[其他]深鉆井底部參數的遙測技術

無效

• 申請號: 85109114
• 申請日: 1985-11-14
• 公開（公告）號: CN85109114A
• 公開（公告）日: 1987-06-03
• 發明（設計）人: 克勞德·A·法克
• 申請（專利權）人: 石油動力公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 匡少波

這個發明是屬于將遙測到的電訊號由深鉆井的底部送到地面的技術領域。更具體地講，是把在深井底部探測到的溫度，壓力及其它參數根據它們的數值調制在一個高頻的載波上。所產生的高頻調頻訊號被偶合到底部的驅動馬達的電力供電線上，一種偶合裝置拾取了這個調頻訊號，在地面上加以解調，從而得到原始參數值，并可以顯示出來。

在現有技術中，可以舉出一系列作為測量深鉆井底部的這些參數的儀器，并且可以將參數由電纜輸送到地面上，供人們使用。眾所周知，有些傳感器或敏感元件的設計是產生一個隨測量參數變化的直流電壓或直流電流。這些儀器是簡單的，它們在輸送訊號方面卻有很大的困難，因為導線由深鉆井的底部到地面由于條件在變化，因而沿著導線的電阻及絕緣漏電阻均在變化著，更有甚者，當儀器在特殊條件下工作時，必須要有一個設在水中的泵以及驅動馬達。通過管道供給泵和馬達的電源采用多相電。有了馬達電源線來傳輸參數訊號就不必再使用別的導線了。但是在歐姆表型傳感器結構的基礎上，仍然要求小心的處理數據，以避免由于沿著電纜的損耗訊號的幅度在地面上發生變化。

從傳感器將一個小的直流訊號通過電源電纜偶合到馬達電源線上去，將需要十分可觀數量的耦合儀器，這是笨重和昂貴的。

本發明的主要目的在于為位于深鉆井底部的由傳感器給出的一個或多個參數的電訊號提供一個方便，安全和迅速的遙測系統。

本發明的更進一步目的是提供一個方法，使遙測的訊號通過電線傳送到地面上來。這個電線是將高壓三相交流電流傳送去驅動馬達的。

這些和其他的目的都已經實現了，現有技術的局限性在本發明中均得到克服，本發明采用了在地面上的第一（地面上）儀器設備裝置，和第二（地面下）地下儀器設備裝置。上述一組設備裝置接收另一組設備裝置的交流訊號，反之亦然。

在地面儀器設備裝置中，由交流電源提供一個低壓中頻訊號，此訊號耦合到三相電力輸電線的任何一根或者三根上，然后此中頻低壓訊號從電纜中觸耦，并用作孔井底部電子設備的能源。

利用一個或多個傳感器測量環境參數，例如水泵和馬達附近的溫度和壓力，這兩個參數以及其他參數對于判斷向下鉆井設備中是否出現了故障是極為重要的。因此他可以預防機械和電子故障的出現，并提供了鉆井中的數據。

傳感器的輸出訊號用來調制高頻載波訊號，后者耦合到電纜上。在地面，這電纜把高頻調頻訊號送到調頻檢波器或調頻接收機上去。這檢波器就能解調出載波所載送的訊號，并輸出一個數字訊號來。這個數字訊號就是所測量到的向下鉆井設備的一個參數的函數。這個數字輸出訊號任憑你的需要可以顯示，也可以記錄。

在地面的儀器設備和在向下鉆井的儀器設備之間是不存在直流傳送的。但是，在電纜線上有一個用以驅動馬達的60赫茲交流大電壓存在。那里有個作為提供向下打井裝置中電能的中頻電訊號，還有一個供遙測參數的調頻訊號，它從向下打井裝置中沿著電纜傳送到地面上儀器裝置。

這里的耦合裝置均是利用電容器連接到電力導線上的耦合方法而使兩個裝置對高壓電力線絕緣。這里還采用了回路濾波器將訊號與混合在一起的60赫茲的電源分離開來。

本發明的這些和其他的目的和本發明的優點以及更好地理解用該發明的原理和細節都將從與附圖結合的下述說明清楚地得到。它是：

圖1說明了整個設備及其儀器單元，它不單要求遙測數據，而且要求泵把液體從鉆井底部抽上來。

圖2是個示意圖，相當詳細地說明了在地面上和在地下或者向下打井儀器設備裝置的電路。

在本發明所涉及的這種遙測設備系統中，采用通常的方法，例如給不同參數的頻率提供一個或者數個頻率調制系統來處理一個或多個獨立的訊號。在另一方面，也可以采用通常的交替轉換開關的方法，交替地先接上一個參數訊號來遙測，然后轉接上另一個訊號，以后再轉接回第一個訊號，就這樣繼續交替地遙測下去。因此，如果有一個包含有多元的傳感器訊號，那么只要闡明其中一路參數訊號的設備系統就可以了。而需求輸送兩個或更多訊號的其他設備僅只是一個復式的遙測系統，或者是一個遙控轉換開關的系統，這些系統在先有技術中已描述得很多了。例如：在地面上用轉換接頭開關，可以使輸送到地下電纜的訊號用來轉換測量的參數。這是可以由地面操作人員的意愿來選樣傳送兩個或者更多個中的一個參數。

現在參看圖1，那是顯示整個設備系統和儀器單元的，它不但是遙測數據，而且也是由井底將液體用泵抽出來所要求的。