本發(fā)明涉及油田開發(fā)裝置，特別是涉及到一種永置式井下無源測控裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為滿足油田高效開發(fā)和智慧油田建設需求，智能測控技術(shù)在井下設備中廣泛應用。有纜智能測控技術(shù)由于可靠性高、通信數(shù)據(jù)量大的優(yōu)勢，目前在國內(nèi)油田生產(chǎn)井實時測控中得以廣泛應用。但是有纜智能測控技術(shù)在生產(chǎn)井實時測控中有其不可抗拒的缺陷：首先，電纜捆綁在油管外部使得施工復雜度高，且成本高；其次，有纜智能測控技術(shù)要求生產(chǎn)管柱必須是連續(xù)的，對于分段管柱無法應用有纜智能測控技術(shù)。為了克服以上缺陷，工程技術(shù)人員將無線供電及通信技術(shù)應用于生產(chǎn)井井下實時測控，解決了井下智能設備正常工作需要的供電電能和數(shù)據(jù)通信兩方面需求。

2、專利cn?109347213?a涉及一種用于油田井下智能配水器的非接觸式充電方法，該方法具體實施步驟如下：該方法中運用無線電能傳輸原理，設有充電系統(tǒng)包括：位于地面的供電電源、能量變換模塊、電能發(fā)送器、電能接收器與整流、充電控制電路及充電電池+超級電容。該發(fā)明不僅解決了有纜式智能配水分注工藝中電纜的存在大大增加成本的問題，也克服了無纜式工藝中電池電量不足的缺點，而且比現(xiàn)有機械傳動控制閥門的方式更加簡單，更容易操作，省時省力；超級電容的引入也使得該項技術(shù)能夠適用于短時間的快速充電。該發(fā)明方法設計合理，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，性能穩(wěn)定可靠；應用該方法可大大提高工作效率，應用效果非常顯著，在油田的應用前景非常廣闊。

3、cn?110994808?b涉及的是用于油田井下環(huán)境中的電磁感應耦合充電裝置及充電方法，其中用于油田井下環(huán)境中的電磁感應耦合充電裝置包括地面主機、投撈儀部分、井下裝置，地面主機與投撈儀通過電纜連接，投撈儀下端設置原邊能量發(fā)射線圈；投撈儀部分包含dc-dc降壓模塊、控制模塊、電壓電流相位檢測模塊、驅(qū)動電路、高頻逆變電路、原邊補償電路、無線通訊模塊投撈儀端、電力載波通訊投撈儀端；井下裝置包含副邊能量拾取線圈、副邊補償電路、電池組；電池組充電時，隨著投撈儀的下放，原邊能量發(fā)射線圈同軸套入副邊能量拾取線圈中充電，充電完成后，將原邊能量發(fā)射線圈從井內(nèi)提出。該發(fā)明在井下使用電磁感應耦合供電技術(shù)給電池充電，工作量少且簡單。

4、專利cn?107707277?b公開了一種基于寬帶電力線載波通信模塊、中壓整流電源模塊、充電電池組構(gòu)成的油井通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于油田1140v電力線的鉆井電機遠程控制系統(tǒng)中，該系統(tǒng)通過改造現(xiàn)有的電力線載波模擬前端電路、耦合電路以及后端pa功率放大電路，提高電力線載波通信的載波頻率，進而提高載波通信速率和穩(wěn)定性，降低時延。另外，通過改進原有系統(tǒng)對井下載波模塊的供電方式，避免高頻電源帶來的高次諧波噪聲干擾，也對載波通信的實時性和穩(wěn)定性有很大的提升。基于該系統(tǒng)的設計，大幅度提升了石油鉆井平臺系統(tǒng)電力線載波通信性能。

5、專利cn?113937904?b公開了一種基于井下旋轉(zhuǎn)導向的多路無線電能傳輸耦合機構(gòu)，涉及石油鉆探井下旋轉(zhuǎn)導向的電能傳輸裝置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括發(fā)射端和接收端，發(fā)射端包括內(nèi)筒磁芯、原邊能量發(fā)射線圈ⅰ和原邊能量發(fā)射線圈ⅱ；接收端包括外筒磁芯、副邊能量接收線圈ⅰ和副邊能量接收線圈ⅱ。該發(fā)明采用兩組能量傳輸通道，能夠輸出48v和12v兩種電壓，分別為液壓機和傳感器供電，兩路電能傳輸采用兩組線圈，可以將兩組線圈疊繞在一起采用dd-q形式的線圈組合，實現(xiàn)兩路電能傳輸?shù)母綦x，極大的減小了能量傳輸系統(tǒng)的體積，減少安全隱患，可適用于井下高溫環(huán)境。

6、上述對比專利公開了井下智能配水器的非接觸式充電方法、電磁感應耦合充電裝置及充電方法、多路無線電能傳輸耦合機構(gòu)，主要介紹了無線供電電路拓撲結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)框架，與發(fā)明采用的機械結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)不同。以上現(xiàn)有技術(shù)均與本發(fā)明有較大區(qū)別，未能解決我們想要解決的技術(shù)問題，為此我們發(fā)明了一種新的永置式井下無源測控裝置及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種能夠長時間放置于井下，工作壽命不受電池電量影響的永置式井下無源測控裝置及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：永置式井下無源測控裝置，該永置式井下無源測控裝置包括電路筒、過流通道和外筒，該電路筒和該過流通道均位于該外筒內(nèi)，該電路筒中安裝有電源模塊、電機模塊、主控模塊和通信模塊，該過流通道的外側(cè)，纏繞兩段相互隔離的線圈，分別是無線供電線圈和無線通信線圈，該無線供電線圈與該電源模塊連接,為該永置式井下無源測控裝置的電路部分供電；該無線通信線圈與該通信模塊連接，實現(xiàn)該永置式井下無源測控裝置與井下測控儀之間雙向通信；該電源模塊與該電機模塊、該主控模塊、該通信模塊連接供電；該主控模塊與該通信模塊連接實現(xiàn)雙向通信；該主控模塊與該電機模塊連接，實現(xiàn)對該電機模塊的控制和監(jiān)測。

3、本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

4、該永置式井下無源測控裝置還包括第一通道和第二通道，該第一通道為圓筒形結(jié)構(gòu)，連通該過流通道和該電路筒；該第二通道為圓筒形結(jié)構(gòu)，連通該電路筒和該外筒。

5、該第一通道和第二通道分別連接于該電路筒中該電機模塊對應位置，由該電機模塊控制該第一通道和該第二通道的通斷及開度。

6、該過流通道的上下兩端分別與生產(chǎn)管柱連接，井液在該過流通道中流動。

7、本發(fā)明的目的也可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：永置式井下無源測控系統(tǒng)，該永置式井下無源測控系統(tǒng)包括地面控制柜、井下測控儀、永置式井下無源測控裝置，該地面控制柜與該井下測控儀之間通過電纜線連接，實現(xiàn)對該井下測控儀的供電，并實現(xiàn)該地面控制柜與該井下測控儀之間的雙向通信；該井下測控儀與該永置式井下無源測控裝置之間通過電磁波實現(xiàn)雙向無線通信，且該井下測控儀通過電磁波實現(xiàn)對該永置式井下無源測控裝置供電。

8、本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

9、該永置式井下無源測控系統(tǒng)采用管柱結(jié)構(gòu)，還包括懸掛封隔器，該懸掛封隔器承載整個管柱的重力。

10、該永置式井下無源測控系統(tǒng)采用多個永置式井下無源測控裝置，并分別采用多個分層封隔器把所述多個永置式井下無源測控裝置封隔在不同的生產(chǎn)層。

11、所述懸掛封隔器、所述永置式井下無源測控裝置、所述分層封隔器自上而下通過油管連接，且油管最底部是封堵狀態(tài)。

12、所述永置式井下無源測控裝置針對生產(chǎn)層與生產(chǎn)管柱之間的液體連通通道，開啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)開度。

13、所述永置式井下無源測控裝置包括電路筒、過流通道和外筒，該電路筒和該過流通道均位于該外筒內(nèi)，該電路筒中安裝有電源模塊、電機模塊、主控模塊和通信模塊，該過流通道的外側(cè)，纏繞兩段相互隔離的線圈，分別是無線供電線圈和無線通信線圈，該無線供電線圈與該電源模塊連接,為該永置式井下無源測控裝置的電路部分供電；該無線通信線圈與該通信模塊連接，實現(xiàn)該永置式井下無源測控裝置與井下測控儀之間雙向通信；該電源模塊與該電機模塊、該主控模塊、該通信模塊連接供電；該主控模塊與該通信模塊連接實現(xiàn)雙向通信；該主控模塊與該電機模塊連接，實現(xiàn)對該電機模塊的控制和監(jiān)測。

14、所述永置式井下無源測控裝置還包括第一通道和第二通道，該第一通道為圓筒形結(jié)構(gòu)，連通該過流通道和該電路筒；該第二通道為圓筒形結(jié)構(gòu)，連通該電路筒和該外筒。

15、該第一通道和第二通道分別連接于該電路筒中該電機模塊對應位置，由該電機模塊控制該第一通道和該第二通道的通斷及開度。

16、該過流通道的上下兩端分別與生產(chǎn)管柱連接，井液在該過流通道中流動。

17、該井下測控儀包括第二無線供電線圈、第二無線通信線圈、第二供電模塊、無線通信模塊、傳感器模塊、第二主控模塊、第二電源模塊和有纜通信模塊，電纜一端連接該第二電源模塊和該有纜通信模塊，另外一端連接該地面控制柜；該第二電源模塊分別連接該第二主控模塊、該傳感器模塊、該無線通信模塊和該第二供電模塊，并為它們提供電能；該第二主控模塊分別與該有纜通信模塊、該無線通信模塊連接，并分別實現(xiàn)雙向通信；該無線通信模塊與該第二無線通信線圈連接，并通過該第二無線通信線圈將無線通信信號發(fā)送至外部空間；該第二供電模塊與該第二無線供電線圈連接，并通過該第二無線供電線圈將電能發(fā)送至外部空間，該傳感器模塊連接于該第二主控模塊，將采集到的傳感器信號傳輸給該第二主控模塊，并由該第二主控模塊發(fā)送給該有纜通信模塊，從而傳輸?shù)皆摰孛婵刂乒瘛?/p>

18、該電機模塊將監(jiān)測到的電機狀態(tài)信號傳送至該主控模塊，然后電機狀態(tài)信號通過該通信模塊，該無線通信線圈，該第二無線通信線圈，該無線通信模塊，該主控模塊，該有纜通信模塊，從而傳輸?shù)皆摰孛婵刂乒瘛?/p>

19、本發(fā)明中的永置式井下無源測控裝置及系統(tǒng)，采用無線電磁耦合的方式進行供電和通信，井下智能測控裝置常年在井且沒有電池，通過無線發(fā)射裝置對井下智能測控裝置進行供電和通信。與電池供電的井下智能測控裝置相比，該永置式井下無源測控裝置，能夠長時間放置于井下，工作壽命不受電池電量影響，當需要對其測控時，下入井下測控儀對其進行無線供電激活，并進行雙向通信讀取電機開度和控制電機運轉(zhuǎn)。采用隨供隨用的供電方式，避開了井下高溫超過85℃時，無法進行井下充電的問題。與有纜智能測控技術(shù)相比，該永置式井下無源測控系統(tǒng)無需在油管外捆綁電纜和電纜接箍，既簡化施工流程，又能節(jié)省成本，且適用于管柱不連續(xù)的生產(chǎn)工藝，擴大了智能測控技術(shù)的應用范疇。該技術(shù)有極高的現(xiàn)場應用價值。