本實用新型屬于石油開發(fā)領(lǐng)域,特別涉及一種隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置。
背景技術(shù):
本部分的描述僅提供與本申請公開相關(guān)的背景信息,而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
隨鉆測井系統(tǒng)(Logging While Drilling,簡稱為LWD)可以實時監(jiān)測地層信息,對定向井和水平井開發(fā)過程中的井眼軌跡控制、油層鉆遇率和采收率的提高,發(fā)揮著重要作用。LWD系統(tǒng)中井下參數(shù)測量短節(jié)可以測量地層伽馬、電阻率等地質(zhì)參數(shù)和井斜、方位等工程參數(shù),并利用泥漿脈沖發(fā)生器或電磁波發(fā)生器將得到的數(shù)據(jù)上傳至地面。在實際應(yīng)用中,LWD下端一般連接長度接近10米的帶彎角的井下動力鉆具(通常是螺桿馬達),然而,由于LWD系統(tǒng)中井下參數(shù)測量短節(jié)安裝于井下動力鉆具的上方,距離鉆頭較遠,因而該測量短節(jié)測量的參數(shù)不能及時反映鉆頭周圍地層的情況。
近鉆頭隨鉆測井系統(tǒng)就是將LWD系統(tǒng)中的井下參數(shù)測量短節(jié)下移至距離鉆頭盡可能近的位置來進行參數(shù)采集,所采集到的參數(shù)可以更及時地反映鉆頭周圍地層的情況,再利用隨鉆測量系統(tǒng)(Measure While Drilling,簡稱為MWD)中的泥漿脈沖發(fā)生器或電磁波脈沖發(fā)生器將得到的數(shù)據(jù)上傳至地面。
目前,一般可以采用基于螺桿馬達的近鉆頭隨鉆測井系統(tǒng)。具體來說指的是:近鉆頭的井下參數(shù)測量短節(jié)在完成井底參數(shù)采集后,將采集到的數(shù)據(jù)跨越螺桿馬達,傳送至MWD,再利用MWD將數(shù)據(jù)實時傳送至地面。近鉆頭測井?dāng)?shù)據(jù)過螺桿馬達的實時傳輸可以采用無線通信方式或有線通信方式。當(dāng)采用無線通信方式時,由于無線傳輸信號受地層特性、工況環(huán)境的影響較大,有時可能會導(dǎo)致通信徹底失效。當(dāng)采用有線通信方式時,數(shù)據(jù)不受地層特性的影響,然而,在實際應(yīng)用時由于受振動、壓力、機械部件運動特性等因素的影響,有時會出現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)被破壞或密封失效等情況,導(dǎo)致有線通路被切斷。
應(yīng)該注意,上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進行清楚、完整的說明,并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術(shù)部分進行了闡述而認為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型實施例提供了一種隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中在地面獲取的井下采集參數(shù)可靠性較低的技術(shù)問題。
本實用新型實施例提供了一種隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置,可以包括:縱長延伸的第一短節(jié),所述第一短節(jié)沿其縱長延伸方向設(shè)置有第一流體通道,所述第一流體通道供鉆井液流通;所述第一短節(jié)沿其縱長延伸方向具有相背對的第一端和第二端,其中,所述第二端沿所述第一流體通道中鉆井液的流動方向位于所述第一端的下游,所述第二端能與鉆頭相連接,所述鉆頭能在所述鉆井液的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動;采集機構(gòu),所述采集機構(gòu)設(shè)置在所述第一短節(jié)的側(cè)壁上;所述采集機構(gòu)包括信號連接的傳感器和第一無線通信單元,其中,所述傳感器能采集所述第一短節(jié)在井下所處位置處的地層參數(shù),所述第一無線通信單元能接收所述傳感器發(fā)來的所述地層參數(shù);螺桿鉆具,所述螺桿鉆具與所述第一短節(jié)的第一端相連接,所述螺桿鉆具能在所述鉆井液的液壓作用下轉(zhuǎn)動;中轉(zhuǎn)機構(gòu),所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)與所述采集機構(gòu)線性連接;所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)還包括第二無線通信單元,所述第二無線通信單元能和所述第一無線通信單元進行信號傳輸;隨鉆測量系統(tǒng),所述隨鉆測量系統(tǒng)和所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)信號連接。
在一個實施例中,所述第一短節(jié)的側(cè)壁設(shè)置有第一密封腔室,所述采集機構(gòu)設(shè)置在所述第一密封腔室內(nèi)。
在一個實施例中,所述第一短節(jié)的側(cè)壁設(shè)置有第一凹槽,所述第一短節(jié)對應(yīng)所述第一凹槽的外壁連接有遮擋所述第一凹槽的第一密封件,所述第一密封件與所述第一凹槽的壁之間形成所述第一密封腔室。
在一個實施例中,所述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置還可以包括:縱長延伸的第二短節(jié),所述第二短節(jié)沿其縱長延伸方向設(shè)置有第二流體通道,所述第二流體通道能供鉆井液流通;所述第二短節(jié)沿其縱長延伸方向具有相背對的第四端,其中,所述第四端沿所述第二流體通道中鉆井液的流動方向位于所述第三端的下游;所述第二短節(jié)設(shè)置在所述螺桿鉆具背對所述第一端的端部上;所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在所述第二短節(jié)的側(cè)壁上。
在一個實施例中,所述第二短節(jié)的側(cè)壁設(shè)置有第二密封腔室,所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在所述第二密封腔室內(nèi)。
在一個實施例中,所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置有第二凹槽,所述第二短節(jié)對應(yīng)所述第二凹槽的外壁連接有遮擋所述第二凹槽的第二密封件,所述第二密封件與所述第二凹槽的壁之間形成所述第二密封腔室。
在一個實施例中,所述第一短節(jié)的側(cè)壁沿其縱長延伸方向設(shè)置有第一通孔,所述第二短節(jié)的側(cè)壁沿其縱長延伸方向設(shè)置有第二通孔,所述螺桿鉆具的側(cè)壁上沿所述鉆井液流動方向設(shè)置有第三通孔;當(dāng)所述第一短節(jié)、螺桿鉆具和所述第二短節(jié)依次連接時,所述第一通孔、第二通孔和第三通孔相連通形成第一通道;所述采集機構(gòu)通過導(dǎo)線與所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)線性連接,所述導(dǎo)線收容在所述第一通道中。
在一個實施例中,所述第一短節(jié)或所述螺桿鉆具的側(cè)壁上設(shè)置有第四通孔,所述第四通孔與所述通道相連通;所述第四通孔中能設(shè)置第一封堵件。
在一個實施例中,所述螺桿鉆具或所述第二短節(jié)的側(cè)壁上設(shè)置有第五通孔,所述第五通孔與所述通道相連通;所述第四通孔中能設(shè)置第二封堵件。
在一個實施例中,所述第一短節(jié)在所述第一端的連接部設(shè)置有第一導(dǎo)電片,所述第一導(dǎo)電片和所述第一通孔中的導(dǎo)線相連;所述螺桿鉆具與所述第一端的連接部設(shè)置有第二導(dǎo)電片,所述第二導(dǎo)電片和所述第三通孔中的導(dǎo)線相連;當(dāng)所述第一短節(jié)和所述螺桿鉆具連接時,所述第一通孔中的導(dǎo)線通過所述第一導(dǎo)電片和所述第二導(dǎo)電片與所述第三通孔中的導(dǎo)線線性連接。
在一個實施例中,所述螺桿鉆具與所述第四端的連接部設(shè)置有第三導(dǎo)電片,所述第三導(dǎo)電片和所述第三通孔中的導(dǎo)線相連;所述第二短節(jié)在所述第四端的連接部設(shè)置有第四導(dǎo)電片,所述第四導(dǎo)電片和所述第二通孔中的導(dǎo)線相連;當(dāng)所述螺桿鉆具和所述第二短節(jié)連接時,所述第三通孔中的導(dǎo)線通過所述第三導(dǎo)電片和所述第四導(dǎo)電片與所述第二通孔中的導(dǎo)線線性連接。
在一個實施例中,所述第一無線通信單元和所述第二無線通信單元通過電性天線和/或磁性天線進行信號傳輸。
在一個實施例中,所述第一無線通信單元和所述第二無線通信單元通過纏繞在環(huán)形磁芯上的線圈中的交變電流所產(chǎn)生的電磁波進行信號傳輸,其中,所述環(huán)形磁芯固定在所述短節(jié)上。
在一個實施例中,所述第一無線通信單元和所述第二無線通信單元通過纏繞在所述短節(jié)上的線圈中的交變電流所產(chǎn)生的電磁波進行信號傳輸。
在一個實施例中,所述隨鉆測量系統(tǒng)設(shè)置在無磁鉆鋌內(nèi),所述無磁鉆鋌與所述第二短節(jié)相接,所述無磁鉆鋌設(shè)置在所述第二流體通道中。
在一個實施例中,所述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置還可以包括:縱長延伸的圓柱形結(jié)構(gòu),所述圓柱形結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第二流體通道中,所述圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌于所述第二短節(jié)。
在一個實施例中,所述圓柱形結(jié)構(gòu)沿所述無磁鉆鋌的方向設(shè)置有第六通孔,所述圓柱形結(jié)構(gòu)沿與所述第六通孔垂直的方向設(shè)置有第七通孔;當(dāng)所述第二短節(jié)和所述無磁鉆鋌連接時,所述第六通孔和第七通孔相連通形成第二通道;所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)通過導(dǎo)線和所述隨鉆測井系統(tǒng)線性連接,所述導(dǎo)線收容在所述第二通道中。
在一個實施例中,所述第六通孔中能設(shè)置第三封堵件。
在一個實施例中,所述圓柱形結(jié)構(gòu)沿其縱長延伸方向設(shè)置有一個或一個以上通孔,所述一個或一個以上通孔供鉆井液流通。
在本實用新型實施例中,提供了一種隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置,包括:短節(jié)、采集機構(gòu)、螺桿鉆具、中轉(zhuǎn)機構(gòu)和隨鉆測量系統(tǒng)。在本實施例中,所述采集機構(gòu)可以與所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)線性連接,所述采集機構(gòu)中的第一無線通信單元可以與所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)中的第二無線通信單元信號連接。這樣既能采用有線通信的方式也能采用無線通信的方式進行隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)的傳輸,可以解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)采用有線通信方式或者無線通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸時,數(shù)據(jù)通信誤碼率高或者通信功能故障率高的技術(shù)問題,達到了提高隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸可靠性的目的。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例的一種隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實用新型實施例的導(dǎo)線過螺紋的一種結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實用新型實施例的導(dǎo)線過螺紋的另一種結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實用新型實施例的無線通信的一種結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本實用新型實施例的無線通信的另一種結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本實用新型實施例的圓柱形結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白,下面結(jié)合實施方式和附圖,對本實用新型做進一步詳細說明。在此,本實用新型的示意性實施方式及其說明用于解釋本實用新型,但并不作為對本實用新型的限定。
需要說明的是,當(dāng)元件被稱為“設(shè)置于”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本申請的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的,不是旨在于限制本申請。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置通常為管狀結(jié)構(gòu)通過螺紋連接,隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置的內(nèi)部為流體通道,外部與井壁之間形成環(huán)空。鉆井液能通過流體通道從地面注入井下,從而可以為鉆頭提供動力,并將巖屑通過環(huán)空從井下帶出至地面。
在本實用新型實施例中,提供了一種隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置。如圖1所示,可以包括:第一短節(jié)2、采集機構(gòu)、螺桿鉆具5、中轉(zhuǎn)機構(gòu)和隨鉆測量系統(tǒng)10。下面對該裝置的上述5個組成部分分別進行相應(yīng)的描述。
在本實施例中,第一短節(jié)2沿其縱長延伸方向設(shè)置有第一流體通道,所述第一流體通道能供鉆井液流通。所述第一短節(jié)2沿其縱長延伸方向具有相背對的第一端和第二端,其中,所述第二端沿所述第一流體通道中鉆井液的流動方向位于所述第一端的下游。
在確定隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置中第一短節(jié)2的第一端和第二端后,可以對隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置中的除短節(jié)之外的結(jié)構(gòu)進行進一步描述。所述第一短節(jié)2的第二端能與鉆頭1相連接,所述鉆頭1能在所述鉆井液的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。采集機構(gòu),所述采集機構(gòu)設(shè)置在所述第一短節(jié)2的側(cè)壁上;所述采集機構(gòu)包括信號連接的傳感器3和第一無線通信單元4,其中,所述傳感器3能采集所述第一短節(jié)2在井下所處位置處的地層參數(shù),所述第一無線通信單元4能接收所述傳感器3發(fā)來的所述地層參數(shù)。
所述第一短節(jié)2的第一端通過螺紋連接有螺桿鉆具5,所述螺桿鉆具能在所述鉆井液的液壓作用下轉(zhuǎn)動。在本申請中,所述螺桿鉆具5可以采用撓軸帶動傳動軸的方式帶動所述鉆頭1的轉(zhuǎn)動,當(dāng)然也可以采用其他方式,本申請對此不作限定。
中轉(zhuǎn)機構(gòu),所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)與所述采集機構(gòu)線性連接;所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)還可以包括第二無線通信單元7,所述第二無線通信單元7能和所述第一無線通信單元進行信號傳輸;
隨鉆測量系統(tǒng)10,所述隨鉆測量系統(tǒng)10和所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)信號連接。其中所述隨鉆測量系統(tǒng)10(簡稱為MWD系統(tǒng)10)設(shè)置在無磁鉆鋌內(nèi),所述無磁鉆鋌與所述第二短節(jié)6相接。
當(dāng)通過由上述5個組成部分組成的隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置進行數(shù)據(jù)傳輸時,可以通過所述采集機構(gòu)中的傳感器3和所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)來實現(xiàn)隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)的有線傳輸,也可以通過所述采集機構(gòu)中的第一無線通信單元4和所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)中的第二無線通信單元7來實現(xiàn)隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)的無線傳輸,從而可以解決現(xiàn)有技術(shù)中只可以采用有線或者只可以采用無線方式進行測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸時,采集到的井下參數(shù)準(zhǔn)確性較低的問題。
在本申請的一個實施例中,所述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置還包括:和所述第一短節(jié)結(jié)構(gòu)類似的縱長延伸的第二短節(jié)6,所述第二短節(jié)6沿其縱長延伸方向設(shè)置有第二流體通道,所述第二流體通道能供鉆井液流通;所述第二短節(jié)6沿其縱長延伸方向具有相背對的第四端,其中,所述第四端沿所述第二流體通道中鉆井液的流動方向位于所述第三端的下游;所述第二短節(jié)6設(shè)置在所述螺桿鉆具5背對所述第一端的端部上;所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)和所述采集機構(gòu)的結(jié)構(gòu)類似,也是設(shè)置在所述第二短節(jié)6的側(cè)壁上。
所述采集機構(gòu)設(shè)置在所述第一短節(jié)2的側(cè)壁上,在所述第一短節(jié)2的第一流體通道中有鉆井液流通,可以通過以下方式在所述第一短節(jié)2中放置所述采集機構(gòu)中的大量電子元器件,從而可以保護所述采集機構(gòu)中的電子元器件不被所述鉆井液侵蝕導(dǎo)致發(fā)生短路和斷路現(xiàn)象。
在所述第一短節(jié)2的側(cè)壁設(shè)置有第一密封腔室,所述采集機構(gòu)設(shè)置在所述第一密封腔室內(nèi)。所述第一短節(jié)2的側(cè)壁設(shè)置有第一凹槽,所述第一短節(jié)2對應(yīng)所述第一凹槽的外壁連接有遮擋所述第一凹槽的第一密封件,所述第一密封件與所述第一凹槽的壁之間形成所述第一密封腔室。
同樣地,可以通過以下類似的方式在所述第二短節(jié)6中放置所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)中的大量電子元器件。從而可以保護所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)中的電子元器件不被所述鉆井液侵蝕造成短路和斷路現(xiàn)象。
在所述第二短節(jié)6的側(cè)壁設(shè)置有第二密封腔室,所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在所述第二密封腔室內(nèi)。所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置有第二凹槽,所述第二短節(jié)6對應(yīng)所述第二凹槽的外壁連接有遮擋所述第二凹槽的第二密封件,所述第二密封件與所述第二凹槽的壁之間形成所述第二密封腔室。
進一步地,所述第一短節(jié)2的側(cè)壁沿其縱長延伸方向設(shè)置有第一通孔,所述第二短節(jié)6的側(cè)壁沿其縱長延伸方向設(shè)置有第二通孔,所述螺桿鉆具5的側(cè)壁上沿所述鉆井液流動方向設(shè)置有第三通孔;當(dāng)所述第一短節(jié)2、螺桿鉆具5和所述第二短節(jié)6依次連接時,所述第一通孔、第二通孔和第三通孔相連通形成第一通道;所述采集機構(gòu)通過導(dǎo)線與所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)線性連接,所述導(dǎo)線收容在所述第一通道中。通過上述方式,可以避免所述第一短節(jié)2、所述第二短節(jié)6和所述螺桿鉆具5中的電子元器件之間進行線性傳輸時,其中的導(dǎo)線被鉆井液所侵蝕,而造成所述采集機構(gòu)中的電子元器件發(fā)生短路和斷路現(xiàn)象。其中,所述第一短節(jié)2、螺桿鉆具5和所述第二短節(jié)6之間可以通過螺紋進行連接。
下面按照各部件的連接順序,分別敘述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置中導(dǎo)線在第一短節(jié)2、螺桿鉆具5、第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10的側(cè)壁的有線連接方式,導(dǎo)線通過第一短節(jié)2、螺桿鉆具5、第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10之間的連接螺紋的有線連接方式。
導(dǎo)線在第一短節(jié)2、螺桿鉆具5、第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10的側(cè)壁的連接方式有很多種,可以采用在側(cè)壁上開槽、鉆孔等方式來實現(xiàn)導(dǎo)線的連接。具體的,可以分為下面幾種情況:
1)將導(dǎo)線設(shè)置在隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置側(cè)壁內(nèi)部鉆取的軸向孔或者徑向孔內(nèi)。在側(cè)壁中具有互相導(dǎo)通的多個軸向孔或者徑向孔,可以根據(jù)實際需求,將導(dǎo)線直接設(shè)置在軸向孔或者徑向孔中,同時,上述所有的軸向孔或者徑向孔均設(shè)置為可以對鉆井液密封;
2)將導(dǎo)線設(shè)置在隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸裝置側(cè)壁外表面或者內(nèi)表面的凹槽的密封管道內(nèi)。側(cè)壁的外表面或者內(nèi)表面設(shè)置有軸向或者徑向的凹槽,在所述凹槽中設(shè)置有密封管道,可以根據(jù)實際需求,將導(dǎo)線設(shè)置在所述密封管道內(nèi),從而使得凹槽中的密封管道可以對鉆井液密封。
對于第一短節(jié)2、螺桿鉆具5、第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10而言,除了上述方式以外,還可以采用其他方式來實現(xiàn)導(dǎo)線的連通,本申請對此不作限定。進一步地,在本申請的其他實施例中,在同一個裝置中的導(dǎo)線可以存在多種連接方式,可以在一個裝置中同時使用在側(cè)壁上開槽以及鉆孔等方式,本申請對此不作限定。
導(dǎo)線通過第一短節(jié)2、螺桿鉆具5、第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10之間的連接螺紋的連接方式也可以有多種。第一短節(jié)2、螺桿鉆具5、第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10之間的有線通信可以經(jīng)過井下工具的多道螺紋連接,此時螺紋處也需要保證線纜處于密封的空間,否則在井下作業(yè)過程中,會發(fā)生高壓鉆井液侵入導(dǎo)致過螺紋的通信線纜受到破壞。其中,導(dǎo)線通過第一短節(jié)2、螺桿鉆具5、第二短節(jié)6的螺紋時,可以采用以下兩種方式:
1)所述第一短節(jié)2或所述螺桿鉆具5的側(cè)壁上設(shè)置有第四通孔,所述第四通孔與所述通道相連通;所述第四通孔中能設(shè)置第一封堵件。所述螺桿鉆具5或所述第二短節(jié)6的側(cè)壁上設(shè)置有第五通孔,所述第五通孔與所述通道相連通;所述第四通孔中能設(shè)置第二封堵件。具體的,如圖2所示為導(dǎo)線過第一短節(jié)2與螺桿鉆具5之間的螺紋的一種結(jié)構(gòu)示意圖,在螺紋的退刀槽處設(shè)置有密封腔室,在外螺紋側(cè)壁至密封腔室處設(shè)置有工藝孔,利用工藝孔在密封腔室中實現(xiàn)導(dǎo)線的連接。在螺紋的退刀槽處設(shè)置有密封腔室,在螺紋的齒根處螺旋形纏繞設(shè)置有導(dǎo)線,其中,螺紋可以是外螺紋也可以是內(nèi)螺紋。在螺紋旋緊前,可以在通過螺紋連接的兩個螺紋管道中預(yù)留導(dǎo)線,同時,兩個螺紋管道中的導(dǎo)線處于斷開的狀態(tài);螺紋旋緊后,利用圖2中的工藝孔對預(yù)留的兩個螺紋管道中的導(dǎo)線處理,使其連通,并向其中填充絕緣材料后,封閉工藝孔,從而可以達到導(dǎo)線過螺紋連接的目的,保證導(dǎo)線不被鉆井液侵蝕。同樣的,導(dǎo)線過螺桿鉆具5和第二短節(jié)6之間螺紋的方式也類似。
2)所述第一短節(jié)2在所述第一端的連接部設(shè)置有第一導(dǎo)電片,所述第一導(dǎo)電片和所述第一通孔中的導(dǎo)線相連;所述螺桿鉆具5與所述第一端的連接部設(shè)置有第二導(dǎo)電片,所述第二導(dǎo)電片和所述第三通孔中的導(dǎo)線相連;當(dāng)所述第一短節(jié)和所述螺桿鉆具5連接時,所述第一通孔中的導(dǎo)線通過所述第一導(dǎo)電片和所述第二導(dǎo)電片與所述第三通孔中的導(dǎo)線線性連接。所述螺桿鉆具5與所述第四端的連接部設(shè)置有第三導(dǎo)電片,所述第三導(dǎo)電片和所述第三通孔中的導(dǎo)線相連;所述第二短節(jié)6在所述第四端的連接部設(shè)置有第四導(dǎo)電片,所述第四導(dǎo)電片和所述第二通孔中的導(dǎo)線相連;當(dāng)所述螺桿鉆具5和所述第二短節(jié)6連接時,所述第三通孔中的導(dǎo)線通過所述第三導(dǎo)電片和所述第四導(dǎo)電片與所述第二通孔中的導(dǎo)線線性連接。具體的,如圖3所示為導(dǎo)線過第一短節(jié)2與螺桿鉆具5之間的螺紋的另一種結(jié)構(gòu)示意圖,在退刀槽處設(shè)置有導(dǎo)電片,在螺紋的齒根處螺旋形纏繞設(shè)置有導(dǎo)線,導(dǎo)電片和導(dǎo)線相互連接。螺紋可以是外螺紋也可以是內(nèi)螺紋。從圖中可以看出:管道側(cè)壁上有兩個電路單元:第一電路單元和第二電路單元,這兩個電路單元分別為兩個不同螺紋管道中的電路單元,可以利用外導(dǎo)電片和內(nèi)導(dǎo)電片分別連接這兩個不同螺紋管道中的電路,其中,外導(dǎo)電片可以是矩形、圓環(huán)等任意形狀。內(nèi)導(dǎo)電片由導(dǎo)電片本體和彈簧導(dǎo)電片片組成,彈簧導(dǎo)電片片一端固定在導(dǎo)電片本體上,另一端伸出本體之外。當(dāng)螺紋上緊后,內(nèi)導(dǎo)電片中的彈簧導(dǎo)電片和外導(dǎo)電片相互接觸,從而可以實現(xiàn)不同螺紋管道中電路的導(dǎo)通。進一步的,在設(shè)置有導(dǎo)電片的退刀槽的相應(yīng)位置還填充有絕緣材料,以保證電路的安全,以及避免受到外界鉆井液的破壞。同樣的,導(dǎo)線過螺桿鉆具5和第二短節(jié)6之間螺紋的方式也類似。當(dāng)然地,除了上述兩種有線連接方式,還有其他的連接方式,本申請對此不作限定。
在本申請中,除了可以采用有線通路的連接方式,也可以采用無線通路的連接方式來實現(xiàn)隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)的傳輸。具體的,采集機構(gòu)中的第一無線通信單元4和中轉(zhuǎn)機構(gòu)中的第二無線通信單元7可以采用通過電性天線和/或磁性天線進行無線信號傳輸。
1)電天線方式:如圖4所示為采用電天線方式實現(xiàn)無線通信的結(jié)構(gòu)示意圖。所述第一無線通信單元4和所述第二無線通信單元7通過纏繞在環(huán)形磁芯上的線圈中的交變電流所產(chǎn)生的電磁波進行信號傳輸,其中,所述環(huán)形磁芯固定在所述短節(jié)上。即,當(dāng)為所述第一短節(jié)2中的第一無線通信單元4時,可以將所述環(huán)形磁芯固定在位于所述第一無線通信單元4處的所述第一短節(jié)2上;當(dāng)為所述第二短節(jié)6中的第二無線通信單元7時,可以將所述環(huán)形磁芯固定在位于所述第二無線通信單元7處的所述第二短節(jié)6上??芍寒?dāng)使用電天線方式時,可以將導(dǎo)線纏繞在環(huán)形磁芯上并接入電路中形成一個完整的回路,激勵和/或接收電磁波信號,從而實現(xiàn)信號傳輸。
2)磁天線方式:圖5所示為采用磁天線的方式實現(xiàn)無線通信的結(jié)構(gòu)示意圖。所述第一無線通信單元4和所述第二無線通信單元7通過纏繞在所述短節(jié)上的線圈中的交變電流所產(chǎn)生的電磁波進行信號傳輸。即,當(dāng)為所述第一短節(jié)2中的第一無線通信單元4時,可以將線圈纏繞在位于所述第一無線通信單元4處的所述第一短節(jié)2上;當(dāng)為所述第二短節(jié)6中的第二無線通信單元7時,可以將線圈纏繞在位于所述第二無線通信單元7處的所述第二短節(jié)6上??芍寒?dāng)使用磁天線方式時,可以將導(dǎo)線纏繞在短節(jié)上形成螺線管結(jié)構(gòu),將該螺線管結(jié)構(gòu)接入電路形成一個完整的回路,激勵和/或接收電磁波信號,從而實現(xiàn)信號傳輸。
針對上述兩種無線連接方式,在本申請中,同一個裝置中只可以存在一種連接方式。即:第一無線通信單元4和第二無線通信單元7可以同時采用電天線方式實現(xiàn)信號傳播,也可以同時采用磁天線方式實現(xiàn)信號傳播。將第一無線通信單元4設(shè)計為調(diào)制電路,第二無線通信單元7設(shè)計為解調(diào)電路,此時無線通信為單工通信方式。也可以使第一無線通信單元4與第二無線通信單元7同時具備調(diào)制、解調(diào)功能,此時無線通信為雙工通信方式。當(dāng)然地,也可以采用其他的無線通信方式,本申請對此不作限定。
井下儀器的無線通信對速率要求不高,因而,一般可以采用易于實現(xiàn)的、可靠性高的調(diào)制方法,如:頻移鍵控FSK調(diào)制等。若進行無線雙工通信,則第一無線通信單元4和第二無線通信單元7的線圈都可以配置調(diào)制電路和解調(diào)電路;若進行無線單工通信即可滿足實際工況需要,則可以將第一無線通信單元4作為調(diào)制電路,第二無線通信單元7作為解調(diào)電路。在實際應(yīng)用中可以根據(jù)不同的地層情況選擇相應(yīng)的天線,例如:電天線的載波信號頻率相對較低,通常不超過50kHz,可以利用地層作為電流回路,適用于地層電阻率相對不高的情況;磁天線的載波信號頻率相對較高,通常在100kHz以上,磁天線的信號適用于地層電阻率較高的情況。
在本申請中,可以同時采用上述有線和無線傳輸共存的方式進行隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)的傳輸,可以解決現(xiàn)有技術(shù)中只可以采用有線或者只可以采用無線方式進行測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸時,數(shù)據(jù)通信誤碼率高或通信功能故障率高的問題。
進一步地,當(dāng)導(dǎo)線通過第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10之間的螺紋時,可以采用以下方式實現(xiàn)第二短節(jié)6和MWD系統(tǒng)10之間的導(dǎo)線連接。其中,MWD系統(tǒng)10設(shè)置在無磁鉆鋌內(nèi),所述無磁鉆鋌與所述第二短節(jié)相接,所述無磁鉆鋌設(shè)置在所述第二流體通道中。具體的導(dǎo)線連接方式如下:
在所述第二流體通道中設(shè)置有縱長延伸的圓柱形結(jié)構(gòu),所述圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌于所述第二短節(jié)6中。所述圓柱形結(jié)構(gòu)沿所述無磁鉆鋌的方向設(shè)置有第六通孔,所述圓柱形結(jié)構(gòu)沿與所述第六通孔垂直的方向設(shè)置有第七通孔;當(dāng)所述第二短節(jié)6和所述無磁鉆鋌連接時,所述第六通孔和第七通孔相連通形成第二通道;所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)通過導(dǎo)線和所述隨鉆測井系統(tǒng)線性連接,所述導(dǎo)線收容在所述第二通道中,其中,所述第六通孔中能設(shè)置第三封堵件。從圖1中可知:可以將第二短節(jié)6中的有線和/或無線連接的導(dǎo)線從第二密封腔11處后,可以通過T形三通結(jié)構(gòu)的所述圓柱形結(jié)構(gòu)和所述MWD系統(tǒng)10形成一個密閉通路,導(dǎo)線容置于所述密閉通路中。從而,可以實現(xiàn)通過導(dǎo)線將中轉(zhuǎn)機構(gòu)和位于流體通道中的MWD系統(tǒng)10相連接。如圖6所示為所述圓柱形結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。所述圓柱形結(jié)構(gòu)沿其縱長延伸方向設(shè)置有一個或一個以上通孔,所述一個或一個以上通孔供鉆井液流通。從圖6中可知:在本申請的一個實施例中,存在有6個通孔供鉆井液的流通。在圖6中的垂直空心結(jié)構(gòu)即為所述圓柱形結(jié)構(gòu)的三通結(jié)構(gòu)的一個通孔,所述中轉(zhuǎn)機構(gòu)中的導(dǎo)線可以通過該通孔和MWD系統(tǒng)10相連接。
需要說明的是,在本申請的描述中,術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的和區(qū)別類似的對象,兩者之間并不存在先后順序,也不能理解為指示或暗示相對重要性。此外,在本申請的描述中,除非另有說明,“多個”的含義是兩個或兩個以上。
應(yīng)該理解,以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述,在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的。因此,本申請的范圍不應(yīng)該參照上述描述來確定,而是應(yīng)該參照前述權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所擁有的等價物的全部范圍來確定。出于全面之目的,所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結(jié)合在本文中。在前述權(quán)利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內(nèi)容,也不應(yīng)該認為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。