近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置，是為實現(xiàn)近鉆頭測量數(shù)據(jù)的實時采集和上傳、獲取地層評價的可靠數(shù)據(jù)而設(shè)計的，本裝置鉆頭上方依次連接近鉆頭測量儀、螺桿鉆具和無線隨鉆儀器，通過裝置中的傳感器組、井下計算機模塊、電源組、聲波發(fā)射和接收換能器組進(jìn)行近鉆頭井下工作數(shù)據(jù)的測量和實時傳輸。本發(fā)明能實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有抗干擾能力強、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、工藝簡單和成本低等優(yōu)點，適用于石油和天然氣鉆井過程中鉆井?dāng)?shù)據(jù)的近鉆頭無線傳輸。
【專利說明】近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法和傳輸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油鉆井地質(zhì)條件的復(fù)雜化及自然開采環(huán)境的惡劣化，對油氣鉆井精度及油氣藏的鉆達(dá)命中率提出了更高的要求，而油氣鉆井井下信息的準(zhǔn)確獲取與高速傳輸技術(shù)正是提聞鉆井精度的關(guān)鍵。
[0003]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(jù)造斜工具的標(biāo)定造斜率進(jìn)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(jìn)等因素影響，與推測的數(shù)據(jù)相差很大，會影響定向的準(zhǔn)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(dǎo)向技術(shù)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)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(xiàn)近鉆頭測量儀器與隨鉆儀器之間的通信，確保測量數(shù)據(jù)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(shù)數(shù)據(jù)。
[0005]近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置的技術(shù)方案如下:
[0006]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。
[0007]近鉆頭測量儀的筒體內(nèi)設(shè)有內(nèi)芯，兩者間由密封圈密封，內(nèi)芯外壁設(shè)有凸肩，凸肩上方的環(huán)空為換能器艙，凸肩下方的環(huán)空為電子儀器艙。換能器艙內(nèi)設(shè)有聲波發(fā)射換能器組，電子儀器艙內(nèi)設(shè)有電源組A、井下計算機模塊A和傳感器組。
[0008]無線隨鉆儀器內(nèi)設(shè)有中心筒狀聲波接收與信號處理裝置，筒內(nèi)自上而下設(shè)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。
[0009]近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸?shù)姆椒ㄈ缦?
[0010]1.近鉆頭測量儀將采集到的近鉆頭的井下數(shù)據(jù)加載到4KHz的聲波信號上，間歇發(fā)送:
[0011]首先，傳感器組進(jìn)行近鉆頭井下的井斜、扭矩和溫度測量，并將測量信號數(shù)字輸出，直接送達(dá)井下計算機模塊A ；
[0012]井下計算機模塊A將接收到的信號轉(zhuǎn)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、轉(zhuǎn)換、編碼和調(diào)制，然后送至聲波發(fā)射換能器組；
[0013]聲波發(fā)射換能器組將接收信號轉(zhuǎn)換為帶有調(diào)制信息的聲波信號，并沿鉆柱發(fā)射至聲波接收與信號處理裝置；
[0014]電源組A為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。[0015]2.聲波接收與信號處理裝置將接收的聲波信號進(jìn)行處理，并與MWD等上層儀器建立通信聯(lián)系；
[0016]首先，聲波接收換能器組將沿螺桿鉆具信道傳來的聲波轉(zhuǎn)換成電信號，并由信號處理電路對信號進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)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 ；
[0017]井下計算機模塊B對信號進(jìn)行識別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲；當(dāng)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?shù)降孛妗?br> [0018]電源組B為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[0020]本發(fā)明能實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有抗干擾能力強、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、工藝簡單和成本低等優(yōu)點，適用于石油和天然氣鉆井過程中鉆井?dāng)?shù)據(jù)的近鉆頭無線傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為近鉆頭測量儀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為近鉆頭測量儀與所連接設(shè)備示意圖。
[0024]圖4為無線隨鉆儀器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]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】
[0026]參照圖1至5對本發(fā)明的實施例進(jìn)一步說明:
[0027]實施例:
[0028]本發(fā)明近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置的結(jié)構(gòu)如下:
[0029]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 ；
[0030]近鉆頭測量儀2的筒體21內(nèi)設(shè)有內(nèi)芯25，兩者間由密封圈22密封，內(nèi)芯25外壁設(shè)有凸肩，凸肩上方的環(huán)空為換能器艙23,凸肩下方的環(huán)空為電子儀器艙24。換能器艙23內(nèi)設(shè)有聲波發(fā)射換能器組26，電子儀器艙24內(nèi)設(shè)有電源組A27、井下計算機模塊A28和傳感器組29。
[0031 ] 無線隨鉆儀器4內(nèi)設(shè)有中心筒狀聲波接收與信號處理裝置45，筒內(nèi)自上而下設(shè)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。
[0032]本發(fā)明近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法如下:
[0033]1.近鉆頭測量儀2將采集到的近鉆頭1的井下數(shù)據(jù)加載到4KHz的聲波信號上，間歇發(fā)送:
[0034]首先，傳感器組29進(jìn)行近鉆頭1井下的井斜、扭矩和溫度測量，并將測量信號數(shù)字輸出，直接送至井下計算機模塊A28 ；[0035]井下計算機模塊A28將接收信號轉(zhuǎn)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、轉(zhuǎn)換、編碼和調(diào)制，然后送至聲波發(fā)射換能器組26 ；
[0036]聲波發(fā)射換能器組26將接收信號轉(zhuǎn)換為帶有調(diào)制信息的聲波信號，并沿鉆柱發(fā)射至聲波接收與信號處理裝置45 ；
[0037]電源組A27為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
[0038]2.聲波接收與信號處理裝置45將接收的聲波信號進(jìn)行處理，并與MWD等上層儀器建立通信聯(lián)系；
[0039]首先，聲波接收換能器組44將沿螺桿鉆具3信道傳來的聲波轉(zhuǎn)換成電信號，并由信號處理電路42對信號進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)換和檢波等處理，然后，將處理后的電信號直接送至井下計算機模塊B41;
[0040]井下計算機模塊Ml對信號進(jìn)行識別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲；當(dāng)需要和MWD等上層儀器通信時，將聲波接收與信號處理裝置45與MWD或其他儀器的電氣接口連接，使信號隨泥漿脈沖傳輸?shù)降孛妗?br> [0041]電源組B43為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
【權(quán)利要求】
1.一種近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸裝置，其特征在于:本裝置鉆頭(1)上端連接近鉆頭測量儀(2)，近鉆頭測量儀(2)上端連接螺桿鉆具(3)，螺桿鉆具(3)上端連接無線隨鉆儀器⑷；近鉆頭測量儀⑵的筒體(21)內(nèi)設(shè)有內(nèi)芯(25)，兩者間由密封圈(22)密封，內(nèi)芯(25)外壁設(shè)有凸肩，凸肩上方的環(huán)空為換能器艙(23),凸肩下方的環(huán)空為電子儀器艙(24);換能器艙(23)內(nèi)設(shè)有聲波發(fā)射換能器組(26)，電子儀器艙(24)內(nèi)設(shè)有電源組A(27)、井下計算機模塊A (28)和傳感器組(29)；無線隨鉆儀器(4)內(nèi)設(shè)有中心筒狀聲波接收與信號處理裝置(45)，筒內(nèi)自上而下設(shè)有井下計算機模塊B (41)、信號處理電路(42)、電源組B (43)和聲波接收換能器組(44)。
2.一種近鉆頭隨鉆測量聲波短距離傳輸方法，其特征在于:a.近鉆頭測量儀(2)將采集到的近鉆頭⑴的井下數(shù)據(jù)加載到4KHz的聲波信號上，間歇發(fā)送:首先，傳感器組(29)進(jìn)行近鉆頭(1)井下的井斜、扭矩和溫度測量，并將測量信號數(shù)字輸出，直接送至井下計算機模塊A (28)；井下計算機模塊A(28)將接收信號轉(zhuǎn)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、轉(zhuǎn)換、編碼和調(diào)制，然后送至聲波發(fā)射換能器組(26)；聲波發(fā)射換能器組(26)將接收信號轉(zhuǎn)換為帶有調(diào)制信息的聲波信號，并沿鉆柱發(fā)射至聲波接收與信號處理裝置(45)；電源組A (27)為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源；b.聲波接收與信號處理裝置(45)將接收的聲波信號進(jìn)行處理，并與MWD等上層儀器建立通信聯(lián)系；首先，聲波接收換能器組(44)將沿螺桿鉆具(3)信道傳來的聲波轉(zhuǎn)換成電信號，并由信號處理電路(42)對信號進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)換和檢波處理，然后，將處理后的電信號直接送至井下計算機模塊B (41)；井下計算機模塊B(41)對信號進(jìn)行識別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲；當(dāng)需要和MWD等上層儀器通信時，將聲波接收與信號處理裝置(45)與MWD或其他儀器的電氣接口連接，使信號隨泥漿脈沖傳輸?shù)降孛妫浑娫唇MB (43)為井下數(shù)據(jù)采集和發(fā)送提供電源。
【文檔編號】E21B47/14GK103696760SQ201210366094
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】吳學(xué)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 申請人:中國石油天然氣股份有限公司