随钻仪器的天线设备制造技术

技术编号:22171992 阅读:92 留言:0更新日期:2019-09-21 12:49
本发明专利技术涉及一种随钻仪器的天线设备,属于石油天然气钻井随钻仪器技术领域,其包括短节本体,设置在所述短节本体周身上的至少一个环形凹槽,所述环形凹槽内设置环形凹槽台阶,所述环形凹槽台阶将所述环形凹槽分成内层凹槽和外层凹槽;设置在所述内层凹槽内的天线装置,以及设置在所述外层凹槽内的天线保护装置。本发明专利技术能够设置多圈天线,并防止高振动以及高压泥沙的高速冲刷对天线造成损坏。

The antenna equipment of MWD

【技术实现步骤摘要】
随钻仪器的天线设备
本专利技术涉及一种随钻仪器的天线设备,属于石油天然气钻井随钻仪器

技术介绍
随钻仪器已经广泛的应用于石油天然气钻井过程中,如随钻电阻率仪器、随钻伽马仪器、随钻核磁仪器等等。很多随钻测量仪器上都带有天线,通过发射或接受无线电磁波信号,测量地层信息或者传输数据。随钻测量仪器上的天线大多采用环形结构,套在测量短节本体上,并用胶固定。为了保护天线不被泥浆冲蚀,需要在天线外侧加装保护壳体。另外,为了减小天线保护外壳体对电磁波信号的干扰并保证保护壳体的强度和耐磨性,现有技术在短节本体上加工若干条形细缝。这些细缝与短节轴向平行且周向均匀分布在短节本体外表面上,在这些细缝中部加工有环形槽,天线在环形槽中穿过,最后在穿有天线的环形槽内注入高强度密封胶。这种天线保护外壳体虽然缩小了天线与泥浆的接触面积,提高了天线的可靠性,但仅适合天线圈数较少(通常是1~3圈)时使用。当天线数量较多时,在环形槽中穿线会十分困难,并且线与线之间的排列也会不整齐,影响线圈发射接收电磁波的效率。并且,现有结构在遇到恶劣的井下工况时,尤其在离钻头距离较近的区域,高振动以及高压泥沙的高速冲刷会导致保护壳体细缝中的封胶松动、脱落,最终导致天线损坏。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提出了一种随钻仪器的天线设备,能够设置多圈天线,并防止高振动以及高压泥沙的高速冲刷对天线造成损坏。本专利技术的提出了一种随钻仪器的天线设备,包括:短节本体,设置在所述短节本体上的至少一个环形凹槽,所述环形凹槽内设置环形凹槽台阶,所述环形凹槽台阶将所述环形凹槽分成内层凹槽和外层凹槽;设置在所述内层凹槽内的天线装置,以及设置在所述外层凹槽内的天线保护装置。本专利技术的进一步改进在于,所述天线装置包括圆环主体形状的天线骨架,所述天线骨架外侧设置环形的绕线槽,所述绕线槽内缠绕若干圈天线。本专利技术的进一步改进在于,所述绕线槽内设置用于固定所述天线的固定胶。本专利技术的进一步改进在于,所述天线骨架内设有若干沿轴向方向延伸的孔,所述孔呈一圈或多圈的形式布置,并且在所述孔内布置有磁芯。本专利技术的进一步改进在于,每一个所述孔内设置一段与所述孔长度相同的磁芯;或者每一个所述孔内设置多段通过磁芯间隔块相连的磁芯;其中,同一个孔内的所有磁芯和磁芯间隔块的总长度与所述孔的长度相同。本专利技术的进一步改进在于,所述天线骨架外侧设置天线内层封胶;其中,所述天线内层封胶外侧与所述环形凹槽台阶齐平,从而构成所述外层凹槽的底部。本专利技术的进一步改进在于,所述环形凹槽台阶的边沿设置第一倒角;所述天线内层封胶两侧设置与所述环形凹槽台阶的第一倒角形状相匹配斜边。本专利技术的进一步改进在于,所述天线骨架外侧边缘设置密封纹。本专利技术的进一步改进在于,天线保护装置包括弧形的天线保护外壳,若干所述天线保护外壳在所述外层凹槽内共同形成一个完整的环形柱体,其中,所述天线保护外壳的厚度与所述外层凹槽深度相同。本专利技术的进一步改进在于,所述天线保护外壳上设置若干通孔,所述通孔内设置填充块。本专利技术的进一步改进在于,所述通孔包括位于与所述天线保护外壳内表面相连的边缘处的下倒角,以及位于与所述天线保护外壳外表面相连的边缘处的上倒角。本专利技术的进一步改进在于,所述填充块外层设置耐磨层。本专利技术的进一步改进在于,所述磁芯采用软磁材料;所述磁芯间隔块与所述天线骨架的材质均采用非金属不导磁材料。本专利技术的进一步改进在于,所述填充块采用非金属不导磁材料。本专利技术的进一步改进在于,所述天线保护外壳采用无磁金属材质。本专利技术的进一步改进在于,所述天线保护外壳与所述短节本体通过螺栓相连。与现有技术相比,本专利技术的优点在于:在本专利技术所述的随钻仪器的天线设备,能够设置多圈天线,并防止高振动以及高压泥沙的高速冲刷对天线造成损坏。短节本体上的凹槽内,将磁芯封装在天线骨架内部,在天线骨架的绕线槽内缠绕多圈、多层天线,并用绝缘胶将天线封装,使天线与外界隔绝,最后在天线外侧安装带通孔的无磁天线保护外壳,增加天线保护外壳体的耐磨、抗冲刷性能。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施方案的随钻仪器的天线设备结构示意图。图2是根据本专利技术的一个实施方案的随钻仪器的天线设备的剖面图示意图;图3是图2的局部放大图,显示了天线保护装置和天线装置的安装结构示意图;图4是根据本专利技术的一个实施方案的天线骨架结构示意图,显示了设置一圈圆柱孔的结构;图5是根据本专利技术的一个实施方案的天线骨架结构示意图,显示了设置多圈圆柱孔的结构;图6是根据本专利技术的一个实施方案的天线骨架的剖面图,显示了圆柱孔内设置多段磁芯的结构;图7是根据本专利技术的一个实施方案的天线骨架的剖面图,显示了不同磁芯间隔块厚度不同的结构;图8是根据本专利技术的一个实施方案的天线保护外壳示意图,显示了天线保护外壳弧度为180度;图9是根据本专利技术的一个实施方案的天线保护外壳组装结构示意图,显示了天线保护外壳弧度为120度;图10是根据本专利技术的一个实施方案的天线保护外壳示意图,显示了通孔的长度方向沿天线保护外壳的周向方向;图11是根据本专利技术的一个实施方案的天线保护外壳示意图,显示了通孔的长度方向在天线保护外壳的轴向倾斜一定角度的结构示意图;图12是根据本专利技术的一个实施方案的天线保护外壳示意图,显示了通孔为V形孔的结构示意图;图13是根据本专利技术的一个实施方案的填充块和耐磨层剖面结构示意图,显示了耐磨层处于填充通孔上部部分空间的结构。图14是根据本专利技术的一个实施方案的填充块和耐磨层剖面结构示意图,显示了耐磨层处于填充通孔整个上部空间的结构。图15是根据本专利技术的一个实施方案的填充块和耐磨层剖面结构示意图,显示了耐磨层处于填充通孔上部和中部部分空间的结构。在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。在附图中各附图标记的含义如下、10、短节本体,11、环形凹槽,12、内层凹槽,13、外层凹槽,20、天线装置,21、天线,22、天线固定胶,30、磁芯,31、磁芯间隔块,40、天线保护装置,41、天线骨架,42、天线内层封胶,43、圆柱孔,44、天线保护外壳,45、密封纹,46、绕线槽,47、环形凹槽台阶,48、第一倒角,50、螺栓,61、通孔,62、下倒角,63、上倒角,70、填充块,80、耐磨层。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。图1示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例随钻仪器的天线设备。根据本专利技术的随钻仪器的天线设备,能够设置多圈天线,并防止高振动以及高压泥沙的高速冲刷对天线造成损坏。本实施例所述的一种随钻仪器的天线设备,如图1和图2所示,包括短节本体10。所述短节本体10为圆柱形,两端连接其他随钻设备。本实施例所述随钻仪器的天线设备的周身上设置至少一个环形凹槽11。所述环形凹槽11内两侧分别设置环形凹槽台阶47,所述环形凹槽台阶47将所述环形凹槽11分成内层凹槽12和外层凹槽13。位于凹槽台阶上面的部分为外层凹槽13,位于凹槽台阶侧面的部分为内层凹槽12。所述内层凹槽12设置天线装置20,所述天线装置20内固定设置若干圈天线。所述天线装置20为圆环形,其厚度与所述内层凹槽12的深度相匹配。在内层凹槽12安装天线装置20后,天线装置20的外表面与环形凹槽台阶47上表面相齐平。这样,环形凹槽台阶47上表面和天线装置20外表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随钻仪器的天线设备,其特征在于,包括:短节本体(10),设置在所述短节本体(10)上的至少一个环形凹槽(11),所述环形凹槽(11)内设置环形凹槽台阶(47),所述环形凹槽台阶(47)将所述环形凹槽(11)分成内层凹槽(12)和外层凹槽(13);设置在所述内层凹槽(12)内的天线装置(20),以及设置在所述外层凹槽(13)内的天线保护装置(40)。

【技术特征摘要】
1.一种随钻仪器的天线设备,其特征在于,包括:短节本体(10),设置在所述短节本体(10)上的至少一个环形凹槽(11),所述环形凹槽(11)内设置环形凹槽台阶(47),所述环形凹槽台阶(47)将所述环形凹槽(11)分成内层凹槽(12)和外层凹槽(13);设置在所述内层凹槽(12)内的天线装置(20),以及设置在所述外层凹槽(13)内的天线保护装置(40)。2.根据权利要求1所述的随钻仪器的天线设备,其特征在于,所述天线装置(20)包括圆环主体形状的天线骨架(41),所述天线骨架(41)外侧设置环形的绕线槽(46),所述绕线槽(46)内缠绕若干圈天线(21)。3.根据权利要求2所述的随钻仪器的天线设备,其特征在于,所述绕线槽(46)内设置用于固定所述天线的固定胶(22)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的随钻仪器的天线设备,其特征在于,所述天线骨架(41)内设有若干沿轴向方向延伸的孔(43),所述孔(43)呈一圈或多圈的形式布置,并且在所述孔(43)内布置有磁芯(30)。5.根据权利要求4所述的随钻仪器的天线设备,其特征在于,每一个所述孔(43)内设置一段与所述孔(43)长度相同的磁芯(30);或者每一个所述孔(43)内设置多段通过磁芯间隔块(31)相连的磁芯(30);其中,同一个孔(43)内的所有磁芯(30)和磁芯间隔块的总长度与所述孔(43)的长度相同。6.根据权利要求1至5中任一项所述的随钻仪器的天线设备,其特征在于,所述天线骨架(41)外侧设置天线内层封胶(42);其中,所述天线内层封胶(42)外侧与所述环形凹槽台阶(47)齐平,从而构成所述外层凹槽(13)的底部。7.根据权利要求6所述的随钻仪器的天线设备,其特征在于,所述环...

【专利技术属性】
技术研发人员:米金泰倪卫宁丁湖平李新张卫
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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