本發(fā)明涉及井下通訊裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種井下雙向通訊裝置。

背景技術(shù)：

在油氣井開發(fā)過程中，很多時(shí)候井底需要用到各種機(jī)電設(shè)備來完成相關(guān)的通訊任務(wù)，例如進(jìn)行定向測量、數(shù)據(jù)存儲、局部控制，對于這類機(jī)電產(chǎn)品而言，往往需要將電路模塊（如穩(wěn)壓電路、整流電路、脈發(fā)驅(qū)動電路和下傳信號收發(fā)電路等）固定在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并且結(jié)構(gòu)本身需要用來傳遞動力，且電路部分需要很好密封，連接裝配，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。在工具的裝配過程中，工具連接端的線纜容易發(fā)生破損甚至斷裂，尤其是工具在采用絲扣連接時(shí)，旋轉(zhuǎn)連接工具時(shí)，工具連接端的線纜會跟隨工具旋轉(zhuǎn)而容易被擰斷、線纜的破損和斷裂對信號或電能的傳輸造成不利的影響；另外，對于傳統(tǒng)的線纜連接方式，工具鉆鋌側(cè)壁開長孔進(jìn)行引線，采用插頭、插座的方式進(jìn)行信號或電能的對接，并需要留有足夠的過流通道，采用插頭和插座方式時(shí)，在裝配時(shí)對接較難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種井下雙向通訊裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有井下通訊裝置在裝配時(shí)，存在的工具連接端的線纜容易發(fā)生破損甚至斷裂的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種井下雙向通訊裝置，包括無磁短節(jié)、電子短節(jié)、脈沖發(fā)生器、泥漿渦輪發(fā)電機(jī)和插針連接套，無磁短節(jié)的下部內(nèi)側(cè)與電子短節(jié)的上部外側(cè)密封固定安裝在一起，在電子短節(jié)的上部外側(cè)密封安裝有外套，在外套與電子短節(jié)之間固定安裝有電源電路板和脈發(fā)驅(qū)動電路板，脈沖發(fā)生器、泥漿渦輪發(fā)電機(jī)和插針連接套自上而下固定在無磁短節(jié)內(nèi)，插針連接套的下端與電子短節(jié)的上端密封固定安裝在一起，在插針連接套上設(shè)置有第一過線通道，在電源電路板上方的電子短節(jié)上設(shè)置有與第一過線通道相通的第二過線通道，在無磁短節(jié)上軸向設(shè)置有與第二過線通道相通的第三過線通道，在無磁短節(jié)的下部內(nèi)側(cè)與電子短節(jié)上部外側(cè)之間密封安裝有能連接第二過線通道與第三過線通道之間的線纜的防斷線總成，在脈發(fā)驅(qū)動電路板下方的電子短節(jié)上軸向設(shè)置有第四過線通道，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的電源輸出端與電源電路板的電源輸入端連接，電源電路板的電源輸出端分別與脈發(fā)驅(qū)動電路板的電源輸入端以及脈沖發(fā)生器的電源輸入端連接，脈發(fā)驅(qū)動電路板的信號輸出端與脈沖發(fā)生器的信號輸入端電連接，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的信號輸出端與脈發(fā)驅(qū)動電路板的信號輸入端電連接。

下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

上述防斷線總成包括能夠相對轉(zhuǎn)動并實(shí)現(xiàn)電連接的固定接線導(dǎo)體和旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體；在無磁短節(jié)的下端內(nèi)側(cè)設(shè)置有與第三過線通道相通的外滑環(huán)限位槽，在外滑環(huán)限位槽與第二過線通道之間的電子短節(jié)上連通有徑向通道，固定接線導(dǎo)體通過內(nèi)絕緣套絕緣固定安裝在徑向通道處的電子短節(jié)外；在旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體外包裹有絕緣置于外滑環(huán)限位槽內(nèi)的外絕緣套；在固定接線導(dǎo)體和旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體上分別設(shè)有接線端子，在內(nèi)絕緣套上設(shè)有能使徑向通道內(nèi)的線纜與固定接線導(dǎo)體的接線端子電連接的內(nèi)過線通道；在外絕緣套上設(shè)有能使第三過線通道內(nèi)的線纜與旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體的接線端子電連接的外過線通道；無磁短節(jié)的下端內(nèi)側(cè)與電子短節(jié)的上端外側(cè)通過螺紋固定安裝在一起。

上述脈發(fā)驅(qū)動電路板上設(shè)置有脈發(fā)驅(qū)動電路模塊和信號收發(fā)模塊，電源電路板的電源輸出端均與脈發(fā)驅(qū)動電路模塊、信號收發(fā)模塊的電源輸入端連接，脈發(fā)驅(qū)動電路模塊的信號輸出端與脈沖發(fā)生器的信號輸入端電連接，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的信號輸出端與信號收發(fā)模塊的信號輸入端電連接；或/和，在第三過線通道的上端設(shè)置有上接線端口，在第四過線通道的底端設(shè)置有下接線端口，在上接線端口上方的無磁短節(jié)上設(shè)置有上密封槽，在下接線端口下方的電子短節(jié)外側(cè)設(shè)置有下密封槽。

上述插針連接套的上部內(nèi)側(cè)設(shè)置有截面寬度自上而下逐漸減小的臺階環(huán)槽，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的下端外側(cè)與插針連接套的上端內(nèi)側(cè)在臺階環(huán)槽處固定安裝在一起，在臺階環(huán)槽內(nèi)固定安裝有多芯插針，在臺階環(huán)槽下方的插針連接套上設(shè)置有與臺階環(huán)槽相通的第一過線通道；或/和，在無磁短節(jié)與外套之間的電子短節(jié)外側(cè)密封套裝有上擋圈，在上擋圈的下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有外限位凹槽，在與外限位凹槽對應(yīng)的電子短節(jié)外側(cè)設(shè)置有與外限位凹槽對應(yīng)的內(nèi)限位凹槽，在外限位凹槽和內(nèi)限位凹槽內(nèi)固定安裝有對上擋圈軸向限位的定位環(huán)；或/和，在電子短節(jié)的下部外側(cè)設(shè)置有外環(huán)臺，外套座在外環(huán)臺上，在外套與外環(huán)臺之間密封套裝有下?lián)跞Γ换?和，在與脈沖發(fā)生器對應(yīng)的無磁短節(jié)內(nèi)側(cè)設(shè)置有限位環(huán)槽，在限位環(huán)槽內(nèi)密封安裝有支撐脈沖發(fā)生器的固定套。

上述第二過線通道與第四過線通道之間的電子短節(jié)外側(cè)與外套內(nèi)側(cè)之間形成走線通道，在與外套內(nèi)外對應(yīng)的電子短節(jié)外側(cè)沿圓周設(shè)置有至少一個(gè)的上固定槽，電源電路板固定在上固定槽內(nèi)，在上固定槽下方的電子短節(jié)外側(cè)沿圓周設(shè)置有至少一個(gè)的下固定槽，脈發(fā)驅(qū)動電路板固定在下固定槽內(nèi)；在第二過線通道與上固定槽之間的電子短節(jié)外側(cè)設(shè)置有第一繞行環(huán)槽，在上固定槽與下固定槽之間的電子短節(jié)外側(cè)設(shè)置有第二繞行環(huán)槽，在下固定槽與第四過線通道之間的電子短節(jié)外側(cè)設(shè)置有第三繞行環(huán)槽。

上述靠近電子短節(jié)上端的插針連接套的一側(cè)設(shè)置有前后貫通的安裝窗口，安裝窗口的底部設(shè)有貫穿至插針連接套底部的連接通孔，與連接通孔對應(yīng)的電子短節(jié)的上設(shè)有螺紋孔，在相互對應(yīng)的連接通孔和螺紋孔內(nèi)通過螺紋固定安裝有能將插針連接套和電子短節(jié)固定連接的防轉(zhuǎn)固定螺栓；或/和，在無磁短節(jié)的上側(cè)置有內(nèi)螺紋或外螺紋，在電子短節(jié)的下側(cè)設(shè)置有內(nèi)螺紋或外螺紋；或/和，在插針連接套的下端外側(cè)與電子短節(jié)的上端內(nèi)側(cè)之間固定安裝有至少一道的密封圈。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，在使用過程中，在不改變傳統(tǒng)的流道方式的前提下，能夠完成井下信號上傳至井上以及井上信號下傳至井下，實(shí)現(xiàn)信號傳輸?shù)碾p向通訊，防斷線總成的設(shè)置，能夠在連接無磁短節(jié)與電子短節(jié)時(shí)，能夠防止第二過線通道與第三過線通道之間的線纜出現(xiàn)線纜斷裂現(xiàn)象，能夠維持本發(fā)明進(jìn)行雙向通訊，從而使本發(fā)明能夠廣泛的應(yīng)用于石油井下機(jī)電設(shè)備的雙向通訊。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明最佳實(shí)施例上半部分的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為本發(fā)明最佳實(shí)施例下半部分的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3為本發(fā)明最佳實(shí)施例的電路框圖。

附圖4為附圖2中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的編碼分別為：1為無磁短節(jié)，2為電子短節(jié)，3為脈沖發(fā)生器，4為泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，5為插針連接套，6為外套，7為第一過線通道，8為第二過線通道，9為第三過線通道，10為第四過線通道，11為臺階環(huán)槽，12為多芯插針，13為徑向通道，14為外絕緣套，15為內(nèi)絕緣套，16為旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體，17為上擋圈，18為下密封槽，19為外環(huán)臺，20為下?lián)跞Γ?1為固定套，22為上固定槽，23為下固定槽，24為第一繞行環(huán)槽，25為第二繞行環(huán)槽，26為第三繞行環(huán)槽，27為安裝窗口，28為防轉(zhuǎn)固定螺栓，29為上接線端口，30為下接線端口，31為密封圈，32為上密封槽，33為第二過線通道的線纜，34為第三過線通道的線纜，35為固定接線導(dǎo)體。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。

在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如附圖1至4所示，該井下雙向通訊裝置包括無磁短節(jié)1、電子短節(jié)2、脈沖發(fā)生器3、泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4和插針連接套5，無磁短節(jié)1的下部內(nèi)側(cè)與電子短節(jié)2的上部外側(cè)密封固定安裝在一起，在電子短節(jié)2的上部外側(cè)密封安裝有外套6，在外套6與電子短節(jié)2之間固定安裝有電源電路板和脈發(fā)驅(qū)動電路板，脈沖發(fā)生器3、泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4和插針連接套5自上而下固定在無磁短節(jié)1內(nèi)，插針連接套5的下端與電子短節(jié)2的上端密封固定安裝在一起，在插針連接套5上設(shè)置有第一過線通道7，在電源電路板上方的電子短節(jié)2上設(shè)置有與第一過線通道7相通的第二過線通道8，在無磁短節(jié)1上軸向設(shè)置有與第二過線通道8相通的第三過線通道9，在無磁短節(jié)1的下部內(nèi)側(cè)與電子短節(jié)2上部外側(cè)之間密封安裝有能連接第二過線通道8與第三過線通道9之間的線纜的防斷線總成，在脈發(fā)驅(qū)動電路板下方的電子短節(jié)2上軸向設(shè)置有第四過線通道10，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4的電源輸出端與電源電路板的電源輸入端連接，電源電路板的電源輸出端分別與脈發(fā)驅(qū)動電路板的電源輸入端以及脈沖發(fā)生器3的電源輸入端連接，脈發(fā)驅(qū)動電路板的信號輸出端與脈沖發(fā)生器3的信號輸入端電連接，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4的信號輸出端與脈發(fā)驅(qū)動電路板的信號輸入端電連接。

脈沖發(fā)生器3為現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生脈沖信號的井下設(shè)備。泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4為現(xiàn)有技術(shù)中的兼具發(fā)電和信號傳遞的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)。電源電路板和脈發(fā)驅(qū)動電路板均為現(xiàn)有技術(shù)。電子短節(jié)2能夠用來傳遞扭矩和承受鉆壓。

本發(fā)明所述的井下雙向通訊裝置在使用過程中，在不改變傳統(tǒng)的流道方式的前提下，能夠完成井下信號上傳至井上以及井上信號下傳至井下，實(shí)現(xiàn)信號傳輸?shù)碾p向通訊。防斷線總成的設(shè)置，在連接無磁短節(jié)1與電子短節(jié)2時(shí)，能夠防止第二過線通道8與第三過線通道9之間的線纜出現(xiàn)線纜斷裂現(xiàn)象，能夠維持本發(fā)明進(jìn)行雙向通訊，從而本發(fā)明能夠廣泛的應(yīng)用于石油井下機(jī)電設(shè)備的雙向通訊。

可根據(jù)實(shí)際需要，對上述井下雙向通訊裝置作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

如附圖2、4所示，防斷線總成包括能夠相對轉(zhuǎn)動并實(shí)現(xiàn)電連接的固定接線導(dǎo)體35和旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體16；在無磁短節(jié)1的下端內(nèi)側(cè)設(shè)置有與第三過線通道9相通的外滑環(huán)限位槽，在外滑環(huán)限位槽與第二過線通道8之間的電子短節(jié)2上連通有徑向通道13，固定接線導(dǎo)體35通過內(nèi)絕緣套15絕緣固定安裝在徑向通道13處的電子短節(jié)2外；在旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體16外包裹有絕緣置于外滑環(huán)限位槽內(nèi)的外絕緣套14；在固定接線導(dǎo)體35和旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體16上分別設(shè)有接線端子，在內(nèi)絕緣套15上設(shè)有能使徑向通道13內(nèi)的線纜與固定接線導(dǎo)體35的接線端子電連接的內(nèi)過線通道；在外絕緣套14上設(shè)有能使第三過線通道9內(nèi)的線纜與旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體16的接線端子電連接的外過線通道；無磁短節(jié)1的下端內(nèi)側(cè)與電子短節(jié)2的上端外側(cè)通過螺紋固定安裝在一起。

在連接無磁短節(jié)1與電子短節(jié)2時(shí)，電子短節(jié)2不動，通過旋轉(zhuǎn)無磁短節(jié)1，使電子短節(jié)2與無磁短節(jié)1扣接，無磁短節(jié)1旋轉(zhuǎn)一定的角度后，第三過線通道9內(nèi)的線纜會牽引旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體16、外絕緣套14旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體16與固定接線導(dǎo)體35為相對轉(zhuǎn)動的關(guān)系，因此，旋轉(zhuǎn)接線導(dǎo)體16、外絕緣套14可以跟隨無磁短節(jié)1旋轉(zhuǎn)同時(shí)，使第三過線通道9內(nèi)的線纜不會被擰斷，即能夠防止第二過線通道8與第三過線通道9之間的線纜出現(xiàn)線纜斷裂現(xiàn)象，對線纜起到保護(hù)作用，從而保證通訊有序進(jìn)行。

如附圖3所示，脈發(fā)驅(qū)動電路板上設(shè)置有脈發(fā)驅(qū)動電路模塊和信號收發(fā)模塊，電源電路板的電源輸出端均與脈發(fā)驅(qū)動電路模塊、信號收發(fā)模塊的電源輸入端連接，脈發(fā)驅(qū)動電路模塊的信號輸出端與脈沖發(fā)生器3的信號輸入端電連接，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4的信號輸出端與信號收發(fā)模塊的信號輸入端電連接；或/和，在第三過線通道9的上端設(shè)置有上接線端口29，在第四過線通道10的底端設(shè)置有下接線端口30，在上接線端口29上方的無磁短節(jié)1上設(shè)置有上密封槽32，在下接線端口30下方的電子短節(jié)2外側(cè)設(shè)置有下密封槽18。

脈發(fā)驅(qū)動電路模塊和信號收發(fā)模塊為現(xiàn)有公知技術(shù)。上接線端口29和下接線端口30的設(shè)置，裝配時(shí)便于本發(fā)明的線纜與外部線纜的對接；為了提高本發(fā)明與連接工具之間的密封性，可以在上密封槽32和下密封槽18內(nèi)安裝密封圈31，由此對本發(fā)明中的電路模塊（脈發(fā)驅(qū)動電路板等）進(jìn)一步進(jìn)行保護(hù)。

如附圖1、2所示，在插針連接套5的上部內(nèi)側(cè)設(shè)置有截面寬度自上而下逐漸減小的臺階環(huán)槽11，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4的下端外側(cè)與插針連接套5的上端內(nèi)側(cè)在臺階環(huán)槽11處固定安裝在一起，在臺階環(huán)槽11內(nèi)固定安裝有多芯插針12，在臺階環(huán)槽11下方的插針連接套5上設(shè)置有與臺階環(huán)槽11相通的第一過線通道7；或/和，在無磁短節(jié)1與外套6之間的電子短節(jié)2外側(cè)密封套裝有上擋圈17，在上擋圈17的下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有外限位凹槽，在與外限位凹槽對應(yīng)的電子短節(jié)2外側(cè)設(shè)置有與外限位凹槽對應(yīng)的內(nèi)限位凹槽，在外限位凹槽和內(nèi)限位凹槽內(nèi)固定安裝有對上擋圈17軸向限位的定位環(huán)；或/和，在電子短節(jié)2的下部外側(cè)設(shè)置有外環(huán)臺19，外套6座在外環(huán)臺19上，在外套6與外環(huán)臺19之間密封套裝有下?lián)跞?0；或/和，在與脈沖發(fā)生器3對應(yīng)的無磁短節(jié)1內(nèi)側(cè)設(shè)置有限位環(huán)槽，在限位環(huán)槽內(nèi)密封安裝有支撐脈沖發(fā)生器3的固定套21。

多芯插針12可以滿足多條信號線的對接。根據(jù)需要，多芯插針12為七芯插針。

如附圖1至4所示，在第二過線通道8與第四過線通道10之間的電子短節(jié)2外側(cè)與外套6內(nèi)側(cè)之間形成走線通道，在與外套6內(nèi)外對應(yīng)的電子短節(jié)2外側(cè)沿圓周設(shè)置有至少一個(gè)的上固定槽22，電源電路板固定在上固定槽22內(nèi)，在上固定槽22下方的電子短節(jié)2外側(cè)沿圓周設(shè)置有至少一個(gè)的下固定槽23，脈發(fā)驅(qū)動電路板固定在下固定槽23內(nèi)；在第二過線通道8與上固定槽22之間的電子短節(jié)2外側(cè)設(shè)置有第一繞行環(huán)槽24，在上固定槽22與下固定槽23之間的電子短節(jié)2外側(cè)設(shè)置有第二繞行環(huán)槽25，在下固定槽23與第四過線通道10之間的電子短節(jié)2外側(cè)設(shè)置有第三繞行環(huán)槽26。

如附圖1至4所示，在靠近電子短節(jié)2上端的插針連接套5的一側(cè)設(shè)置有前后貫通的安裝窗口27，安裝窗口27的底部設(shè)有貫穿至插針連接套5底部的連接通孔，與連接通孔對應(yīng)的電子短節(jié)2的上設(shè)有螺紋孔，在相互對應(yīng)的連接通孔和螺紋孔內(nèi)通過螺紋固定安裝有能將插針連接套5和電子短節(jié)2固定連接的防轉(zhuǎn)固定螺栓28；或/和，在無磁短節(jié)1的上側(cè)置有內(nèi)螺紋或外螺紋，在電子短節(jié)2的下側(cè)設(shè)置有內(nèi)螺紋或外螺紋；或/和，在插針連接套5的下端外側(cè)與電子短節(jié)2的上端內(nèi)側(cè)之間固定安裝有至少一道的密封圈31。

密封圈31可以提高插針連接套5與電子短節(jié)2之間的密封性，即防止液體通過插針連接套5與電子短節(jié)2之間的間隙進(jìn)入第一過線通道7、第二過線通道8等內(nèi)后，使電子配件發(fā)生故障。防轉(zhuǎn)固定螺栓28不僅起到將插針連接套5與電子短節(jié)2連接的作用，而且能夠進(jìn)一步方便第一過線通道7與第二過線通道8對接，便于裝配。

在本發(fā)明中，所述的密封均可以通過安裝密封圈31或其它現(xiàn)有公知公用的密封方式進(jìn)行密封，如密封固定安裝中的密封或密封套裝中的密封。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。

本發(fā)明最佳實(shí)施例的使用過程：將該井下雙向通訊裝置連入井下工具（立管）中，電子短節(jié)2的下端與裝有測量井斜、方位等井底數(shù)據(jù)儀器的隨鉆測量短節(jié)（MWD短節(jié)）連接，脈發(fā)驅(qū)動電路模塊與MWD短節(jié)之間的數(shù)據(jù)線纜通過下接線端口30連接，信號收發(fā)模塊與井下中央控制器（井下CPU）電連接；泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4發(fā)電，并將電能輸送給電源電路板，電源電路板分別給脈沖發(fā)生器3、脈發(fā)驅(qū)動電路板供電；MWD短節(jié)將井底數(shù)據(jù)信號發(fā)送給脈發(fā)驅(qū)動電路模塊，脈發(fā)驅(qū)動電路模塊將接收到的信號傳送給脈沖發(fā)生器3，脈沖發(fā)生器3根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號，井上脈沖信號接收系統(tǒng)接收脈沖發(fā)生器3發(fā)出的脈沖信號，由此獲得井底數(shù)據(jù)，完成信號的上傳；井上要向井下CPU發(fā)送信號時(shí)，通過操作地面旁通閥的開啟和關(guān)閉，進(jìn)而分流立管內(nèi)泥漿排量，排量改變導(dǎo)致泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4的電壓變化，泥漿渦輪發(fā)電機(jī)4將該電壓信號發(fā)送給信號收發(fā)模塊，信號收發(fā)模塊將接收到的信號發(fā)送給井下CPU，由此完成信號的下傳。