本發(fā)明涉及一種井下儀器工作維持系統(tǒng)，屬于石油鉆井。

背景技術(shù)：

1、隨著油氣開發(fā)的進(jìn)行，簡(jiǎn)單易開發(fā)的油氣資源已被基本消耗，現(xiàn)在油氣開發(fā)難度不斷增加，井下儀器面對(duì)更復(fù)雜的情況需要處理的數(shù)據(jù)量增加，其中的有一個(gè)重要問(wèn)題井下儀器耗電量增加，而且現(xiàn)有供電方式存在問(wèn)題，并且電子元件不可避免的發(fā)熱，溫度升高，導(dǎo)致處理器不得不降頻運(yùn)行。影響運(yùn)行。

2、針對(duì)井下儀器供電問(wèn)題，目前采用泥漿發(fā)電機(jī)和電池供電：開泵時(shí)通過(guò)泥漿發(fā)電機(jī)給電路供電，關(guān)泵時(shí)通過(guò)鉆鋌內(nèi)的電池供電。泥漿發(fā)電機(jī)和供電電池存在各自的缺點(diǎn)，泥漿發(fā)電機(jī)發(fā)電功率取決于鉆井液循環(huán)速度，供電不穩(wěn)定；電池占據(jù)大量空間而且發(fā)電時(shí)間有限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種井下儀器工作維持系統(tǒng)，一方面彌補(bǔ)了井下發(fā)電機(jī)或井下電池供電存在的缺陷，另一方面還提出了井下儀器溫度升高而影響正常工作的問(wèn)題。

2、本發(fā)明提出了一種井下儀器工作維持系統(tǒng)，包括：

3、井下儀器，所述井下儀器包括隨鉆測(cè)量?jī)x器、控制器以及供電單元，所述供電單元包括能夠充放電的蓄電池和接收儀器；

4、井下儀器地面供能系統(tǒng)，所述井下儀器地面供能系統(tǒng)向鉆機(jī)鉆進(jìn)方向發(fā)射射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)若干中繼單元傳遞至井下的接收模塊；

5、所述接收模塊將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電能傳遞至供電單元，為所述供電單元完成充電。

6、通過(guò)設(shè)置井下儀器地面供能系統(tǒng)和中繼單元傳遞射頻信號(hào)而傳遞能量，為井下供電單元進(jìn)行充電，保證充分供電。解決了現(xiàn)在油氣開發(fā)難度不斷增加，需要處理的數(shù)據(jù)量不斷增加，現(xiàn)有技術(shù)的井下發(fā)電機(jī)和電池?zé)o法滿足現(xiàn)在的供電需求的問(wèn)題。

7、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述接收模塊連接電壓轉(zhuǎn)化模塊，所述電壓轉(zhuǎn)化模塊連接整流模塊；

8、其中，所述信號(hào)接收模塊接收射頻信號(hào)，電壓轉(zhuǎn)化模塊將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓，并經(jīng)過(guò)整流模塊將電壓傳遞給蓄電池。

9、射頻信號(hào)優(yōu)選為rf射頻信號(hào)，其向地下儀器供電，地面供能系統(tǒng)包括安裝在地面設(shè)備井架上的大功率的射頻信號(hào)發(fā)射單元，射頻信號(hào)發(fā)射單元向著鉆機(jī)鉆進(jìn)方向發(fā)送信號(hào)。

10、考慮到地層屏蔽以及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向設(shè)備的使用使得鉆井軌跡并不垂直會(huì)對(duì)發(fā)射的高頻信號(hào)有著阻礙和屏蔽作用，由此需要在鉆鋌短節(jié)上安裝中繼單元保證信號(hào)傳輸?shù)倪B續(xù)傳輸。

11、中繼單元的間隔是根據(jù)傳輸?shù)纳漕l信號(hào)的發(fā)射功率決定的，功率越大間隔越大，功率越小間隔越小，信號(hào)越經(jīng)過(guò)中繼會(huì)越衰減，因此鉆井越深入中繼范圍會(huì)越短。

12、當(dāng)功率信號(hào)經(jīng)過(guò)中繼到到井下儀器所在短節(jié)的位置時(shí)，供電單元接收射頻信號(hào)并將其進(jìn)行轉(zhuǎn)換為直流電源，并且將直流電源儲(chǔ)存在蓄電池之中，提供給井下儀器使用。

13、接收模塊接收到射頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)后經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)化為蓄電池7可接收的電壓范圍，考慮到信號(hào)收外界因數(shù)影響較大，電信號(hào)可能存在不連續(xù)，因此需要進(jìn)行調(diào)理整流后給與蓄電池。

14、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述整流模塊包括電橋和濾波電路。

15、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述井下儀器設(shè)置在mwd短節(jié)上，所述mwd短節(jié)包括鉆鋌，所述鉆鋌的上下端設(shè)置有連接上下游組件的螺紋；

16、所述控制器和供電單元設(shè)置在所述鉆鋌的內(nèi)部。

17、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述鉆鋌上設(shè)置有扶正器；所述鉆鋌的上端設(shè)置有輸入輸出線纜束。

18、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述井下儀器上設(shè)置有井下設(shè)備散熱系統(tǒng)，所述井下設(shè)備散熱系統(tǒng)包括：

19、半導(dǎo)體散熱片，其包括吸熱端和散熱端，吸熱端通過(guò)導(dǎo)熱硅脂連接在發(fā)熱元件上，散熱端連接在鉆鋌內(nèi)壁上；

20、其中，發(fā)熱元件的熱量通過(guò)導(dǎo)熱硅脂傳遞到半導(dǎo)體散熱器的吸熱端，半導(dǎo)體散熱器將熱量傳遞到散熱端，并傳遞到泥漿外壁通過(guò)泥漿帶走。

21、采用半導(dǎo)體散熱片進(jìn)行散熱，提供的將散熱片通過(guò)硅脂等散熱介質(zhì)貼在發(fā)熱元件表面，在發(fā)熱元器件發(fā)熱時(shí)通過(guò)半導(dǎo)體散熱片原理，將讓熱量從熱端轉(zhuǎn)移到冷端，并且通過(guò)熱管將熱量傳遞到鉆鋌的外部，通過(guò)泥漿的循環(huán)將這額外的熱量帶走。

22、這樣，本系統(tǒng)可以對(duì)井下儀器的正常運(yùn)行提供支持，避免了因?yàn)榘l(fā)熱元件因?yàn)闇囟雀叨绊懫涔ぷ餍阅堋?/p>

23、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述半導(dǎo)體散熱片上設(shè)置有控制模塊，所述控制模塊根據(jù)發(fā)熱元件的溫度而控制半導(dǎo)體散熱片的開啟或關(guān)閉。

24、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述控制模塊連接電源，并連接井下儀器內(nèi)的溫度傳感器，根據(jù)溫度傳感器的溫度信號(hào)判斷是否需要散熱，通過(guò)主控芯片一個(gè)i/o口推挽輸出電路連接所述半導(dǎo)體散熱片。

25、當(dāng)半導(dǎo)體散熱片開始工作時(shí)，熱量從發(fā)熱端轉(zhuǎn)移到冷端，冷端接收熱量與鉆鋌內(nèi)壁箱連，通過(guò)鉆鋌金屬結(jié)構(gòu)將元件熱量轉(zhuǎn)移至鉆鋌外壁，然后由泥漿循環(huán)將熱量帶走。

26、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述井下儀器還包括所述振動(dòng)檢測(cè)模塊，檢測(cè)連接儀器是否有異常振動(dòng)，從而判斷儀器是否出問(wèn)題。

27、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述mwd短節(jié)為matriview?log900或者matri175℃mwd。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

29、本發(fā)明所述井下儀器工作維持系統(tǒng)，針對(duì)井下儀器供電問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)開泵時(shí)通過(guò)泥漿發(fā)電機(jī)給電路供電，關(guān)泵時(shí)通過(guò)鉆鋌內(nèi)的電池供電。泥漿發(fā)電機(jī)發(fā)電功率取決于鉆井液循環(huán)速度，供電不穩(wěn)定。電池供電，電池占據(jù)大量空間而且發(fā)電時(shí)間有限制。

30、本發(fā)明所述井下儀器工作維持系統(tǒng)，其提出了一種新式的供電方式，解決了現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，增加了儀器運(yùn)行的可靠性。而且該發(fā)明對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)的影響較小，不會(huì)對(duì)泥漿發(fā)電機(jī)和電池供電方式造成影響，而且只需要輕度的改裝就可以使現(xiàn)有儀器兼容這項(xiàng)技術(shù)。

31、本發(fā)明所述井下儀器工作維持系統(tǒng)，采用半導(dǎo)體散熱片進(jìn)行散熱，提供將散熱片通過(guò)硅脂等散熱介質(zhì)貼在發(fā)熱元件表面，在元器件發(fā)熱時(shí)通過(guò)半導(dǎo)體散熱片原理，將讓熱量從熱端轉(zhuǎn)移到冷端，通過(guò)熱管將熱量傳遞到鉆鋌的外部，通過(guò)泥漿的循環(huán)將這額外的熱量帶走。

32、本發(fā)明可以對(duì)井下儀器的正常運(yùn)行提供支持，避免了因?yàn)榘l(fā)熱元件因?yàn)闇囟雀叨绊懫涔ぷ餍阅堋?/p>

技術(shù)特征：

1.一種井下儀器工作維持系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下儀器工作維持系統(tǒng)，其特征在于，所述接收模塊連接電壓轉(zhuǎn)化模塊，所述電壓轉(zhuǎn)化模塊連接整流模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下儀器工作維持系統(tǒng)，其特征在于，所述整流模塊包括電橋和濾波電路。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下儀器工作維持系統(tǒng)，其特征在于，所述井下儀器(1)設(shè)置在mwd短節(jié)上，所述mwd短節(jié)包括鉆鋌(5)，所述鉆鋌(5)的上下端設(shè)置有連接上下游組件的螺紋(6)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下儀器工作維持系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆鋌(5)上設(shè)置有扶正器(10)；所述鉆鋌(5)的上端設(shè)置有輸入輸出線纜束(11)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的井下儀器工作維持系統(tǒng)，其特征在于，所述井下儀器(1)上設(shè)置有井下設(shè)備散熱系統(tǒng)，所述井下設(shè)備散熱系統(tǒng)包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下設(shè)備散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述半導(dǎo)體散熱片(12)上設(shè)置有控制模塊，所述控制模塊根據(jù)發(fā)熱元件的溫度而控制半導(dǎo)體散熱片(12)的開啟或關(guān)閉。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下設(shè)備散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊連接電源，并連接井下儀器(1)內(nèi)的溫度傳感器，根據(jù)溫度傳感器的溫度信號(hào)判斷是否需要散熱，通過(guò)主控芯片一個(gè)i/o口推挽輸出電路連接所述半導(dǎo)體散熱片(12)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的井下設(shè)備散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述井下儀器(1)還包括所述振動(dòng)檢測(cè)模塊，檢測(cè)連接儀器是否有異常振動(dòng)，從而判斷儀器是否出問(wèn)題。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下儀器工作維持系統(tǒng)，其特征在于，所述mwd短節(jié)為matriview?log900或者matri?175℃mwd。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種井下儀器工作維持系統(tǒng)，屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，其包括井下儀器，所述井下儀器包括隨鉆測(cè)量?jī)x器、控制器以及供電單元，所述供電單元包括能夠充放電的蓄電池和接收儀器；井下儀器地面供能系統(tǒng)，所述井下儀器地面供能系統(tǒng)向鉆機(jī)鉆進(jìn)方向發(fā)射射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)若干中繼單元傳遞至井下的接收模塊；所述接收模塊將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電能傳遞至供電單元，為所述供電單元完成充電。本發(fā)明一方面彌補(bǔ)了井下發(fā)電機(jī)或井下電池供電存在的缺陷，另一方面還提出了井下儀器溫度升高而影響正常工作的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：吳健,楊寧寧,馬海,唐海全,李靜,袁曉琪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15