[發(fā)明專(zhuān)利]隨鉆聲波信號(hào)接收裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210284309.9
• 申請(qǐng)日: 2012-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102777171A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志剛;管志川;葛世瞳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(華東)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/16
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油與天然氣鉆井作業(yè)中的無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種利用聲波進(jìn)行隨鉆測(cè)量的聲波接收和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著油氣鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，人們迫切希望隨時(shí)掌握井下的實(shí)際工況和相關(guān)信息。隨鉆測(cè)量技術(shù)為了滿(mǎn)足這一需要而應(yīng)運(yùn)而生。隨鉆測(cè)量技術(shù)大致可分為：有線(xiàn)隨鉆技術(shù)和無(wú)線(xiàn)隨鉆技術(shù)。由于有線(xiàn)隨鉆技術(shù)必須攜帶電纜的技術(shù)限制，無(wú)線(xiàn)隨鉆技術(shù)更受青睞。目前的無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)量技術(shù)主要有：泥漿脈沖、電磁波和聲波三大技術(shù)。聲波無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)量技術(shù)是以聲波為載波實(shí)現(xiàn)井下信息的傳輸。在聲波無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)量技術(shù)中，需要接收來(lái)自井下的包含有用信息的聲波信號(hào)，完成這一任務(wù)的是地面隨鉆聲波信號(hào)接收裝置。

目前已出現(xiàn)的聲波信號(hào)接收裝置，普遍采用卡箍的形式。這些聲波接收裝置在使用時(shí)，通過(guò)卡緊結(jié)構(gòu)將聲波接收傳感器及相關(guān)設(shè)備扣緊在方鉆桿或頂驅(qū)下部的鉆柱短節(jié)上，進(jìn)而通過(guò)接收裝置內(nèi)的測(cè)量傳感器測(cè)量通過(guò)卡緊結(jié)構(gòu)傳遞過(guò)來(lái)的鉆柱振動(dòng)和聲波信號(hào)。該類(lèi)裝置主要存在以下問(wèn)題和不足：

(1)所測(cè)得的振動(dòng)和聲波信號(hào)是卡緊裝置的振動(dòng)和聲波信號(hào)，而非鉆柱自身的振動(dòng)和聲波信號(hào)，因此其所接收的信號(hào)與鉆柱自身信號(hào)的一致程度將與卡緊結(jié)構(gòu)的形式以及實(shí)際的卡緊程度有很大關(guān)系。如果卡緊程度不夠，將影響信號(hào)的保真度和可靠性。

(2)由于是通過(guò)卡緊結(jié)構(gòu)將測(cè)量裝置卡在鉆柱外部來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，因此某些高頻的和微弱的聲波信號(hào)會(huì)被“遺失”或“濾除”而測(cè)量不到。

(3)由于卡緊結(jié)構(gòu)不屬于鉆柱的組成部分，是附屬結(jié)構(gòu)，因此會(huì)帶來(lái)振動(dòng)和噪聲，給聲波信號(hào)的測(cè)量和接收帶來(lái)干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有隨鉆測(cè)量過(guò)程中使用的聲波接收裝置存在的上述問(wèn)題，提供了一種結(jié)構(gòu)合理、便于安裝、聲波信號(hào)接收效率和保真度高的新型聲波接收裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種隨鉆聲波信號(hào)接收裝置，該裝置包括聲波信號(hào)接收設(shè)備圓筒和下接頭，聲波信號(hào)接收設(shè)備圓筒的外部套裝有外部保護(hù)套筒；聲波信號(hào)接收設(shè)備圓筒設(shè)置為中間設(shè)有空腔的中空結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置有用于安置信號(hào)接收和處理設(shè)備的設(shè)備支架；下接頭的下部設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置為變幅桿結(jié)構(gòu)，聲波信號(hào)接收設(shè)備圓筒與變幅桿結(jié)構(gòu)的上端部連接，外部保護(hù)套筒與變幅桿結(jié)構(gòu)的下端根部連接。

優(yōu)選的是，聲波信號(hào)接收設(shè)備圓筒包括傳感器套筒和信號(hào)處理設(shè)備圓筒，傳感器套筒和信號(hào)處理設(shè)備圓筒通過(guò)螺紋聯(lián)接，信號(hào)處理設(shè)備圓筒內(nèi)安裝有信號(hào)接收和處理設(shè)備，信號(hào)接收和處理設(shè)備放置在設(shè)備支架上。

優(yōu)選的是，傳感器套筒內(nèi)設(shè)置有聲波接收傳感器，該聲波接收傳感器安置在變幅桿結(jié)構(gòu)的上端面。

優(yōu)選的是，傳感器套筒的上部設(shè)置有外螺紋，下部設(shè)置有內(nèi)螺紋，傳感器套筒通過(guò)其上部外螺紋與設(shè)置在信號(hào)處理設(shè)備圓筒下部的內(nèi)螺紋聯(lián)接，傳感器套筒通過(guò)其下部?jī)?nèi)螺紋與設(shè)置在變幅桿結(jié)構(gòu)上部的外螺紋聯(lián)接。

優(yōu)選的是，信號(hào)處理設(shè)備圓筒的上部設(shè)置有信號(hào)輸出端口和封蓋結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的是，外部保護(hù)套筒的下部和上部均設(shè)有內(nèi)螺紋，外部保護(hù)套筒通過(guò)其下部的內(nèi)螺紋與設(shè)置在變幅桿結(jié)構(gòu)下端根部的外螺紋聯(lián)接。

優(yōu)選的是，變幅桿結(jié)構(gòu)為實(shí)心結(jié)構(gòu)，在其軸向上設(shè)有三個(gè)供鉆井液流通的通孔，且相鄰兩個(gè)通孔之間間隔120度。

優(yōu)選的是，變幅桿結(jié)構(gòu)上端面和下接頭中部外壁之間設(shè)有一貫穿下接頭內(nèi)部的細(xì)長(zhǎng)通孔，細(xì)長(zhǎng)通孔內(nèi)放置電線(xiàn)。

優(yōu)選的是，下接頭的中部外壁上開(kāi)槽，槽內(nèi)放置無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，槽上設(shè)有非金屬封蓋；下接頭的下部設(shè)置有外螺紋。

優(yōu)選的是，信號(hào)接收和處理設(shè)備采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明整體上是一個(gè)鉆具短節(jié)，工作時(shí)，接在鉆柱中，屬于鉆柱的一部分，因此由井下沿鉆柱傳來(lái)的聲波將被完全吸收，不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)丟失，也不會(huì)引入外界多余的干擾信號(hào)。

2、本發(fā)明采用變幅桿結(jié)構(gòu)，變幅桿結(jié)構(gòu)對(duì)聲波信號(hào)有一定的增幅和放大作用，使得聲波信號(hào)傳遞到變幅桿結(jié)構(gòu)上端面的過(guò)程中，被進(jìn)一步放大，能夠提高聲波信號(hào)的接收率；且變幅桿結(jié)構(gòu)在周向上有三個(gè)彼此間隔120度的通孔，在提高聲波接收效率的同時(shí)，不影響鉆井液的正常流通。此外，變幅桿結(jié)構(gòu)上端面和接頭中部外壁之間有一貫穿接頭內(nèi)部的細(xì)長(zhǎng)通孔，不僅實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)在短節(jié)內(nèi)外的傳輸，且由于變幅桿結(jié)構(gòu)受力較小，因此細(xì)長(zhǎng)通孔也不會(huì)影響其強(qiáng)度。