[發(fā)明專利]氣體鉆井隨鉆通訊中繼短節(jié)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310179564.1
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103266885A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣祖軍;戚斌;李群生;陳一健;歐彪;孟英峰;肖國益;王希勇;蘭茵;李皋;朱化蜀;朱禮平;胡大梁;任茂;李果
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤;賀元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣井開采作業(yè)中的隨鉆信息傳遞設(shè)備，具體是一種氣體鉆井隨鉆通訊中繼短節(jié)。

背景技術(shù)

在油氣井開采作業(yè)中，為了及時了解井底狀況，保障鉆井作業(yè)順利、安全進(jìn)行，需要依靠傳感器對井底各參數(shù)（井眼幾何參數(shù)、定向參數(shù)、井下工況參數(shù)、地層測試、評價參數(shù)等）進(jìn)行測量測試，測量得到的大量數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)降孛孢M(jìn)行處理。目前，隨鉆測量數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要有電磁波法，該電磁波法傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘栍捎诘貙泳诘脑颍嬖诜浅?yán)重的衰減，限制了其在深井中的應(yīng)用。為了解決電磁波法的微波信號衰減問題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員研發(fā)了各種應(yīng)用在鉆具上的中繼短節(jié)，例如中國專利文獻(xiàn)公開的“氣體鉆井隨鉆地下數(shù)據(jù)無線傳輸方法”（公開號：CN101392642，公開日：2009年3月25日），它包括：在鉆頭上方安裝傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、無線網(wǎng)橋和發(fā)射天線；將傳感器采集的信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后送入無線網(wǎng)橋；無線網(wǎng)橋通過發(fā)射天線將上述數(shù)字信號以微波方式耦合到鉆具內(nèi)；經(jīng)上述耦合的微波信號沿鉆具被傳輸?shù)降孛妫傻孛鏌o線網(wǎng)橋接收；由地面無線網(wǎng)橋?qū)⑿盘杺鬏斀o計算機(jī)，由計算機(jī)對信號進(jìn)行處理。它雖能通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把獲得的信號增強(qiáng)后傳至地面，但其模數(shù)轉(zhuǎn)換器等是安裝在單流閥附件的，在狹小的井眼內(nèi)會影響鉆具的下井作業(yè)，故障頻率高，可靠實(shí)用性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、懸掛在鉆具內(nèi)部、可靠實(shí)用的氣體鉆井隨鉆通訊中繼短節(jié)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種氣體鉆井隨鉆通訊中繼短節(jié)，用作在油氣井開采作業(yè)中使井底與地面實(shí)現(xiàn)信號傳遞通訊，包括內(nèi)扣鉆桿接頭和外扣鉆桿接頭，所述內(nèi)扣鉆桿接頭和外扣鉆桿接頭通過端部相互匹配的斜錐面上螺紋連接在一起，所述外扣鉆桿接頭內(nèi)套裝有中繼器殼體，中繼器殼體的一端端部抵接在內(nèi)扣鉆桿接頭的端部，在中繼器殼體上安裝有信號天線、ZIGBEE模塊和供電電池，所述ZIGBEE模塊通過信號天線采集井底信號，將采集到的信號經(jīng)加強(qiáng)處理后傳遞給地面，所述供電電池用作為ZIGBEE模塊提供工作電源。

所述中繼器殼體朝向內(nèi)扣鉆桿接頭的端部連接有延伸進(jìn)內(nèi)扣鉆桿接頭的信號加強(qiáng)殼體，該信號加強(qiáng)殼體為金屬材質(zhì)，通過導(dǎo)線與ZIGBEE模塊連接。

所述中繼器殼體朝向內(nèi)扣鉆桿接頭的端部為斜錐面結(jié)構(gòu)，該斜錐面結(jié)構(gòu)與外扣鉆桿接頭的端部斜錐面斜度相匹配。

所述中繼器殼體通過橡膠墊與內(nèi)扣鉆桿接頭的端部形成抵接。

所述中繼器殼體延伸進(jìn)外扣鉆桿接頭的端部連接有扶正圈，該扶正圈的外徑與外扣鉆桿接頭的內(nèi)徑相匹配。

所述扶正圈的內(nèi)壁面通過第一密封圈與中繼器殼體進(jìn)行密封，扶正圈的外壁面通過第二密封圈與外扣鉆桿接頭進(jìn)行密封。

所述ZIGBEE模塊和供電電池分別具有模擬開關(guān)。

所述中繼器殼體為筒狀結(jié)構(gòu)。

所述信號加強(qiáng)殼體為筒狀結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：上述通訊中繼短節(jié)通過兩個對接的接頭夾持固定在鉆具內(nèi)，無需單獨(dú)增加鉆桿短節(jié)，有效減小了鉆具體積、減輕了鉆具重量，攜帶方便，而且隱藏、掛置在鉆具內(nèi)的通訊中繼短節(jié)信號傳遞通道完全可以利用鉆具內(nèi)孔，從而使通訊中繼短節(jié)不會在狹小的井眼內(nèi)影響鉆具下井作業(yè)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的中繼器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中代號含義：1—信號加強(qiáng)殼體；2—信號天線；3—中繼器殼體；4—ZIGBEE模塊；5—供電電池；6—第一密封圈；7—第二密封圈；8—扶正圈；9—第二固定螺釘；10—第一固定螺釘；11—內(nèi)扣鉆桿接頭；12—外扣鉆桿接頭；13—橡膠墊。

具體實(shí)施方式

參見圖1：本發(fā)明用作在油氣井開采作業(yè)中使井底與地面實(shí)現(xiàn)信號傳遞通訊，具體包括內(nèi)扣鉆桿接頭11、外扣鉆桿接頭12和中繼器殼體3。其中，內(nèi)扣鉆桿接頭11連接外扣鉆桿接頭12的端部為外斜錐面結(jié)構(gòu)，在內(nèi)扣鉆桿接頭11的斜錐面上加工有連接螺紋。外扣鉆桿接頭12用作連接內(nèi)扣鉆桿接頭11的端部亦為斜錐面結(jié)構(gòu)，外扣鉆桿接頭12的斜錐面為內(nèi)斜錐面，在其上加工有連接螺紋，外扣鉆桿接頭12的斜錐面端部與內(nèi)扣鉆桿接頭11的斜錐面端部通過螺紋形成陰陽配合連接。中繼器殼體3為筒狀結(jié)構(gòu)，中繼器殼體3套裝在外扣鉆桿接頭12內(nèi)；中繼器殼體3遠(yuǎn)離內(nèi)扣鉆桿接頭11的一端端部（即延伸進(jìn)外扣鉆桿接頭12的端部）通過第二固定螺釘9連接有扶正圈8，該扶正圈8的外徑與外扣鉆桿接頭12的內(nèi)徑相匹配，扶正圈8的內(nèi)壁面通過第一密封圈6與中繼器殼體3進(jìn)行密封，扶正圈8的外壁面通過第二密封圈7與外扣鉆桿接頭12進(jìn)行密封；中繼器殼體3朝向內(nèi)扣鉆桿接頭11的端部為斜錐面結(jié)構(gòu)，中繼器殼體3的斜錐面結(jié)構(gòu)與外扣鉆桿接頭12的端部斜錐面斜度相匹配，中繼器殼體3通過端部的斜錐面結(jié)構(gòu)卡掛在外扣鉆桿接頭12內(nèi)，且與內(nèi)扣鉆桿接頭11的端部實(shí)現(xiàn)抵接，中繼器殼體3與內(nèi)扣鉆桿接頭11的抵接端之間設(shè)有橡膠墊13；在中繼器殼體3朝向內(nèi)扣鉆桿接頭11的端部通過第一固定螺釘10連接有信號加強(qiáng)殼體1，該信號加強(qiáng)殼體1由金屬材質(zhì)制作為筒狀結(jié)構(gòu)，信號加強(qiáng)殼體1露在外扣鉆桿接頭12之外，信號加強(qiáng)殼體1用作延伸進(jìn)內(nèi)扣鉆桿接頭11內(nèi)；在中繼器殼體3上安裝有信號天線2、ZIGBEE模塊4和供電電池5，ZIGBEE模塊4通過信號天線2和信號加強(qiáng)殼體1采集井底信號（信號天線2和信號加強(qiáng)殼體1分別通過導(dǎo)線與ZIGBEE模塊4連接），將采集到的信號經(jīng)加強(qiáng)處理后傳遞給地面，由地面計算機(jī)進(jìn)行分析處理，供電電池5用作為ZIGBEE模塊4提供工作電源，前述的ZIGBEE模塊4和供電電池5上分別具有模擬開關(guān)。