[发明专利]一种海上智能井井下数据传输方法和装置

说明书

本发明涉及一种海上智能井井下数据传输方法和装置，其特征在于，包括：设置在海平面的作业平台、设置在作业平台上的水声通信系统、设置在海底泥线位置的吸力锚海底基站、设置在吸力锚海底基站上的信号转换系统以及设置在海底的透地通信系统；所述透地通信系统用于对海底井下信号进行采集，并通过透地通信形式发送到所述信号转换系统；所述信号转换系统将接收到的透地通信形式的井下信号转换为水声通信形式的水声信号后发送到所述水声通信系统进行处理。本发明可以广泛应用于井下数据传输领域。

技术领域

本发明涉及一种用于海洋智能油气井通信使用的方法和装置，特别是关于一种基于透地通信和水声通信方式的海上智能井井下数据传输方法和装置。

背景技术

智能钻井最为核心的问题就是解决井下测量系统数据传输。目前主要有2种技术用于解决井下测量系统数据的传输，一种是利用智能钻杆，然而，受制于成本高昂，仅在试验阶段；另一种是利用现有泥浆脉冲数据传输技术，即MWD(Measurement While Drilling)中的数据传输技术，然而现有泥浆脉冲数据传输技术的通信数据速度为2-5bit/s，大部分测量数据采用存储的方式存储在井底，待完成钻井作业后取出存储器读出内部数据，尚无法实现井下数据大数据量传输功能。

另外，智能完井基本依赖于井下有限电缆或光纤，导致水平井等储层段无法实现有线监测工具下入，亟需改变通信方式。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种海上智能井井下数据传输方法和装置，该方法采用透地通信和水声通信相结合的通信方法，可以有效解决常规通信方法穿越地层和水层的技术障碍，既可以有效降低地层通信中的信号衰减问题，又可以在海底泥线位置进行数据信号转换和中继，从而将地下数据通过两种通信方式实现向平台传输。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的第一个方面，是提供一种海上智能井井下数据传输装置，其包括：设置在海平面的作业平台、设置在作业平台上的水声通信系统、设置在海底泥线位置的吸力锚海底基站、设置在吸力锚海底基站上的信号转换系统以及设置在海底的透地通信系统；所述透地通信系统用于对海底井下信号进行采集，并通过透地通信形式发送到所述信号转换系统；所述信号转换系统将接收到的透地通信形式的井下信号转换为水声通信形式的水声信号后发送到所述水声通信系统进行处理。

进一步，所述水声通信系统包括水声信号接收器天线、水声信号接收器以及水声信号平台处理系统；所述水声信号接收器天线用于接收所述信号转换系统发送的水声信号；所述水声信号接收器用于将水声信号接收器天线接收到的水声信号发送到所述水声信号平台处理系统；所述水声信号平台处理系统用于对水声信号进行数据读取和处理。

进一步，所述吸力锚海底基站包括密封舱和吸力锚，所述密封舱内设置所述信号转换系统；所述密封舱底部设置所述吸力锚，且所述吸力锚与地层接触中心处预留有供透所述信号转换系统中的地通信信号接收天线穿出的孔洞。

进一步，所述吸力锚为直径600mm、长度为1.5m的圆柱体。

进一步，所述信号转换系统包括透地通信信号接收器、透地通信信号放大器、透地通信信号转水声信号转换器、水声信号发射器和水声信号发射器天线；所述透地通信信号接收器由所述吸力锚底部预留孔洞穿出，用于接收所述透地通信系统发送的井下信号；所述透地通信信号放大器用于对接收到的井下信号进行放大；所述通信信号转水声信号转换器用于将井下信号转换为水声信号；所述水声信号发射器用于将转换后的水声信号通过水声信号发射器天线发送到所述水声通信系统；所述透地通信信号接收器、透地通信信号放大器、透地通信信号转水声信号转换器、水声信号发射器和水声信号发射器天线的供电由水下工程设施提供动力供应。

进一步，所述透地通信系统包括井下透地通信信号发射器，用于在钻井作业中实时传输井下钻井监测数据或在完井和生产作业期间传输储层内传感器的监测数据。