本發(fā)明屬于測井通訊測試領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于井下儀器的通訊測試裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在鉆井過程中，保障井下儀器與地面之間雙向通訊的可靠性，是提高鉆井作業(yè)成功率和效率的基礎(chǔ)。因此，在井下儀器組裝完畢之后，通常需要測試其完成傳輸信號的通訊、解碼等功能的可靠性。

2、現(xiàn)有技術(shù)公開了一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具通訊測試裝置及方法，描述了基于變頻電機(jī)帶動(dòng)脈沖發(fā)生器與旋導(dǎo)工具連接的測試方法。該方法通過變頻器改變脈沖發(fā)生器的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過改變產(chǎn)生的電信號實(shí)現(xiàn)信號下傳；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的電信號通過脈沖發(fā)生器和壓力傳感器再到解碼測試盒實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械運(yùn)動(dòng)再到電信號的信號上傳。另外，現(xiàn)有技術(shù)還公開了一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具水平或傾斜狀態(tài)下功能及性能測試裝置，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具在水平以及傾斜條件下模擬水平鉆井以及定向鉆井狀態(tài)，并在上述狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具必要的功能以及性能測試。同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具三個(gè)推靠器推靠力的高精度測量以及力信號的反饋實(shí)時(shí)顯示、在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)條件下導(dǎo)向工具耦合變壓器雙向通信及供電性能測試、導(dǎo)向工具非旋轉(zhuǎn)套低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下力矢量跟隨保持功能以及性能測試。

3、在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一方面，現(xiàn)有技術(shù)大多采用實(shí)際井場方式對井下儀器通訊性能進(jìn)行測試，但是對于井場泥漿循環(huán)過程的重現(xiàn)，不僅需要耗費(fèi)大量資金，而且測試周期也比較長；另一方面，現(xiàn)有的地面室內(nèi)測試技術(shù)都具備一定的局限性。例如：在前述一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具通訊測試裝置及方法中，被測儀器的測試狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)，并沒有考慮關(guān)于非靜止?fàn)顟B(tài)(旋轉(zhuǎn)狀態(tài)等)的實(shí)際情況，最終所獲得的測試結(jié)果與實(shí)際不符；而前述一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具水平或傾斜狀態(tài)下功能及性能測試裝置，則過于注重被測儀器的姿態(tài)而局限了儀器與其他工具的共同工作效果，最終所獲得的測試結(jié)果也與實(shí)際不符。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于井下儀器的通訊測試裝置，包括：上位機(jī)，其用于生成關(guān)于下傳指令的第一控制信息，以通過控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，將所述下傳指令下發(fā)至測井儀器，使其執(zhí)行相應(yīng)的測井動(dòng)作；所述電動(dòng)機(jī)，其用于根據(jù)所述第一控制信息，實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，并通過帶動(dòng)所述測井儀器同步轉(zhuǎn)動(dòng)來模擬所述測井儀器的旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)；所述測井儀器，其位于所述電動(dòng)機(jī)和發(fā)碼器之間，用于根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作變化特征，還原出所述下傳指令并執(zhí)行測井動(dòng)作，以及產(chǎn)生與當(dāng)前測井動(dòng)作匹配的模擬測井?dāng)?shù)據(jù)，并生成關(guān)于所述模擬測井?dāng)?shù)據(jù)的第二控制信息，以通過控制所述發(fā)碼器與固定位置之間的距離變化，將所述模擬測井?dāng)?shù)據(jù)向所述上位機(jī)進(jìn)行傳輸。

2、優(yōu)選地，所述測井儀器具備：第一測試短節(jié)，其與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，用于實(shí)時(shí)獲取所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作變化特征，并還原出所述下傳指令；測井儀器主體，其分別與所述第一測試短節(jié)和所述第二測試短節(jié)連接，用于按照還原下傳指令執(zhí)行測井動(dòng)作，并將所述還原下傳指令轉(zhuǎn)發(fā)至第二測試短節(jié)；所述第二測試短節(jié)，其用于根據(jù)所述還原下傳指令產(chǎn)生所述模擬測井?dāng)?shù)據(jù)。

3、優(yōu)選地，所述第一測試短節(jié)具備：不旋轉(zhuǎn)圓環(huán)，其內(nèi)表面與所述第一測試短節(jié)的外表面接觸，用于連通所述第一測試短節(jié)與所述發(fā)碼器之間的數(shù)據(jù)傳輸通路。

4、優(yōu)選地，所述第一測試短節(jié)，其還用于在還原出所述下傳指令后，直接產(chǎn)生所述模擬測井?dāng)?shù)據(jù)，從而在所述測井儀器主體和/或所述第二測試短節(jié)異常時(shí)，完成除所述測井儀器主體和所述第二測試短節(jié)以外的其他設(shè)備的通訊測試。

5、優(yōu)選地，所述第一測試短節(jié)，其還用于為所述測井儀器進(jìn)行供能；所述第二測試短節(jié)，其還用于為所述測井儀器的供能提供冗余備份保障。

6、優(yōu)選地，所述測井儀器，其還用于將所述模擬測井?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式，并生成與二進(jìn)制數(shù)據(jù)匹配的電平信號；所述發(fā)碼器，其用于根據(jù)所述電平信號的電平變化特征進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)調(diào)整其與所述固定位置之間的距離。

7、優(yōu)選地，所述通訊測試裝置還具備：設(shè)置于所述固定位置的接近開關(guān)，其用于在所述發(fā)碼器的前端產(chǎn)生隨所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)變化的交變磁場，并根據(jù)所述交變磁場，還原出所述電平信號。

8、優(yōu)選地，所述通訊測試裝置還具備：譯碼箱，其位于所述上位機(jī)和所述接近開關(guān)之間，用于對還原電平信號進(jìn)行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的信號傳輸至所述上位機(jī)，以獲得還原模擬測井?dāng)?shù)據(jù)，其中，預(yù)處理方式包括但不限于：濾波、放大和電平轉(zhuǎn)換。

9、優(yōu)選地，所述第一控制信息為攜帶時(shí)序信息和轉(zhuǎn)速信息的pwm信號序列。

10、另外，本發(fā)明還提出了一種用于井下儀器的通訊測試方法，所述通訊測試方法利用本發(fā)明所述的用于井下儀器的通訊測試裝置來實(shí)現(xiàn)，其中，所述通訊測試方法包括：利用上位機(jī)生成關(guān)于下傳指令的第一控制信息，以通過控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，將所述下傳指令下發(fā)至測井儀器，使其執(zhí)行相應(yīng)的測井動(dòng)作；所述電動(dòng)機(jī)根據(jù)所述第一控制信息，實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，并通過帶動(dòng)所述測井儀器同步轉(zhuǎn)動(dòng)來模擬所述測井儀器的旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)；利用位于所述電動(dòng)機(jī)和發(fā)碼器之間的所述測井儀器，先根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作變化特征，還原出所述下傳指令并執(zhí)行測井動(dòng)作，而后產(chǎn)生與當(dāng)前測井動(dòng)作匹配的模擬測井?dāng)?shù)據(jù)，并生成關(guān)于所述模擬測井?dāng)?shù)據(jù)的第二控制信息，以通過控制所述發(fā)碼器與固定位置之間的距離變化，將所述模擬測井?dāng)?shù)據(jù)向所述上位機(jī)進(jìn)行傳輸。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

12、本發(fā)明提出了一種用于井下儀器的通訊測試裝置及方法。該通訊測試裝置基于與鉆具旋轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的物理量(鉆具轉(zhuǎn)速)為媒介實(shí)現(xiàn)信號下傳，從而將下傳指令下發(fā)至測井儀器，使其執(zhí)行相應(yīng)的測井動(dòng)作，而后，利用位于上位機(jī)和測井儀器之間的發(fā)碼器與固定位置之間的距離變化為媒介實(shí)現(xiàn)信號上傳，從而將模擬測井?dāng)?shù)據(jù)上傳至地面。同時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)測井儀器同步轉(zhuǎn)動(dòng)來模擬測井儀器的旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對井下儀器的實(shí)際信號傳輸和實(shí)際工作狀態(tài)的有效模擬，能夠?qū)崿F(xiàn)對旋轉(zhuǎn)井下儀器通訊功能的測試，為獲得與實(shí)際相符的通訊測試結(jié)果提供了技術(shù)支撐。

13、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種用于井下儀器的通訊測試裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊測試裝置，其特征在于，所述測井儀器具備：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通訊測試裝置，其特征在于，所述第一測試短節(jié)具備：

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的通訊測試裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求2～4中任一項(xiàng)所述的通訊測試裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的通訊測試裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通訊測試裝置，其特征在于，所述通訊測試裝置還具備：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的通訊測試裝置，其特征在于，所述通訊測試裝置還具備：

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的通訊測試裝置，其特征在于，所述第一控制信息為攜帶時(shí)序信息和轉(zhuǎn)速信息的pwm信號序列。

10.一種用于井下儀器的通訊測試方法，其特征在于，所述通訊測試方法利用如權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的通訊測試裝置來實(shí)現(xiàn)，其中，所述通訊測試方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于井下儀器的通訊測試裝置及方法，包括：上位機(jī)，其用于生成關(guān)于下傳指令的第一控制信息，以通過控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，將下傳指令下發(fā)至測井儀器，使其執(zhí)行相應(yīng)的測井動(dòng)作；電動(dòng)機(jī)，其用于根據(jù)第一控制信息，實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，并通過帶動(dòng)測井儀器同步轉(zhuǎn)動(dòng)來模擬測井儀器的旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)；測井儀器，其位于電動(dòng)機(jī)和發(fā)碼器之間，用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作變化特征，還原出下傳指令并執(zhí)行測井動(dòng)作，以及產(chǎn)生與當(dāng)前測井動(dòng)作匹配的模擬測井?dāng)?shù)據(jù)，并生成關(guān)于模擬測井?dāng)?shù)據(jù)的第二控制信息，以通過控制發(fā)碼器與固定位置之間的距離變化，將模擬測井?dāng)?shù)據(jù)向上位機(jī)進(jìn)行傳輸。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對旋轉(zhuǎn)井下儀器通訊功能的測試。

技術(shù)研發(fā)人員：范澤欣,舒崇福,楊全進(jìn),張聰,劉文庭,王茂琨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19