[实用新型]随钻流量开关装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻井用的测量仪器，尤其涉及一种随钻流量开关装置。

背景技术

目前，在国内的石油钻井中大量采用无线随钻测斜仪进行定向井测量，无线随钻测斜仪在井下工作所需要的能量是靠自身所带的电池供给的，该电池设计的使用寿命为150小时，但在起下钻过程中无线随钻测斜仪测量的参数并不需要且无实际意义。经计算，深度为3000米的井正常起下一趟钻白白消耗的电能就占设计总量的10％左右，而一口井正常起下钻为三次左右。这样，就浪费了不少电池，污染环境，并且还加速了仪器的磨损，减少了仪器的使用寿命，如仪器在起下钻时工作，还容易造成仪器脉冲发生器造成的沙堵，影响钻井的正常施工。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种随钻流量开关装置，能够控制无线随钻测斜仪的工作状态。

本实用新型采用下述技术方案：一种随钻流量开关装置，其特征在于：包括接收器、接收信号放大滤波电路、用于对发射信号与经过放大滤波处理的接收信号进行处理的信号混频滤波电路、中央处理单元、发射信号合成放大电路和发射器，所述的接收器的输出端与接收信号放大滤波电路的输入端连接，接收信号放大滤波电路的输出端连接信号混频滤波电路的输入端，信号混频滤波电路的输出端连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元的信号输出端连接发射信号合成放大电路的输入端，发射信号合成放大电路的输出端与发射器的输入端和信号混频电路的输入端连接；中央处理单元的信号输出端用来连接无线随钻测斜仪的定向探管。

所述的接收信号放大滤波电路包括前置放大电路和带通滤波器放大器电路，前置放大电路的输出端与带通滤波器放大器电路的输入端连接。

所述的信号混频滤波电路包括混频器电路和低通滤波器电路，混频器电路的输出端与低通滤波器电路的输入端连接。

所述的发射信号合成放大电路包括频率合成器电路和功率放大电路，频率合成器电路的输出端与功率放大电路的输入端连接。

本实用新型随钻流量开关装置，设置在无线随钻测斜仪的打捞头内，利用多普勒原理准确的测量液体的流速，测得的信号经过电路处理后能够很好的控制无线随钻测斜仪的工作状态，从而节约部分电能，延长电池和无线随钻测斜仪的使用寿命，减少仪器的磨损；并且还能有效地防止无线随钻测斜仪的脉冲发生器出现沙堵，给钻井的施工带来方便。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作以详细的描述。

如图1所示，本实用新型随钻流量开关装置包括接收器、接收信号放大滤波电路、用于对发射信号和经过放大滤波处理的接收信号进行处理的信号混频滤波电路、中央处理单元、发射信号合成放大电路和发射器。所述的接收器的输出端与接收信号放大滤波电路的输入端连接，接收信号放大滤波电路包括前置放大电路和带通滤波器放大器电路，前置放大电路的输出端与带通滤波器放大器电路的输入端连接，带通滤波器放大器电路的输出端连接信号混频滤波电路的输入端；所述的信号混频滤波电路包括混频器电路和低通滤波器电路，混频器电路的输出端与低通滤波器电路的输入端连接，低通滤波器电路的输出端连接中央处理单元的信号输入端；中央处理单元的信号输出端连接发射信号合成放大电路的输入端，所述的发射信号合成放大电路包括频率合成器电路和功率放大电路，频率合成器电路的输出端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端与发射器的输入端和混频器电路的输入端连接；中央处理单元的信号输出端用来通过信号线连接无线随钻测斜仪的定向探管。本实施例中接收器采用接收探头SQUS-D20，前置放大电路采用由运算放大器TLE2072构成的电路；带通滤波器放大器电路采用集成放大器MC1350构成的电路；混频器电路采用由模拟开关CD4053构成的电路；低通滤波器电路采用由电容、电阻搭接的常规的滤波电路；频率合成器采用高集成频率合成器AD9850构成的电路；功率放大电路采用NPN三极管2222、PNP三极管2SA1384组成的电路；发射器采用发射探头SQUS-D20；中央处理单元采用数字信号处理器TMS320F2812。

本实用新型随钻流量开关装置设置在无线随钻测斜仪的打捞头中，无线随钻测斜仪的打捞头与无线随钻测斜仪的定向探管通过无线随钻测斜仪的扶正器连接起来，随钻流量开关装置里中央处理单元的信号输出端与无线随钻测斜仪的定向探管之间设置连接有信号线。本实用新型随钻流量开关装置的电源由无线随钻测斜仪的电池组通过设置在无线随钻测斜仪的扶正器内部的电源线供电。

本实用新型的工作原理如下：如图1所示，中央处理单元控制频率合成器电路产生正弦波，正弦波经功率放大电路放大后由发射器发出超声波信号。接收器接收到由发射器发出的含有流体流速信息的多普勒频偏信号经前置放大电路将信号放大，再经带通滤波器放大器电路滤出杂波后输入混频器电路，混频器电路将此信号与功率放大电路的输出信号进行混频，得到差频信号经低通滤波器电路滤波后送入中央处理单元，中央处理单元对此差频信号进行一系列处理和计算求得流体流速。当计算求得的流速经中央处理单元判断大于流速设定值的时候，中央处理单元就通过信号线向定向探管输出一个高低电平的开关信号，当定向探管收到开关信号时，定向探管判断收到的开关信号是高电平或低电平，然后定向探管根据开关信号控制无线随钻测斜仪，使无线随钻测斜仪开始工作或者停止工作。当不需要无线随钻测斜仪工作时，定向探管就控制无线随钻测斜仪断开部分用电设备，从而节约部分电能，延长电池和无线随钻测斜仪的使用寿命；并且还能有效地防止无线随钻测斜仪的脉冲发生器出现沙堵。