[其他]深钻井底部参数的遥测技术

说明书

这个发明是属于将遥测到的电讯号由深钻井的底部送到地面的技术领域。更具体地讲，是把在深井底部探测到的温度，压力及其它参数根据它们的数值调制在一个高频的载波上。所产生的高频调频讯号被偶合到底部的驱动马达的电力供电线上，一种偶合装置拾取了这个调频讯号，在地面上加以解调，从而得到原始参数值，并可以显示出来。

在现有技术中，可以举出一系列作为测量深钻井底部的这些参数的仪器，并且可以将参数由电缆输送到地面上，供人们使用。众所周知，有些传感器或敏感元件的设计是产生一个随测量参数变化的直流电压或直流电流。这些仪器是简单的，它们在输送讯号方面却有很大的困难，因为导线由深钻井的底部到地面由于条件在变化，因而沿着导线的电阻及绝缘漏电阻均在变化着，更有甚者，当仪器在特殊条件下工作时，必须要有一个设在水中的泵以及驱动马达。通过管道供给泵和马达的电源采用多相电。有了马达电源线来传输参数讯号就不必再使用别的导线了。但是在欧姆表型传感器结构的基础上，仍然要求小心的处理数据，以避免由于沿着电缆的损耗讯号的幅度在地面上发生变化。

从传感器将一个小的直流讯号通过电源电缆偶合到马达电源线上去，将需要十分可观数量的耦合仪器，这是笨重和昂贵的。

本发明的主要目的在于为位于深钻井底部的由传感器给出的一个或多个参数的电讯号提供一个方便，安全和迅速的遥测系统。

本发明的更进一步目的是提供一个方法，使遥测的讯号通过电线传送到地面上来。这个电线是将高压三相交流电流传送去驱动马达的。

这些和其他的目的都已经实现了，现有技术的局限性在本发明中均得到克服，本发明采用了在地面上的第一（地面上）仪器设备装置，和第二（地面下）地下仪器设备装置。上述一组设备装置接收另一组设备装置的交流讯号，反之亦然。

在地面仪器设备装置中，由交流电源提供一个低压中频讯号，此讯号耦合到三相电力输电线的任何一根或者三根上，然后此中频低压讯号从电缆中触耦，并用作孔井底部电子设备的能源。

利用一个或多个传感器测量环境参数，例如水泵和马达附近的温度和压力，这两个参数以及其他参数对于判断向下钻井设备中是否出现了故障是极为重要的。因此他可以预防机械和电子故障的出现，并提供了钻井中的数据。

传感器的输出讯号用来调制高频载波讯号，后者耦合到电缆上。在地面，这电缆把高频调频讯号送到调频检波器或调频接收机上去。这检波器就能解调出载波所载送的讯号，并输出一个数字讯号来。这个数字讯号就是所测量到的向下钻井设备的一个参数的函数。这个数字输出讯号任凭你的需要可以显示，也可以记录。

在地面的仪器设备和在向下钻井的仪器设备之间是不存在直流传送的。但是，在电缆线上有一个用以驱动马达的60赫兹交流大电压存在。那里有个作为提供向下打井装置中电能的中频电讯号，还有一个供遥测参数的调频讯号，它从向下打井装置中沿着电缆传送到地面上仪器装置。

这里的耦合装置均是利用电容器连接到电力导线上的耦合方法而使两个装置对高压电力线绝缘。这里还采用了回路滤波器将讯号与混合在一起的60赫兹的电源分离开来。

本发明的这些和其他的目的和本发明的优点以及更好地理解用该发明的原理和细节都将从与附图结合的下述说明清楚地得到。它是：

图1说明了整个设备及其仪器单元，它不单要求遥测数据，而且要求泵把液体从钻井底部抽上来。

图2是个示意图，相当详细地说明了在地面上和在地下或者向下打井仪器设备装置的电路。

在本发明所涉及的这种遥测设备系统中，采用通常的方法，例如给不同参数的频率提供一个或者数个频率调制系统来处理一个或多个独立的讯号。在另一方面，也可以采用通常的交替转换开关的方法，交替地先接上一个参数讯号来遥测，然后转接上另一个讯号，以后再转接回第一个讯号，就这样继续交替地遥测下去。因此，如果有一个包含有多元的传感器讯号，那么只要阐明其中一路参数讯号的设备系统就可以了。而需求输送两个或更多讯号的其他设备仅只是一个复式的遥测系统，或者是一个遥控转换开关的系统，这些系统在先有技术中已描述得很多了。例如：在地面上用转换接头开关，可以使输送到地下电缆的讯号用来转换测量的参数。这是可以由地面操作人员的意愿来选样传送两个或者更多个中的一个参数。

现在参看图1，那是显示整个设备系统和仪器单元的，它不但是遥测数据，而且也是由井底将液体用泵抽出来所要求的。