一种油水井井下数据无线传输装置的制作方法

本实用新型涉及智能油井开采领域，具体地说是一种油水井井下数据无线传输装置。

背景技术：

随着油藏精细开发的需求和智能油田的发展，对油水井井下数据测试和传输工艺提出了更高的要求，目前从获取井下数据的方式上主要有铠装电缆、井液压力波动、超声波等。但由于分层封隔器、油水井液柱不连续(含气、断流等影响因素)、能耗大、辅助设备多等原因，这些数据传输方法对油水井的适应性较差，难以在油田大面积普及推广。

申请号：201120203321.3，公开日2012-01-04公开了一种井下无缆传输系统的发声装置,井下无缆传输系统的发声装置包括激发组件、顶杆以及发声组件；激发组件通过顶杆和发声组件固定连接在一起。本实用新型提供了一种井下信息传输系统中的发声装置,可代替现有压电陶瓷发声装置及敲击型发声装置。有效的解决了压电陶瓷发声装置功率小、频率难以降低及敲击型发声装置频率不可控、功耗大等技术问题。

申请号：201710094965.5，公开日2017-05-17公开了一种声波传输装置和方法，属于矿用钻探仪器领域，具体涉及一种煤矿井下声波传输装置和方法。本发明将随钻测量数据通过编码转换成固定频率的机械敲击，经敲击产生的声波信号将沿着钻杆向孔口传播，通过在孔口钻杆尾端安装的传感器接收声波信号并上传计算机进行解码，即可得到随钻测量数据。本实用新型可应用于常规钻进的随钻轨迹测量，简单实用，方便可靠。

虽然以上公开文件公开的敲击后传输信号的原理与本申请类似，但具体的敲击机构的具体技术方案完全不相同，也不存在技术启示，另外整个管柱的具体技术方案、要解决的技术问题、有益效果均与公开文件不相同。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种油水井井下数据无线传输装置，主要是通过地面井口装置通过连续液控管向井下传输控制指令，而井下数据测通过敲击油管的方法构成特定的信号向井口传输数据，无需油管水柱介质、能耗小。该方法可随时获得油水井井下动态数据，只需要通过连续液控管内液柱(油柱或水柱)传递控制数据信号，还可传递数据信号来控制井下仪器或设备来调节流量，因此对各类油水井具有普遍的应用适应性。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种油水井井下数据无线传输装置，包括轴向振动发生器、流量调节阀、振动传感器，所述轴向振动发生器、流量调节阀均连接在油管上，所述振动传感器固定在油管外壁上，所述轴向振动发生器包括上接头、电磁铁、线圈、连接管、磁性衔铁、筒锤、弹簧套、承重弹簧、受振管、下接头，所述连接管上端与上接头螺纹连接，下端与受振管螺纹连接，所述受振管下端与下接头螺纹连接，所述电磁铁安装在上接头内腔，所述线圈绕在电磁铁的方形柱体上，所述弹簧套安装在受振管内部，且弹簧套和受振管之间形成环空，所述承重弹簧和筒锤均安装在弹簧套与受振管之间环空内，筒锤下端与承重弹簧上端接触，所述磁性衔铁螺纹式连接在筒锤上端外壁，所述磁性衔铁位于电磁铁正下方，所述受振管上端内壁设置内限位振动台阶，所述筒锤下端外壁设置外限位振动台阶，一方面内限位振动台阶对外限位振动台阶进行轴向限位，另一方面外限位振动台阶对内限位振动台阶撞击产生振动。

所述上接头开设径向电缆孔，电缆穿过电缆孔并通过密封压钉固定在电缆孔中，该电缆一端连接线圈，另一端则连接流量调节阀的集成电路；所述流量调节阀至少设置一个，流量调节阀与连续液控管连接，每个流量调节阀均对应各自的油层段。

所述电磁铁包括开口环基体以及设置在开口环基体上的方形柱体，所述开口环基体固定在上接头内壁开设的内环槽内，所述上接头内壁还设置锥形台阶，锥形台阶在俯视状态下能完全挡住电磁铁。

所述连接管与上接头还通过上防转销钉连接固定，所述连接管与受振管也通过下防转销钉连接固定，所述连接管和上接头之间设置密封圈，所述连接管和受振管之间设置密封圈。

所述外限位振动台阶上表面边缘位置倒圆角。

所述弹簧套下端外壁设置定位台阶，定位台阶同时被受振管和下接头夹固住，所述弹簧下端顶在定位台阶上。

所述弹簧套外壁和筒锤内壁同时开设相对应的限位台阶。

所述线圈外部包裹有保护壳。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

由地面液压波动发生装置将控制信号通过连续液控管传递给每个油层段的流量调节器，在信号处理完毕后，再由流量调节器中的集成电路控制给轴向振动发生器供电的时间间隔，轴向振动发生器有电后，线圈通电，电磁铁产生对磁性衔铁磁性吸力，磁性衔铁迅速向上运动，带动筒锤一起上移，促使筒锤下端台阶撞击在受振管上端的台阶上，产生一下沿油管向上传的敲击震荡，受流量调节器中的集成电路控制产生连续的敲击，就会产生沿油管向井口传输的轴向振动信号，信号中含有层段信息，再由振动传感器监测并向地面信号采集处理装置传输信号；

井下轴向振动信号发生器具有中心大通径，不影响油管内流体通道；

信号传输介质为油管本体和连续液控管内液柱，不受油井内液体成分的影响。

附图说明

图1为本实用新型的一种油水井井下数据无线传输装置的结构示意图；

图2为轴向振动发生器结构示意图；

图3为电磁铁俯视图；

图4为电磁铁剖面图；

图5为本实用新型另一种数据信号传输工艺管柱结构示意图。

图中：1-振动传感器、2-油管、3-套管、4-连续液控管、5-封隔器、6-流量调节阀、7-轴向振动发生器、8-封隔器、9-流量调节阀、10-轴向振动发生器；

601-电缆、701-电缆、702-上接头、703-电磁铁、704-保护壳、705-线圈、706-连接管、707-磁性衔铁、708-筒锤、709-承重弹簧、710-弹簧套、711-受振管、712-下接头、721-密封压钉、722-密封圈、723-防转销钉、724-密封圈、725-防转销钉、726-锥体台阶、727-内环槽、728-台阶、729-台阶、730-定位台阶、731-方形柱体、901-电缆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种油水井井下数据无线传输装置，包括振动传感器1，油管2，连续液控管4，轴向振动发生器7，封隔器5、8，流量调节阀6、9和电缆701，所述的振动传感器1安装在整个工艺管柱最上端，捆绑于井口油管挂下的油管2外壁上，所述的流量调节阀6、9安装在油层段，油层之间用封隔器5、8隔开，所述的轴向振动发生器7安装在第一个封隔器5上方；所述的轴向振动发生器7电缆701伸出与油层段的流量调节阀6、9连接；

参见图2，所述的轴向振动发生器7由上接头702、电缆701、电磁铁703、保护壳704、线圈705、连接管706、磁性衔铁707、筒锤708、承重弹簧709、弹簧套710、受振管711和下接头712组成，所述的连接管706上端与上接头702螺纹连接，下端与受振管711螺纹连接，所述的线圈705绕在电磁铁703的方形柱体731上，所述的电磁铁703安装在上接头702和连接管706之间，所述的弹簧套710安装在受振管711和下接头712之间，所述的承重弹簧709和筒锤708安装在弹簧套710与受振管711之间环空内，所述的筒锤708与磁性衔铁707螺纹连接；

所述的上接头702与连接管706之间用防转销钉723紧固，用密封圈722密封；

所述的上接头702内腔管螺纹下设有锥体台阶726；锥体台阶726保护下面的敲击装置免遭固体油井落物的撞击。

所述的上接头702内壁设有安置电磁铁703的内环槽727；

所述的电缆701穿过上接头702的预留孔，并用密封压钉721紧固；

所述的电缆701与电磁铁703上的线圈705接头连接；

所述的电磁铁703上线圈705外设有保护壳704，保护壳704内填充绝缘密封胶；

参见图3和图4，所述的电磁铁703设有沿轴向均布的方形柱体731；

参见图3和图4，所述的电磁铁703设一供线圈705和电缆701连接的豁口；

所述的连接管706与受振管711之间用防转销钉723紧固，用密封圈722密封；

所述的受振管711上端设有台阶728；所述的筒锤708下端外圆柱面设有倒圆角的台阶729；设置成倒圆角的台阶729有助于敲击产生的振动频率清晰，便于地面检测，台阶728能对台阶729做轴向限位，限制筒锤708继续上行；另外台阶728和台阶729轴向限位撞击后能产生撞击振动；受振管的振动信号依次通过连接管、油管传递到振动传感器1；

所述的筒锤708下端面压在承重弹簧709上；

所述的筒锤708下端台阶位于受振管711上端的台阶728下；

所述的磁性衔铁707位于受振管711上端台阶728上方，电磁铁703之下；

所述的弹簧套710下端设有定位台阶730，承重弹簧709下端顶在定位台阶730，定位台阶730用来落座弹簧。

信号传输动作过程如下：

由地面液压波动发生装置将控制信号通过液控管,4传递给每层的流量调节器，在信号处理完毕，再由流量调节器中的集成电路控制给轴向振动发生器7供电，轴向振动发生器7有电后，线圈705通电，电磁铁703产生对磁性衔铁707磁性吸力，磁性衔铁707迅速向上运动，带动筒锤708一起上移，促使筒锤708下端台阶729撞击在受振管711上端的台阶728上，产生一下沿油管3向上传的敲击震荡，受集成电路控制产生连续的敲击，就会产生沿油管3向井口传输的轴向振动信号(信号中含有层段信息)，再由振动传感器1监测并向地面信号采集处理装置传输信号。

所述的振动传感器主要检测油管上的轴向振动信号，然后传输至地面信号采集处理装置，连续液控管是将地面液压波动发生装置传来的液压波动信号传递到井下流量调节阀里集成的压力传感器处，所述的流量调节阀具有电池和具备压力信号处理及电力供应控制功能的集成电路，所述的轴向振动发生器的电力供应频次由流量调节阀中的电力控制单片机控制，所述的轴向振动发生器基于电磁震荡原理设计，产生沿油管轴向传输的振动信号，由振动传感器接收。

地面信号采集处理装置、地面液压波动发生装置、流量调节器中的集成电路均为本技术领域内的常规现有技术，直接应用即可。

本实用新型的另一实施例，参见图5，即每一油层段均安置一个流量调节器6和轴向振动发生器7。由地面液压波动发生装置将信号通过液控管,4传递给每层的流量调节器6，在信号处理完毕再由流量调节器6中的集成电路控制给该层轴向振动发生器7的供电时间间隔，产生沿油管3向井口传输的轴向振动信号，再由振动传感器1监测并向地面信号采集处理装置传输信号。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。