[發(fā)明專利]一種不起鉆可更換式電磁波無線隨鉆測量系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102661145A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵春;陳鵬飛;汪焱生;付信信;徐林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13;E21B47/017;E21B31/20
• 代理公司: 武漢華旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過電磁波傳遞井下信號的無線隨鉆測量系統(tǒng)，尤其涉及一種在不起鉆條件下可進(jìn)行更換的電磁波無線隨鉆測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電磁無線隨鉆測量（EM-MWD）是20世紀(jì)80年代進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)，受鉆井液的影響小，不僅可以用于泥漿鉆井，而且可以用于泡沫、空氣鉆井。在目前應(yīng)用中，電磁波無線隨鉆測量系統(tǒng)的測量發(fā)射裝置通常固定在靠近鉆頭的位置，采用電池筒的供電模式，而電池筒的電源容量是有限的，易耗盡，更換電池筒必須起、下鉆。若對深井中的電池筒更換，則需耗費(fèi)更長的時(shí)間進(jìn)行起、下鉆作業(yè)。此外，當(dāng)儀器出現(xiàn)故障時(shí)，也需要進(jìn)行起鉆作業(yè)將儀器移至地面來維修。上述問題的處理，都將延長鉆井周期，降低鉆井效率，增加鉆井成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是更換電池筒或維修儀器需要起鉆的問題，進(jìn)而提供一種在不起鉆條件下，通過繩索打撈方式，將井下電磁波無線隨鉆測量裝置提出地面，在地面更換或維修后，再將裝置投放至鉆柱內(nèi)的適當(dāng)位置固定的一種不起鉆可更換式電磁波無線隨鉆測量系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下措施來實(shí)現(xiàn)，提供一種不起鉆可更換式電磁波無線隨鉆測量系統(tǒng)，包括鉆柱單元、井下測量發(fā)射單元、信號接收單元、定位與緩沖單元、引線單元及打撈鎖定單元；?

所述的鉆柱單元包含有從鉆頭往上依次連接的下部鉆柱、定向接頭、無磁鉆具、絕緣短節(jié)、彈卡鉗懸掛短節(jié)和上部鉆柱；

所述的井下測量發(fā)射單元采用分體式組合結(jié)構(gòu)或整體式結(jié)構(gòu)；所述的分體式組合結(jié)構(gòu)的井下測量發(fā)射單元由置于無磁鉆具內(nèi)的測量電源短節(jié)、測量短節(jié)、發(fā)射電源短節(jié)和發(fā)射短節(jié)組成，各相鄰短節(jié)之間通過螺紋密閉連接；所述測量電源短節(jié)和發(fā)射電源短節(jié)分別為測量短節(jié)和發(fā)射短節(jié)提供能源動(dòng)力，測量短節(jié)內(nèi)安裝有測量器件，發(fā)射短節(jié)內(nèi)安裝有發(fā)射器件；所述的整體式結(jié)構(gòu)的井下測量發(fā)射單元由置于無磁鉆具內(nèi)的電源短節(jié)和測量發(fā)射短節(jié)組成，所述的測量發(fā)射短節(jié)內(nèi)有裝成整體結(jié)構(gòu)的測量器件和發(fā)射器件，電源短節(jié)連接測量發(fā)射短節(jié)并為其內(nèi)的測量器件與發(fā)射器件提供能源動(dòng)力；

所述的信號接收單元由設(shè)在地面的接收裝置和接地電極組成，接收裝置通過地面電纜一極與井架相連，另一極與接地電極相連，接地電極深插入地面；

所述的定位與緩沖單元由導(dǎo)向頭、減振器及徑向緩沖器組成，所述導(dǎo)向頭的上端與減振器的活動(dòng)端連接，所述的減振器包含減振器活動(dòng)端、推移桿、彈簧、活塞及減振器固定端，所述推移桿一端固定在減振器固定端上，另一端固定有活塞，推移桿外設(shè)有彈簧；減振器的固定端上端與測量電源短節(jié)或電源短節(jié)相連；所述的徑向緩沖器的下端與發(fā)射短節(jié)或測量發(fā)射短節(jié)連接；

所述引線單元由連桿接頭、連桿和電纜組成，連桿接頭下端與徑向緩沖器的母扣端相連，連桿接頭上端設(shè)有連桿，電纜從發(fā)射短節(jié)或測量發(fā)射短節(jié)的發(fā)射器件的激勵(lì)源引出，穿過徑向緩沖器、連桿接頭和連桿，與打撈鎖定單元的彈卡鉗相連；

所述的打撈鎖定單元包含撈矛頭、連接筒、小彈簧、張簧、彈卡鉗和第一、第二圓柱銷，所述的連接筒上部伸入在上部鉆柱內(nèi)，下部通過對張簧施壓使彈卡鉗卡入彈卡鉗懸掛短節(jié)的凹槽內(nèi)；所述的撈矛頭安裝在連接筒上部，連接筒內(nèi)上腔為緩沖室，緩沖室內(nèi)設(shè)有兩端固定、軸向可伸縮的小彈簧，在緩沖室的下部設(shè)有水眼；所述的緩沖室下部與還張簧相連；張簧中心設(shè)有第二圓柱銷，第二圓柱銷能在兩端為弧形的槽內(nèi)移動(dòng)，用以控制張簧的開合；所述的彈卡鉗上端與張簧鉸鏈，彈卡鉗下端設(shè)有第一圓柱銷，彈卡鉗下端還與連桿及電纜相接。

本發(fā)明所述的導(dǎo)向頭近鉆頭的一端外徑較另一端的細(xì)，在粗與細(xì)外徑端相接處設(shè)有導(dǎo)向定向槽，同時(shí)鉆柱單元中的定向接頭的內(nèi)部設(shè)有與所述的導(dǎo)向定向槽相匹配的導(dǎo)向定向鍵，導(dǎo)向頭的下部還設(shè)有水眼。

本發(fā)明所述的減振器固定端設(shè)有連接發(fā)射電源短節(jié)或電源短節(jié)的母扣；所述減振器活動(dòng)端設(shè)有連接導(dǎo)向頭的公扣，減振器活動(dòng)端內(nèi)部為臺(tái)階孔。

本發(fā)明所述的徑向緩沖器呈圓筒狀，圓筒的兩端分別為含公扣的公扣端及含母扣的母扣端，圓筒的中心通孔作為電纜連接通道，圓筒的中間段間隔一定距離沿三個(gè)不同的方向均勻地設(shè)有徑向緩沖膠棒。

本發(fā)明所述的引線單元的連桿的內(nèi)外表面及端面涂有絕緣的硬膠。

本發(fā)明的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的電磁波無線隨鉆測量系統(tǒng)可在不起鉆的情況下，只通過打撈把需要更換或維修的井下裝置提到地面上，方便裝置更換與維修，且本發(fā)明對井下裝置的打撈和重新固定的操作過程簡單、安全可靠。