近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置，是為實(shí)現(xiàn)近鉆頭測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和上傳、獲取地層評(píng)價(jià)的可靠數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，本裝置鉆頭上方依次連接近鉆頭測(cè)量?jī)x、螺桿鉆具和無(wú)線隨鉆儀器，通過(guò)裝置中的傳感器組、井下計(jì)算機(jī)模塊、電源組、聲波發(fā)射和接收換能器組進(jìn)行近鉆頭井下工作數(shù)據(jù)的測(cè)量和實(shí)時(shí)傳輸。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)近鉆頭測(cè)量?jī)x器與隨鉆儀器之間的通信，確保近鉆頭測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及上傳，為實(shí)時(shí)地層評(píng)價(jià)提供可靠的井下鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、工藝簡(jiǎn)單和成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于石油和天然氣鉆井過(guò)程中鉆井?dāng)?shù)據(jù)的近鉆頭無(wú)線傳輸。
【專利說(shuō)明】近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置，屬于石油、天然氣鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油鉆井地質(zhì)條件的復(fù)雜化及自然開采環(huán)境的惡劣化，對(duì)油氣鉆井精度及油氣藏的鉆達(dá)命中率提出了更高的要求，而油氣鉆井井下信息的準(zhǔn)確獲取與高速傳輸技術(shù)正是提聞鉆井精度的關(guān)鍵。
[0003]由于定向鉆井施工需要?jiǎng)恿︺@具和定向接頭，使無(wú)磁鉆鋌中的隨鉆測(cè)量?jī)x距離鉆頭有一段距離，所以，隨鉆測(cè)量?jī)x的井斜和方位并不是鉆頭所在位置井眼的真實(shí)井斜和方位，雖然能根據(jù)造斜工具的標(biāo)定造斜率進(jìn)行推測(cè)，但實(shí)際造斜率會(huì)受鉆具組合、地層條件、泥漿排量及鉆進(jìn)等因素影響，與推測(cè)的數(shù)據(jù)相差很大，會(huì)影響定向的準(zhǔn)確性，使實(shí)際井眼軌跡容易鉆出目的層，降低油氣資源采收率，無(wú)法滿足導(dǎo)向技術(shù)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置，其能實(shí)現(xiàn)近鉆頭測(cè)量?jī)x器與隨鉆儀器之間的通信，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及上傳，為實(shí)時(shí)地層評(píng)價(jià)提供可靠的井下鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0005]近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸裝置的技術(shù)方案如下:
[0006]本裝置鉆頭上端連接近鉆頭測(cè)量?jī)x，近鉆頭測(cè)量?jī)x上端連接螺桿鉆具，螺桿鉆具上端連接無(wú)線隨鉆儀器。
[0007]近鉆頭測(cè)量?jī)x的筒體內(nèi)設(shè)有內(nèi)芯，兩者間由密封圈密封，內(nèi)芯外壁設(shè)有凸肩，凸肩上方的環(huán)空為換能器艙，凸肩下方的環(huán)空為電子儀器艙。換能器艙內(nèi)設(shè)有聲波發(fā)射換能器組，電子儀器艙內(nèi)設(shè)有電源組A、井下計(jì)算機(jī)模塊A和傳感器組。
[0008]無(wú)線隨鉆儀器內(nèi)設(shè)有中心筒狀聲波接收與信號(hào)處理裝置，筒內(nèi)自上而下設(shè)有井下計(jì)算機(jī)模塊B、信號(hào)處理電路、電源組B和聲波接收換能器組。
[0009]近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸?shù)姆椒ㄈ缦?
[0010]1.近鉆頭測(cè)量?jī)x將采集到的近鉆頭的井下數(shù)據(jù)加載到4KHz的聲波信號(hào)上，間歇發(fā)送:
[0011]首先，傳感器組進(jìn)行近鉆頭井下的井斜、扭矩和溫度測(cè)量，并將測(cè)量信號(hào)數(shù)字輸出，直接送達(dá)井下計(jì)算機(jī)模塊A ；
[0012]井下計(jì)算機(jī)模塊A將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、轉(zhuǎn)換、編碼和調(diào)制，然后送至聲波發(fā)射換能器組；
[0013]聲波發(fā)射換能器組將接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶有調(diào)制信息的聲波信號(hào)，并沿鉆柱發(fā)射至聲波接收與信號(hào)處理裝置；
[0014]電源組A為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。[0015]2.聲波接收與信號(hào)處理裝置將接收的聲波信號(hào)進(jìn)行處理，并與MWD等上層儀器建立通信聯(lián)系；
[0016]首先，聲波接收換能器組將沿螺桿鉆具信道傳來(lái)的聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并由信號(hào)處理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)換和檢波處理，然后，將處理后的電信號(hào)直接送入井下計(jì)算機(jī)模塊B ；
[0017]井下計(jì)算機(jī)模塊B對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)；當(dāng)需要和MWD等上層儀器通信時(shí)，將聲波接收與信號(hào)處理裝置與MWD或其他儀器的電氣接口連接，使信號(hào)隨泥漿脈沖傳輸?shù)降孛妗?br> [0018]電源組B為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[0020]本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)近鉆頭測(cè)量?jī)x器與隨鉆儀器之間的通信，確保近鉆頭測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及上傳，為實(shí)時(shí)地層評(píng)價(jià)提供可靠的井下鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、工藝簡(jiǎn)單和成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于石油和天然氣鉆井過(guò)程中鉆井?dāng)?shù)據(jù)的近鉆頭無(wú)線傳輸。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為近鉆頭測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為近鉆頭測(cè)量?jī)x與所連接設(shè)備示意圖。
[0024]圖4為無(wú)線隨鉆儀器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸裝置短距離傳輸方法的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D1至5對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明:
[0027]實(shí)施例:
[0028]本發(fā)明近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸裝置的結(jié)構(gòu)如下:
[0029]鉆頭1上端螺紋連接近鉆頭測(cè)量?jī)x2，近鉆頭測(cè)量?jī)x2上端螺紋連接螺桿鉆具3，螺桿鉆具3上端螺紋連接無(wú)線隨鉆儀器4 ；
[0030]近鉆頭測(cè)量?jī)x2的筒體21內(nèi)設(shè)有內(nèi)芯25，兩者間由密封圈22密封，內(nèi)芯25外壁設(shè)有凸肩，凸肩上方的環(huán)空為換能器艙23,凸肩下方的環(huán)空為電子儀器艙24。換能器艙23內(nèi)設(shè)有聲波發(fā)射換能器組26，電子儀器艙24內(nèi)設(shè)有電源組A27、井下計(jì)算機(jī)模塊A28和傳感器組29。
[0031 ] 無(wú)線隨鉆儀器4內(nèi)設(shè)有中心筒狀聲波接收與信號(hào)處理裝置45，筒內(nèi)自上而下設(shè)有井下計(jì)算機(jī)模塊B41、信號(hào)處理電路42、電源組B43和聲波接收換能器組44。
[0032]本發(fā)明近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸方法如下:
[0033]1.近鉆頭測(cè)量?jī)x2將采集到的近鉆頭1的井下數(shù)據(jù)加載到4KHz的聲波信號(hào)上，間歇發(fā)送:
[0034]首先，傳感器組29進(jìn)行近鉆頭1井下的井斜、扭矩和溫度測(cè)量，并將測(cè)量信號(hào)數(shù)字輸出，直接送至井下計(jì)算機(jī)模塊A28 ；[0035]井下計(jì)算機(jī)模塊A28將接收信號(hào)轉(zhuǎn)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、轉(zhuǎn)換、編碼和調(diào)制，然后送至聲波發(fā)射換能器組26 ；
[0036]聲波發(fā)射換能器組26將接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶有調(diào)制信息的聲波信號(hào)，并沿鉆柱發(fā)射至聲波接收與信號(hào)處理裝置45 ；
[0037]電源組A27為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
[0038]2.聲波接收與信號(hào)處理裝置45將接收的聲波信號(hào)進(jìn)行處理，并與MWD等上層儀器建立通信聯(lián)系；
[0039]首先，聲波接收換能器組44將沿螺桿鉆具3信道傳來(lái)的聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并由信號(hào)處理電路42對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)換和檢波等處理，然后，將處理后的電信號(hào)直接送至井下計(jì)算機(jī)模塊B41;
[0040]井下計(jì)算機(jī)模塊Ml對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)；當(dāng)需要和MWD等上層儀器通信時(shí)，將聲波接收與信號(hào)處理裝置45與MWD或其他儀器的電氣接口連接，使信號(hào)隨泥漿脈沖傳輸?shù)降孛妗?br> [0041]電源組B43為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
【權(quán)利要求】
1.一種近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸裝置，其特征在于:本裝置鉆頭(1)上端連接近鉆頭測(cè)量?jī)x(2)，近鉆頭測(cè)量?jī)x(2)上端連接螺桿鉆具(3)，螺桿鉆具(3)上端連接無(wú)線隨鉆儀器⑷；近鉆頭測(cè)量?jī)x⑵的筒體(21)內(nèi)設(shè)有內(nèi)芯(25)，兩者間由密封圈(22)密封，內(nèi)芯(25)外壁設(shè)有凸肩，凸肩上方的環(huán)空為換能器艙(23),凸肩下方的環(huán)空為電子儀器艙(24);換能器艙(23)內(nèi)設(shè)有聲波發(fā)射換能器組(26)，電子儀器艙(24)內(nèi)設(shè)有電源組A(27)、井下計(jì)算機(jī)模塊A (28)和傳感器組(29)；無(wú)線隨鉆儀器(4)內(nèi)設(shè)有中心筒狀聲波接收與信號(hào)處理裝置(45)，筒內(nèi)自上而下設(shè)有井下計(jì)算機(jī)模塊B (41)、信號(hào)處理電路(42)、電源組B (43)和聲波接收換能器組(44)。
2.一種近鉆頭隨鉆測(cè)量聲波短距離傳輸方法，其特征在于:a.近鉆頭測(cè)量?jī)x(2)將采集到的近鉆頭⑴的井下數(shù)據(jù)加載到4KHz的聲波信號(hào)上，間歇發(fā)送:首先，傳感器組(29)進(jìn)行近鉆頭(1)井下的井斜、扭矩和溫度測(cè)量，并將測(cè)量信號(hào)數(shù)字輸出，直接送至井下計(jì)算機(jī)模塊A (28)；井下計(jì)算機(jī)模塊A(28)將接收信號(hào)轉(zhuǎn)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、轉(zhuǎn)換、編碼和調(diào)制，然后送至聲波發(fā)射換能器組(26)；聲波發(fā)射換能器組(26)將接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶有調(diào)制信息的聲波信號(hào)，并沿鉆柱發(fā)射至聲波接收與信號(hào)處理裝置(45)；電源組A (27)為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源；b.聲波接收與信號(hào)處理裝置(45)將接收的聲波信號(hào)進(jìn)行處理，并與MWD等上層儀器建立通信聯(lián)系；首先，聲波接收換能器組(44)將沿螺桿鉆具(3)信道傳來(lái)的聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并由信號(hào)處理電路(42)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)換和檢波處理，然后，將處理后的電信號(hào)直接送至井下計(jì)算機(jī)模塊B (41)；井下計(jì)算機(jī)模塊B(41)對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)；當(dāng)需要和MWD等上層儀器通信時(shí)，將聲波接收與信號(hào)處理裝置(45)與MWD或其他儀器的電氣接口連接，使信號(hào)隨泥漿脈沖傳輸?shù)降孛?；電源組B (43)為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
【文檔編號(hào)】E21B47/14GK103696760SQ201210366094
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】吳學(xué)升, 段志鋒, 黃占盈, 巨滿成, 周文軍, 王彥博, 歐陽(yáng)勇, 李波, 王勇茗, 張燕娜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司