]目前国内油田开采的举升方式中，使用地面抽油机驱动井下柱塞泵占比超过90%，在采油工程中处于主导地位。通过对有杆柱塞泵井下动液面、含水率、多相流流量、温度、压力等参数进行实时在线测量，指导油井抽汲参数调整，可以实现有杆泵采油的优化控制，提高系统效率和经济效益，最大限度挖掘油层潜力。同时也为油田数字化开发提供海量的基础数据支持。
[0004]智能完井是集井下动态监测与生产实时控制为一体的前沿技术，能够优化生产、管理油藏和提高采收率，是数字化油田的关键环节，是当前油气开采发展趋势的代表性技术。与常规完井相比，智能完井技术实现了油气井开采的实时闭环控制，解决了多油层段的油气井和分支井开采中的层间干扰难题，免除或减少了常规测试和修井作业对正常生产的干扰，延长了油井的生产周期，具有显著的优势和巨大的发展潜力，对提高油气井产量、指导油气藏优化开发、促进油气田向数字化、智能化方向发展具有重要的意义。国外对该技术的研究日趋深入和成熟，应用范围和规模也日益扩大，但由于技术、成本、产量等客观条件的限制，智能完井技术并不适用国内井况。/>[0005]在智能完井系统中，均由缆线连接地面设备和井下设备，起到能源和传输信道的重要作用，缆线包括液压管线或电缆，不仅由于井深、高温、高压造成价格昂贵，且在下入过程中极易造成损伤，因此带来了高额的硬件成本和风险成本。如果能够形成采油井无线传输和供能技术方法，必将大幅降低成本和施工难度，有力推动分层采油和生产技术向低成本、实用化方向发展。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种不依赖液压管线或电缆，且结构简单的用于采油井的信息传输装置及信息传输方法，旨在于解决当前智能完井系统中硬件成本较高和风险成本较高的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术第一方面提出了一种采油井的井下无线传输装置，包括：信息转化模块，用于将待传输信息转化为待传输信号；信号编码模块，用于将所述待传输信号编码为编码信号；信号传输模块，用于根据所述编码信号控制抽油机将所述编码信号调制于抽油杆的运动信号之中，并通过所述抽油杆的运动信号将所述编码信号传输至信号解码模块；
信号解码模块，用于将所述运动信号解码为所述待传输信号；信息还原模块，用于将所述待传输信号转化为所述待传输信息。
[0008]优选的，所述信号传输模块包括抽油机、抽油杆及油管；所述信息转化模块与所述信号编码模块设置于抽油机控制器之中；所述信号解码模块与所述信息还原模块设置于井下信息接收设备之中。
[0009]优选的，所述抽油机与所述井下信息接收设备之间还设有井下传输控制器；所述井下传输控制器，包括：传动杆、中空外壳、堵塞器、堵塞控制器、控制电路及传动机构，其中，所述传动杆嵌套于所述抽油杆的外部；所述中空外壳嵌套固定于所述油管的外部；所述中空外壳的内部设有第一空腔与第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔之间设有第一通道与第二通道，所述传动杆位于所述第二通道内且与所述第二通道侧壁构成动密封；所述中空外壳的内部还设有密封腔；所述控制电路位于所述密封腔内；所述传动机构的第一端位于所述密封腔内，所述传动组件的第二端与所述传动杆动连接；所述堵塞控制器的第一端位于所述密封腔内，所述堵塞控制器的第二端位于所述第二空腔内；所述堵塞器的第一端可伸缩地安装于所述堵塞控制器的第二端的内部，所述堵塞器与所述第一通道同轴。
[0010]优选的，所述传动杆为齿条传动杆；所述传动机构为齿轮。
[0011]优选的，所述控制电路，包括传感器与驱动电机，其中，所述传感器，用于获取所述传动机构的运动参数；所述传感器，还用于根据所述运动参数确定所述传动杆的运动位置信息，根据所述运动位置信息确定调制所述上传信息的调制时点；所述驱动电机，用于在所述控制电路的驱动与控制下，驱动位于所述堵塞器控制器第二端的堵塞器的伸长与收缩。
[0012]优选的，所述堵塞器处于收缩位置时，抽油机的悬点载荷为基准值；所述堵塞器处于最大伸长位置时，所述堵塞器的第二端与所述第一通道贴合，所述第一通道被封闭，所述悬点载荷高于所述基准值；所述信息还原模块，还用于将待上传信息转化为待上传信号；所述信号解码模块，还用于将所述待上传信号编码为上传信号编码；所述信号解码模块，还用于控制所述井下传输控制器将所述上传信号编码调制于所述抽油机的悬点载荷的信号之中；所述信号编码模块，还用于将所述抽油机的悬点载荷的信号解码为所述待上传信号；所述信息转化模块，还用于将所述待上传信号还原为所述待上传信息。
[0013]优选的，所述抽油机，用于在所述信号传输模块的控制下，控制所述抽油杆与所述传动杆运动，以驱动所述传动机构旋转，将待下传信息调制至所述传动机构的旋转角度信息之中。
[0014]优选的，所述传动机构还与发电机连接。
[0015]本专利技术第二方面提供一种用于采油井的信息传输方法，包括：利用信息转化模块将待传输信息转化为待传输信号；利用信号编码模块将所述待传输信号编码为编码信号；利用信号传输模块根据所述编码信号控制抽油机将所述编码信号调制于抽油杆的运动信号之中，并通过所述抽油杆的运动信号将所述编码信号传输至信号解码模块；利用信号解码模块将所述运动信号解码为所述待传输信号；利用信息还原模块将所述待传输信号转化为所述待传输信息。
[0016]优选的，对井下上传信息的调制解调与对井上下传信息的调制解调采用相同的调制解调编码规则。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术所提出的井下无线双向传输方法使用现有举升装置进行信息双向传递，除增加一套井下传输控制器以外，不需要对现有举升装置进行任何定制修改，通用性强，成本低，可重复使用，还可以与其他井下智能设备连接完成各种油井措施，扩展性强。
[0018]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0019]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0020]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为采油井的信息传输装置的结构示意图；图2为井下传输控制器结构示意图；图3为井下传输控制器工作时的悬点载荷的示意图；图4为用于采油井的信息传输方法示意图；图5为信息上传示意图；图6为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于采油井的信息传输装置，其特征在于，包括：信息转化模块，用于将待传输信息转化为待传输信号；信号编码模块，用于将所述待传输信号编码为编码信号；信号传输模块，用于根据所述编码信号控制抽油机将所述编码信号调制于抽油杆的运动信号之中，并通过所述抽油杆的运动信号将所述编码信号传输至信号解码模块；信号解码模块，用于将所述运动信号解码为所述待传输信号；信息还原模块，用于将所述待传输信号转化为所述待传输信息。2.如权利要求1所述的用于采油井的信息传输装置，其特征在于，所述信号传输模块包括抽油机、抽油杆及油管；所述信息转化模块与所述信号编码模块设置于抽油机控制器之中；所述信号解码模块与所述信息还原模块设置于井下信息接收设备之中。3.如权利要求2所述的用于采油井的信息传输装置，其特征在于，所述抽油机与所述井下信息接收设备之间还设有井下传输控制器；所述井下传输控制器，包括：传动杆、中空外壳、堵塞器、堵塞控制器、控制电路及传动机构，其中，所述传动杆嵌套于所述抽油杆的外部；所述中空外壳嵌套固定于所述油管的外部；所述中空外壳的内部设有第一空腔与第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔之间设有第一通道与第二通道，所述传动杆位于所述第二通道内且与所述第二通道侧壁构成动密封；所述中空外壳的内部还设有密封腔；所述控制电路位于所述密封腔内；所述传动机构的第一端位于所述密封腔内，所述传动机构的第二端与所述传动杆动连接；所述堵塞控制器的第一端位于所述密封腔内，所述堵塞控制器的第二端位于所述第二空腔内；所述堵塞器的第一端可伸缩地安装于所述堵塞控制器的第二端的内部，所述堵塞器与所述第一通道同轴。4.如权利要求3所述的用于采油井的信息传输装置，其特征在于，所述传动杆为齿条传动杆；所述传动机构为齿轮。5.如权利要求3所述的用于采油井的信息传输装置，其特征在于，所述控制电路，包括传感器与驱动电机，其中，所述传感器，用于获取所述传动机构的运动参数；所述传感器，还用于根据所述运动参数确定所述传动杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨清海，廖成龙，曹刚，付涛，石白茹，于川，高扬，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：