本发明专利技术公开了一种井下压裂数据无线传输装置，包括命令标签、地面信息球数据读取装置、安装在井口的标签投递装置和信息球捕获装置、安装在连续油管上的电机控制及投球短节、主控通信短节、数据采集短节和电池组；标签投递装置用于将命令标签投入套管内；电机控制及投球短节通过采用互感电源输出单元和无线通信单元实现球仓内信息球数据的存储，当存满时，电机带动球仓平动，信息球进入环空，返排到地面；数据采集短节用于采集地底压力、温度数据；主控制短节用于接收命令标签的指令，并按其指令控制互感电源输出单元、无线通信单元、电机的工作。该装置能实现井下数据的无线传输，在对压裂效果进行准确的实时监测的条件下，节省人力、物力。
【技术实现步骤摘要】
井下压裂数据无线传输装置
本专利技术涉及石油压裂、测试
，特别是涉及一种井下压裂数据无线传输装置。
技术介绍
随着油田开发的逐渐深入，为了使油气井稳产增产，需要对地层进行改造，压裂是提高油气田开发能力的重要技术手段。压裂过程中动态压力值和温度的监测技术，对研究压裂工艺机理、了解储层物性、评价压裂施工效果等具有重要意义。在施工过程中由于排量、液体粘度和砂比的变化会引起沿程摩阻和液柱重量的变化，将导致地表压力波动较大，难以获得准确的压力资料，如果在试井过程中将井底压力计测试数据采用无线遥测技术传输到地面，测试人员可以直接根据井底情况，及时采取各种措施，调整测试工作程序，保证资料录取全面准确，解决测试的盲目性，减少测试开关井操作判断的失误和返工，提高一次性测试成功率，可以有效的缩短试井的时间及成本，进而提高油气开采的产量，但是目前尚没有应用方便，实用性高的无线传输方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种井下压裂数据无线传输装置，其通过信息球为数据载体，以钻井液为信息球的运载媒介，实现井下数据的无线传输，在对压裂效果进行准确的实时监测的条件下，节省人力、物力，缩短工作时间。为此，本专利技术的技术方案如下：一种井下压裂数据无线传输装置，包括命令标签、地面信息球数据读取装置、安装在井口的标签投递装置和信息球捕获装置、安装在连续油管上的电机控制及投球短节、主控通信短节、数据采集短节和电池组；所述地面信息球数据读取装置与服务器连接，能向其传输读取的数据；所述电池组分别与所述电机控制及投球短节、主控通信短节、数据采集短节内的用电设备连接，为其供电；所述标签投递装置用于将所述命令标签投入套管内；所述电机控制及投球短节包括短节I、信息球、球仓、驱动电机、螺杆、互感电源输出单元和无线通信单元；所述互感电源输出单元和无线通信单元并列设置于所述短节I的侧壁上，标记该位置为A，在A位置的上方或下方设置有开口，所述开口的尺寸大于信息球的直径；所述球仓有多个，一字排开，设置于A位置侧的短节I内；所述球仓与短节I的侧壁相切处为开口，并在此处设置有密封垫；所述球仓底部设有螺纹，该螺纹与螺杆相匹配，能将螺杆的转动转化成球仓的平动，所述螺杆安装在所述驱动电机上；前一个球仓移动到开口的位置时，后一球仓正对所述互感电源输出单元和无线通信单元；所述球仓中均放置有一个信息球；所述信息球包括壳体，以及设置于所述壳体内的数据接收模块、数据输出模块、互感电源及存储模块；所述数据采集短节包括短节III、安装在短节内的压力传感器和温度传感器；所述主控通信短节包括短节II、设置于短节II内的主控采集单元、标签命令控制器、存储单元和电机驱动单元；所述主控采集单元分别与标签命令控制器、存储单元、电机驱动单元、互感电源输出单元、无线通信单元、压力传感器、温度传感器连接；所述主控采集单元实时将所述压力传感器、温度传感器采集到的数据存储于所述存储单元；所述标签命令控制器用于接收所述命令标签传输的指令，并将该指令传输给所述主控制采集单元；所述主控制采集单元依据接收到的指令，向互感电源输出单元和无线通信单元分别发送指令，通过所述互感电源输出单元向对应位置球仓内的信息球供电，并通过无线通信单元将所述存储单元内的数据传输给所述信息球，当此信息球没有存储空间时，所述主控制采集单元向所述电机驱动单元发送指令，启动驱动电机，螺杆带动球仓向前平移，存满信息的信息球从短节I上的开口处移出，进入连续油管和套管之间的环空；所述互感电源输出单元、无线通信单元对下一球仓内的信息球进行相同操作，直至完成主控采集单元的指令；进入环空的信息球随着井下液体返排到地面，被信息球捕获装置接收，所述地面信息球数据读取装置读取所述信息球内的数据，并将该数据传输至服务器。进一步，所述电机控制及投球短节在所述短节I未设置球仓侧设置有流体通道，在所述短节I内形成贯通流道；短节I的侧壁上在所述流体通道的两侧分别设置有注油口和排油口。进一步，所述命令标签和标签命令控制器通过射频传输方式完成信息传输。进一步，所述命令标签被脉冲发生器替换，脉冲发生器安装在地面上，所述标签命令控制器被压力接收单元替换，两者之间通过压力脉冲完成信息传输；或者，所述命令标签被低频电磁波发生装置替换，该低频电磁波发生装置安装在地面上，所述标签命令控制器被低频电磁波接收装置替换，两者之间通过低频电磁波完成信息传输。进一步，所述井下压裂数据无线传输装置还包括安装在地面上的脉冲发生器和安装在主控通信短节内的压力接收单元，所述脉冲发生器和压力接收单元通过压力脉冲完成信息传输；或者，所述井下压裂数据无线传输装置还包括安装在地面上的低频电磁波发生装置和安装在主控通信短节内的低频电磁波接收装置，所述低频电磁波发生装置和低频电磁波接收装置通过低频电磁波完成信息传输。进一步，所述所述井下压裂数据无线传输装置还包括安装在地面上的脉冲发生器、低频电磁波发生装置和安装在主控通信短节内的压力接收单元、低频电磁波接收装置，所述脉冲发生器和压力接收单元通过压力脉冲完成信息传输；所述低频电磁波发生装置和低频电磁波接收装置通过低频电磁波完成信息传输。进一步，所述主控通信短节内还安装有位置采集单元，其与所述主控采集单元连接，所述位置采集单元将采集到的井深数据传输至所述主控采集单元，继而存储在所述存储单元。该井下压裂数据无线传输装置能在井下采集压裂数据，其通过信息球为数据载体，以钻井液为信息球运载媒介，实现井下数据的无线传输，达到对于压裂效果的实时监测，较传统的监测方法，节省大量的时间，较通过电缆传输压裂数据的方式，节省人力物力，保证了录取资料的全面性和准确性。附图说明图1为本专利技术提供的井下压裂数据无线传输装置的结构示意图；图2为电机控制及投球短节的结构示意图；图3为井下部分电路模块示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细描述。如图1～3所示，一种井下压裂数据无线传输装置，包括命令标签106、地面信息球数据读取装置114、安装在井口的标签投递装置102和信息球捕获装置113、安装在连续油管105上的电机控制及投球短节110、主控通信短节111、数据采集短节112和电池组115；地面信息球数据读取装置114与服务器连接，能向其传输读取的数据；电池组115分别与电机控制及投球短节110、主控通信短节111、数据采集短节112内的用电设备连接，为其供电；标签投递装置102用于将命令标签106投入套管104内；电机控制及投球短节110包括短节I、信息球204、球仓201、驱动电机205、螺杆203、互感电源输出单元211和无线通信单元210；互感电源输出单元211和无线通信单元210并列设置于短节I的侧壁上，标记该位置为A，在A位置的上方或下方设置有开口213，开口213的尺寸大于信息球204的直径；球仓201有多个，一字排开，设置于A位置侧的短节I内；球仓201与短节I的侧壁相切处为开口，并在此处设置有密封垫202；球仓201底部设有螺纹，该螺纹与螺杆203相匹配，能将螺杆203的转动转化成球仓201的平动，螺杆203安装在驱动电机205上；前一个球仓201移动到开口213的位置时，后一球仓正对互感电源输出单元211和无线通信单元210本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种井下压裂数据无线传输装置，其特征在于：包括命令标签(106)、地面信息球数据读取装置(114)、安装在井口的标签投递装置(102)和信息球捕获装置(113)、安装在连续油管(105)上的电机控制及投球短节(110)、主控通信短节(111)、数据采集短节(112)和电池组(115)；所述地面信息球数据读取装置(114)与服务器连接，能向其传输读取的数据；所述电池组(115)分别与所述电机控制及投球短节(110)、主控通信短节(111)、数据采集短节(112)内的用电设备连接，为其供电；所述标签投递装置(102)用于将所述命令标签(106)投入套管(104)内；所述电机控制及投球短节(110)包括短节I、信息球(204)、球仓(201)、驱动电机(205)、螺杆(203)、互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)；所述互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)并列设置于所述短节I的侧壁上，标记该位置为A，在A位置的上方或下方设置有开口(213)，所述开口(213)的尺寸大于信息球(204)的直径；所述球仓(201)有多个，一字排开，设置于A位置侧的短节I内；所述球仓(201)与短节I的侧壁相切处为开口，并在此处设置有密封垫(202)；所述球仓(201)底部设有螺纹，该螺纹与螺杆(203)相匹配，能将螺杆(203)的转动转化成球仓(201)的平动，所述螺杆(203)安装在所述驱动电机(205)上；前一个球仓(201)移动到开口(213)的位置时，后一球仓正对所述互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)；所述球仓(201)中均放置有一个信息球(204)；所述信息球(204)包括壳体，以及设置于所述壳体内的数据接收模块、数据输出模块、互感电源及存储模块；所述数据采集短节(112)包括短节III、安装在短节内的压力传感器(308)和温度传感器(309)；所述主控通信短节(111)包括短节II、设置于短节II内的主控采集单元(301)、标签命令控制器(302)、存储单元(311)和电机驱动单元(305)；所述主控采集单元(301)分别与标签命令控制器(302)、存储单元(311)、电机驱动单元(305)、互感电源输出单元(211)、无线通信单元(210)、压力传感器(308)、温度传感器(309)连接；所述主控采集单元(301)实时将所述压力传感器(308)、温度传感器(309)采集到的数据存储于所述存储单元(311)；所述标签命令控制器(302)用于接收所述命令标签(106)传输的指令，并将该指令传输给所述主控制采集单元(301)；所述主控制采集单元(301)依据接收到的指令，向互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)分别发送指令，通过所述互感电源输出单元(211)向对应位置球仓(201)内的信息球(204)供电，并通过无线通信单元(210)将所述存储单元(311)内的数据传输给所述信息球(204)，当此信息球没有存储空间时，所述主控制采集单元(301)向所述电机驱动单元(305)发送指令，启动驱动电机(205)，螺杆(203)带动球仓向前平移，存满信息的信息球(204)从短节I上的开口(213)处移出，进入连续油管(105)和套管(104)之间的环空；所述互感电源输出单元(211)、无线通信单元(210)对下一球仓内的信息球进行相同操作，直至完成主控采集单元(301)的指令；进入环空的信息球(204)随着井下液体返排到地面，被信息球捕获装置(113)接收，所述地面信息球数据读取装置(114)读取所述信息球(204)内的数据，并将该数据传输至服务器。...
【技术特征摘要】
1.一种井下压裂数据无线传输装置，其特征在于：包括命令标签(106)、地面信息球数据读取装置(114)、安装在井口的标签投递装置(102)和信息球捕获装置(113)、安装在连续油管(105)上的电机控制及投球短节(110)、主控通信短节(111)、数据采集短节(112)和电池组(115)；所述地面信息球数据读取装置(114)与服务器连接，能向其传输读取的数据；所述电池组(115)分别与所述电机控制及投球短节(110)、主控通信短节(111)、数据采集短节(112)内的用电设备连接，为其供电；所述标签投递装置(102)用于将所述命令标签(106)投入套管(104)内；所述电机控制及投球短节(110)包括短节I、信息球(204)、球仓(201)、驱动电机(205)、螺杆(203)、互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)；所述互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)并列设置于所述短节I的侧壁上，标记该位置为A，在A位置的上方或下方设置有开口(213)，所述开口(213)的尺寸大于信息球(204)的直径；所述球仓(201)有多个，一字排开，设置于A位置侧的短节I内；所述球仓(201)与短节I的侧壁相切处为开口，并在此处设置有密封垫(202)；所述球仓(201)底部设有螺纹，该螺纹与螺杆(203)相匹配，能将螺杆(203)的转动转化成球仓(201)的平动，所述螺杆(203)安装在所述驱动电机(205)上；前一个球仓(201)移动到开口(213)的位置时，后一球仓正对所述互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)；所述球仓(201)中均放置有一个信息球(204)；所述信息球(204)包括壳体，以及设置于所述壳体内的数据接收模块、数据输出模块、互感电源及存储模块；所述数据采集短节(112)包括短节III、安装在短节内的压力传感器(308)和温度传感器(309)；所述主控通信短节(111)包括短节II、设置于短节II内的主控采集单元(301)、标签命令控制器(302)、存储单元(311)和电机驱动单元(305)；所述主控采集单元(301)分别与标签命令控制器(302)、存储单元(311)、电机驱动单元(305)、互感电源输出单元(211)、无线通信单元(210)、压力传感器(308)、温度传感器(309)连接；所述主控采集单元(301)实时将所述压力传感器(308)、温度传感器(309)采集到的数据存储于所述存储单元(311)；所述标签命令控制器(302)用于接收所述命令标签(106)传输的指令，并将该指令传输给所述主控制采集单元(301)；所述主控制采集单元(301)依据接收到的指令，向互感电源输出单元(211)和无线通信单元(210)分别发送指令，通过所述互感电源输出单元(211)向对应位置球仓(201)内的信息球(204)供电，并通过无线通信单元(210)将所述存储...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，朱礼斌，杨先辉，雷鹏，华莹，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12
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