本发明专利技术公开了一种数据棒、钻铤和内部短节形成的连接结构以及随钻测井仪器。数据棒包括：具有贯通孔的外套；具有贯通孔的内套，安装在外套内、并可相对外套转动；第一多芯接插子件，安装在内套一端内部，并由外套的止口定位；第二多芯接插子件，安装在内套另一端的内部、并与第一多芯接插子件相连接；和压紧盖，安装在外套的另一端、并套装在内套上，由内套的止口定位，可阻止内套脱出外套。本发明专利技术提供的数据棒，其功能为实现随钻测井仪器中仪器短节内部芯片、电路与外部显示终端、输入终端、电源等程序芯片写入，数据交换，仪器工作状态监控，电力传输等。
【技术实现步骤摘要】
数据棒、钻铤和内部短节形成的连接结构以及随钻测井仪器
本专利技术涉及石油开采设备技术，尤指一种数据棒、钻铤和内部短节形成的连接结构和随钻测井仪器。
技术介绍
随钻测量(MeasureWhileDrilling:MWD)和随钻测井(LoggingWhileDrilling:LWD)是完成大角度及水平井钻井，实时井场数据采集、解释、现场决策以及指导完成地质导向钻井的关键技术，其综合了录测井、钻井和油藏描述等多种学科技术，可简化钻井作业程序，节约成本，提高钻井精度，调整钻井设计和提高采收率。一般认为LWD包括MWD。随钻测井仪器一般以短节为功能单位，每种功能的仪器单独成为一个短节，例如：随钻电阻率短节，随钻中子密度短节。LWD主要包括如下短节：供电短节；各种工程参数，地层参数测量短节；泥浆脉冲器传输短节。其中泥浆脉冲传输短节与数据采集系统，地面解调系统构成泥浆脉冲遥传系统，泥浆脉冲遥传系统是所谓的MWD的重要组成部分。如附图1系统原理图所示，目前新一代的高速率泥浆脉冲遥传系统原理为：在钻进过程中，井下测量传感器测得工程参数以及地层参数，这些测得的模拟信号，通过数据编码器，转换为数字信号。数字信号经过控制电路调制后，将调制后控制信号传递给驱动电路，驱动电路从供电短节取电控制电机运动，涡轮发电机供电时要经过通讯电路，通讯电路可根据实际需要实现脉冲器短节的其他功能，电机按着控制电路给定的控制信号进行运动，带动泥浆脉冲器转子旋转或摆动，脉冲器的定转子剪切流体，产生脉冲信号，这些脉冲压力信号，经过钻杆传输到地面，地面的压力传感器进行采集，通过解调系统井下的压力信号传输上来的数据进行解析，得到井下工程参数和地层参数。泥浆脉冲发生器遥传系统是MWD、LWD设备中的最重要组成部分，是井下信息实时地传输到地面的重要手段。随着地层评价技术的不断发展，井下数据量在逐渐增大，需要更高传输速率的脉冲器，MWD系统的传输速率逐渐成为制约井下数据上传的瓶颈。随钻测井仪器中，每个功能短节，一般由钻铤，INSERT等构成。外部钻铤作为保护筒，用于钻柱内外密封，钻进时承受转矩和钻压，起下钻、提升钻柱时承受拉力。内部为INSERT结构，钻铤内壁和INSERT之间，形成密封舱，密封舱里面放置电路板，亦称为电子舱。钻井泥浆由INSERT中间内孔通过。在短节内部，仪器功能转换需要转接时，有时会有流体通道转换，用于流道转换的接头，称为流道转换接头。仪器电子舱，由钻铤内壁和电子骨架外壁密封形成，用来放置电路板，这些电路板的功能各异，有控制，驱动，中央控制等。其中电路板的芯片功能参数有时需要配置，芯片程序有时需要更新，有时需要向仪器内部供电以驱动仪器按着既定的轨迹运动，有时需要读取仪器井下工作时贮存的数据。短节之间使用约定好的通讯协议进行通讯。例如使用1553协议等，可用单芯线缆实现信号和电力传输，通过总线或通讯协议实现电子舱内电路板，以及短节之间的通讯及信号传输。在实验室进行试验，以及井场测量工作开始前，需要利用数据棒进行配置等操作时，一般使用单芯接插件数据棒，进行数据读取，而更进一步的程序芯片烧写，则需要将INSERT取出，在电路板上直接利用电路板上的多芯接插件进行读写操作，费时费力。对于总线在随钻仪器内部过线，目前的仪器都是进行流道转换，即中间流道转换为环空流道，或环空流道向中空流道转换。目前，随着石油钻进技术的发展，越来越多的钻井参数和地层评价参数需要被实时上传，对随钻测井中的数据传输率及误码率的要求也不断提高，需要传输速率更高，更为可靠的信号遥传系统。泥浆脉冲法是众多信息传输方式中较为可靠，应用最为广泛的传输方式。国际上，采用往复运动的连续波脉冲发生器可实现7000m井深下15bps的数据传输率，而国内利用数据压缩技术，使正作用脉冲发生器数据传输率达到4bps。总的来讲，目前国内尚无自主研发的脉冲器用于商业用途，从泥浆脉冲发生器的原理到制造，井下数据压缩，调制，滤波降噪解调等领域，均存在较大空白。MWD仪器在实验室循环试验和井场工作时，均需要进行状态监控，参数设置等操作。石油测井仪器中，信号和电力在短节内部和短节之间传输是仪器设计中需要着重考虑的问题。而新一代脉冲器的执行机构有运动零件，存在着压力补偿和动密封。已有的通过流道转换，使用单芯接插件的布线方式存在设计困难。此外，对于泥浆脉冲器需要外部供电，或者监测电机的运行情况，使用单芯接插件的布线方式也已经不能满足仪器的这些功能或操作要求。仪器在实验室内进行循环试验时，INSERT装入短节中，短节间通过上扣扭矩，利用钻铤的密封面实现短节间的密封。循环试验进行中，需要监测系统运行情况，试验完成后，INSERT电路骨架上的电路板芯片数据需要读取等，单芯接插件显然是不够的。以旋转变压器为例，需要有6根线缆来监测电机位置跟踪情况。有时当系统供电，也就是涡轮发电机供电不稳定的时候，需要从外部供电，此时用多芯接插件可以实现电力传输，向仪器内部供电。仪器作业前，在钻井现场井况，需要进行参数配置，例如控制电路的调制参数，电机伺服控制的PID参数等。均需要根据钻井工况，如井深，泥浆泵排量，泥浆密度，泥浆粘度等，进行控制参数，调制方式等配置。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少之一，本专利技术提供了一种数据棒，其功能为实现随钻测井仪器中仪器短节内部芯片、电路与外部显示终端、输入终端、电源等的数据交换，程序写入芯片，电力传输，仪器工作状态监控等。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种数据棒，用于随钻测井仪器，包括：具有贯通孔的外套；具有贯通孔的内套，安装在所述外套内、并可相对所述外套转动；第一多芯接插子件，安装在所述内套一端的内部、并由所述外套的止口定位；第二多芯接插子件，安装在所述内套另一端的内部、并与所述第一多芯接插子件相连接；和压紧盖，安装在所述外套的另一端、并套装在所述内套上由所述内套的止口定位，可阻止所述内套脱出所述外套。可选地，所述内套的内部安装有放大增益电路、显示电路和/或发光二极管。可选地，所述外套的所述一端的外表面上设置有细牙外螺纹、所述外套的外表面进行滚花处理。可选地，所述内套、所述外套选用钛合金或铝合金等低密度金属材料制作。可选地，所述第一多芯接插子件为插件母针、所述第二多芯接插子件为插件公针。可选地，所述插件公针的针芯数为5～10个，亦可根据需要增加针芯数。本专利技术还提供了一种钻铤和内部短节形成的连接结构，用于随钻测井仪器，包括：钻铤；内部短节；和上述任一实施例所述的数据棒，所述数据棒穿过所述钻铤的钻铤壁通孔安装在所述内部短节上，当仪器下井作业时，数据棒更换为密封堵头。可选地，所述钻铤包括：具有贯通孔的钻铤的壳体，所述壳体的侧壁上具有钻铤壁通孔；所述内部短节包括：流道转换接头，安装在所述壳体内部；电子骨架，安装在所述壳体内、并连接所述流道转换接头，所述数据棒的一端自钻铤壁通孔穿过所述壳体后、连接所述电子骨架(靠外套螺纹安装在所述电子骨架的多芯承压接头座)；电路板，安装在所述电子骨架和所述壳体的内壁之间；和多芯承压接头，安装在所述电子骨架(的多芯承压接头座)上，位于所述钻铤壳体和电子骨架形成的腔体之间。本专利技术还提供了一种随钻测井仪器，包括有上述任一实施例所述的钻铤和内部短节形成的连接结构。与现本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数据棒，用于随钻测井仪器，其特征在于，包括：具有贯通孔的外套(1)；具有贯通孔的内套(2)，安装在所述外套(1)内、并可相对所述外套(1)转动；第一多芯接插子件(3)，安装在所述内套(2)一端的内部、并由所述外套(1)的止口定位；第二多芯接插子件(4)，安装在所述内套(2)另一端的内部、并与所述第一多芯接插子件(3)相连接；和压紧盖(5)，安装在所述外套(1)的另一端、并套装在所述内套(2)上由所述内套(2)的止口定位，可阻止所述内套(2)脱出所述外套(1)。
【技术特征摘要】
1.一种数据棒，用于随钻测井仪器，其特征在于，所述数据棒在随钻测井仪器井口配置时使用，实现随钻测井仪器中仪器短节内部芯片、电路与外部显示终端、输入终端、电源的数据交换，程序写入芯片，电力传输，仪器工作状态监控；包括：具有贯通孔的外套(1)；具有贯通孔的内套(2)，安装在所述外套(1)内、并可相对所述外套(1)转动；第一多芯接插子件(3)，安装在所述内套(2)一端的内部、并由所述外套(1)的止口定位；第二多芯接插子件(4)，安装在所述内套(2)另一端的内部、并与所述第一多芯接插子件(3)相连接；第一多芯接插子件(3)和第二多芯接插子件(4)位置形成独立的密封腔；和压紧盖(5)，安装在所述外套(1)的另一端、并套装在所述内套(2)上由所述内套(2)的止口定位，可阻止所述内套(2)脱出所述外套(1)。2.根据权利要求1所述的数据棒，其特征在于，所述内套(2)的内部安装有放大增益电路、显示电路和/或发光二极管。3.根据权利要求1所述的数据棒，其特征在于，所述外套(1)的所述一端的外表面上设置有细牙的外螺纹、所述外套(1)的外表面进行滚花处理。4.根据权利要求1所述的数据棒，其特征在于，所述内套(2)、所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王智明，菅志军，陆庆超，张峥，刘占龙，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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