[发明专利]一种投捞式井下无线传输系统、无线充电设备及方法

说明书

本发明公开了一种投捞式井下无线传输系统、无线充电设备及方法，系统包括：投捞式井下测量装置，用于测量深井油管内的温度、压力、流量、含水量后转化为电信号；地面监视装置，位于地表，用于接收电信号并进行处理；自动坐封装置，其位于投捞式井下测量装置的外围，用于在设定位置固定投捞式井下测量装置，在接收到取出信号后可自动退回坐封状态；预埋天线，位于套管外围，在构成信号传输回路时，将所述电信号进行传输，获取井下流体参数；在投捞式井下测量装置进行无线充电时，用于传输无线充电信号。本发明在井下极低阻抗的环境中运用变压器线圈提高环境阻抗，实现电信号的传输。

技术领域

本发明属于井下测量技术领域，更具体地，涉及一种投捞式井下无线传输系统、无线充电设备及方法。

背景技术

目前大背景下深井建成使用后的井内测量仪器大多是安装在封隔器以下，固定在油管或者中间管外，这种传统井下测量装置，无法及时得到检修同时作业成本高且专项运用性过高。同时，现有深井监测技术通常都是通过从地面延伸的电缆对井下监测系统提供长期供电及信号传输通道，实现永久供电和监测。在深井测量装置安装于井下几千米的深处的情况下，电缆的使用不仅十分昂贵而且安装十分耗时。而且，无论是油管柱还是油管与中间管柱之间的环形永久封隔器被隔开，电缆是难以通过油管或者油管延伸至井下监测装置的。因此电缆的使用是不可取的。

其次，现有技术下盐穴储气库建成使用后的所有井内测量仪器都是安装在封隔器以下，固定在油管或者中间管外，希望通过无线传输进行监测，井内测量仪器采用电池供电，监测时间18月左右，这样不仅不利于监测的准确性还会大大增加检修作业的成本，同时深井无线传输是有难点的，井下传输信号弱，无法支持全距离的传输。中国专利申请《一种井下全井无线传输方法》(申请号：201811565293.2，申请日：2018.12.20)中提到了一种使用中继器的井下信号传输方法，该方法使用中继器极大地提升了信号传输距离，但是在监测套管内油管内流体的参数时，测量仪器输出电信号对应的回路的阻抗抵地，只用中继器明显不能实现信号的传输。另外，中国专利申请《一种井下电磁无线通讯系统及方法》(申请号：201810445619.1，申请日：2018.5.11)中提到了井下的一种信号传输的方法，由于电磁无线传输在不用阻抗介质内的传输特性是不一样的，而深井中同时存在低阻抗 (套管部分)和高阻抗(腔内中心管部分)环境，故此方法无法适用于盐穴储气库的深井信号传输。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种投捞式井下无线传输系统、无线充电设备及方法，其目的在于解决井下测量装置的投捞功能，对应极低阻抗环境中的信号传输功能以及井下测量装置无线充电问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，针对深井测量中套管内套有油管的结构，提供了一种投捞式井下无线传输系统，该系统包括：

投捞式井下测量装置，用于深井测量工作时测量油管内的温度、压力、流量、含水量并转化为电信号进行传输；

地面监视装置，位于地表，用于接收所述电信号并进行处理；

自动坐封装置，位于投捞式井下测量装置的外围，用于将投捞式井下测量装置固定于油管的内壁；

预埋天线，位于套管外围，在构成信号传输回路时，将所述电信号进行传输，获取井下流体参数；在投捞式井下测量装置进行无线充电时，用于传输无线充电信号。

优选的，所述自动坐封装置，在接收到固定信号时在设定位置固定投捞式井下测量装置，在接收到取出信号后自动退回坐封状态。

优选的，所述投捞式井下测量装置所处位置的油管外壁安装有变压器线圈，用于对投捞式井下测量装置对应位置的阻抗变换，改善投捞式井下测量装置对应位置的极低阻抗环境，以油管作为传输路径和变压器线圈、套管、大地构成传输回路传输电信号。极低阻抗环境是由于投捞式井下测量装置的轴向长度的实际要求为3m～5m，同时该装置位于套管内的油管内，其和现在常见的油管外装设装置的回路总阻抗要小1000～10000倍。