[發明專利]近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置

在審

• 申請號: 201210366094.5
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103696760A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 吳學升;段志鋒;黃占盈;巨滿成;周文軍;王彥博;歐陽勇;李波;王勇茗;張燕娜
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/14
• 分類號: E21B47/14
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 金杰

技術領域

本發明涉及一種近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置，屬于石油、天然氣鉆井技術領域。

背景技術

隨著石油鉆井地質條件的復雜化及自然開采環境的惡劣化，對油氣鉆井精度及油氣藏的鉆達命中率提出了更高的要求，而油氣鉆井井下信息的準確獲取與高速傳輸技術正是提高鉆井精度的關鍵。

由于定向鉆井施工需要動力鉆具和定向接頭，使無磁鉆鋌中的隨鉆測量儀距離鉆頭有一段距離，所以，隨鉆測量儀的井斜和方位并不是鉆頭所在位置井眼的真實井斜和方位，雖然能根據造斜工具的標定造斜率進行推測，但實際造斜率會受鉆具組合、地層條件、泥漿排量及鉆進等因素影響，與推測的數據相差很大，會影響定向的準確性，使實際井眼軌跡容易鉆出目的層，降低油氣資源采收率，無法滿足導向技術的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置，其能實現近鉆頭測量儀器與隨鉆儀器之間的通信，確保測量數據的實時采集及上傳，為實時地層評價提供可靠的井下鉆井參數數據。

近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置的技術方案如下：

本裝置鉆頭上端連接近鉆頭測量儀，近鉆頭測量儀上端連接螺桿鉆具，螺桿鉆具上端連接無線隨鉆儀器。

近鉆頭測量儀的筒體內設有內芯，兩者間由密封圈密封，內芯外壁設有凸肩，凸肩上方的環空為換能器艙，凸肩下方的環空為電子儀器艙。換能器艙內設有聲波發射換能器組，電子儀器艙內設有電源組A、井下計算機模塊A和傳感器組。

無線隨鉆儀器內設有中心筒狀聲波接收與信號處理裝置，筒內自上而下設有井下計算機模塊B、信號處理電路、電源組B和聲波接收換能器組。

近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸的方法如下：

1.近鉆頭測量儀將采集到的近鉆頭的井下數據加載到4KHz的聲波信號上，間歇發送：

首先，傳感器組進行近鉆頭井下的井斜、扭矩和溫度測量，并將測量信號數字輸出，直接送達井下計算機模塊A；

井下計算機模塊A將接收到的信號轉成相應的數據，并對數據進行保存、轉換、編碼和調制，然后送至聲波發射換能器組；

聲波發射換能器組將接收信號轉換為帶有調制信息的聲波信號，并沿鉆柱發射至聲波接收與信號處理裝置；

電源組A為井下數據采集和發送提供電源。

2.聲波接收與信號處理裝置將接收的聲波信號進行處理，并與MWD等上層儀器建立通信聯系；

首先，聲波接收換能器組將沿螺桿鉆具信道傳來的聲波轉換成電信號，并由信號處理電路對信號進行放大、濾波、轉換和檢波處理，然后，將處理后的電信號直接送入井下計算機模塊B；

井下計算機模塊B對信號進行識別、數據轉換和存儲；當需要和MWD等上層儀器通信時，將聲波接收與信號處理裝置與MWD或其他儀器的電氣接口連接，使信號隨泥漿脈沖傳輸到地面。

電源組B為井下數據采集和發送提供電源。

本發明的有益效果如下：

本發明能實現近鉆頭測量儀器與隨鉆儀器之間的通信，確保近鉆頭測量數據的實時采集及上傳，為實時地層評價提供可靠的井下鉆井參數數據。本發明具有抗干擾能力強、數據穩定、工藝簡單和成本低等優點，適用于石油和天然氣鉆井過程中鉆井數據的近鉆頭無線傳輸。

附圖說明

圖1為近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置結構示意圖。

圖2為近鉆頭測量儀結構示意圖。

圖3為近鉆頭測量儀與所連接設備示意圖。

圖4為無線隨鉆儀器結構示意圖。

圖5為近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置短距離傳輸方法的原理圖。

具體實施方式

參照圖1至5對本發明的實施例進一步說明：

實施例：

本發明近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置的結構如下：

鉆頭1上端螺紋連接近鉆頭測量儀2，近鉆頭測量儀2上端螺紋連接螺桿鉆具3，螺桿鉆具3上端螺紋連接無線隨鉆儀器4；

近鉆頭測量儀2的筒體21內設有內芯25，兩者間由密封圈22密封，內芯25外壁設有凸肩，凸肩上方的環空為換能器艙23，凸肩下方的環空為電子儀器艙24。換能器艙23內設有聲波發射換能器組26，電子儀器艙24內設有電源組A27、井下計算機模塊A28和傳感器組29。

無線隨鉆儀器4內設有中心筒狀聲波接收與信號處理裝置45，筒內自上而下設有井下計算機模塊B41、信號處理電路42、電源組B43和聲波接收換能器組44。

本發明近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法如下：