石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统技术方案

石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统，包括电磁波随钻测量短节、有线通讯工具组、电磁波随钻发射短节和随钻信号接收装置，随钻信号测量装置、随钻信号传导装置、随钻信号发射装置和随钻信号接收装置共同构成随钻电磁波测量系统的信号系统，适用于常规泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井领域，结构简单，可靠性高，有线通讯工具组的使用使随钻电磁波测量系统在深井及超深井的使用成为可能，钻井流体通道与常规钻具相同，使用中没有额外的钻井流体压力损耗，节能效果显著，使用与维护方便，提高了生产效率，减少了钻井作业中的安全隐患，降低了钻井成本。

【技术实现步骤摘要】
石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统
本专利技术涉及石油工业无线随钻定向钻井
，特别涉及石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统。
技术介绍
随着石油勘探开发的进展，涉及的地层结构越来越复杂，深井和高温、高压井等特殊井越来越多，这些特殊井的井斜测量面临前所未有的巨大挑战，随着钻井技术的发展和勘探开发要求的不断提高，对钻井质量要求越来越高，对井斜的测量和控制越来越严格。无线随钻测斜仪的信号传输方式主要有泥浆传输、电磁波传输、声波传输，其中电磁波传输是利用磁场的变化进行磁通信的一种方式，因其不受外界地层电阻率和钻井流体压力的影响，传输速率快，既适用于常规泥浆，又适用于泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井领域，在钻井施工中可以传输定向和地质资料参数，在某些不适用常规泥浆及钻井要求高的场所逐渐得到推广应用，电磁波信号传输主要是依靠地层介质来实现的，井下仪器将测量的数据加载到载波信号上，测量信号随载波信号由电磁波发射器向四周发射，地面检波器在地面将检测到的电磁波中的测量信号卸载并解码、计算，得到实际的测量数据。但是，电磁波信号传输方式，信号衰减快，传输距离近，这种状况限制了其在深井、超深井等特殊井领域的应用，同时仪器居于钻具中心，在工作中时刻受到钻井流体的冲蚀，不但其结构件受损，而且钻井流体的压力也被消减，增加了仪器损耗和能量消耗，增加了维护成本，降低了钻井施工的安全性能和可靠性，降低了生产效率，增加了钻井作业的安全隐患。
技术实现思路
为了解决以上存在的问题，本专利技术提供了一种石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统，适用于常规泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井领域，结构简单，可靠性高，有线通讯工具组的使用使随钻电磁波测量系统在深井及超深井的使用成为可能，本专利技术的目的就是为现场提供一种石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统。本专利技术是通过以下技术方案实现的。石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统，其包括电磁波随钻测量短节、有线通讯工具组、电磁波随钻发射短节和随钻信号接收装置，石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统是钻具的一部分，其上端和下端分别与上部钻具和下部钻具通过钻杆接头螺纹相接，有线通讯工具组的上端和下端分别与电磁波随钻发射短节和电磁波随钻测量短节之间通过钻杆接头螺纹相接，有线通讯工具组由若干根有线通讯工具组成，各有线通讯工具之间通过钻杆接头螺纹相接，电磁波随钻测量短节、有线通讯工具组和电磁波随钻发射短节中的铠装电缆组件和导电环组件共同构成随钻信号传导装置，其上端与电磁波随钻发射短节中的随钻信号发射装置相连，下端与电磁波随钻测量短节中的随钻信号测量装置相连，随钻信号测量装置、随钻信号传导装置、随钻信号发射装置和随钻信号接收装置共同构成随钻电磁波测量系统的信号系统。有线通讯工具由有线钻杆主体、铠装电缆组件和导电环组件组成，有线钻杆主体由母接头、管体、公接头三部分依次组焊而成，母接头和公接头的外圆面上都敷焊有耐磨带,在母接头钻杆接头螺纹的根部向下加工有两个台阶，在第二个台阶上部的内孔——上导电环槽中部加工有环形槽，环形槽内有密封，在上导电环槽的台阶面向下加工有一个台阶孔——铠装电缆上固定孔和两个盲孔，在公接头钻杆接头螺纹的前端有一轴向凸起，该凸起在装配时伸入母接头的第一个台阶内，公接头内孔下端向上加工有一个台阶，台阶下部的内孔——下导电环槽中部加工有环形槽，环形槽内有密封，在下导电环槽的台阶面向上加工有一个台阶孔——铠装电缆下固定孔和两个盲孔，铠装电缆上固定孔与铠装电缆下固定孔相互同心，铠装电缆组件的上部和下部分别固定在铠装电缆上固定孔和铠装电缆下固定孔内，中部位于管体内。铠装电缆组件由铠装电缆芯、铠装电缆绝缘层、电缆铠甲和铠装电缆固定套组成,铠装电缆固定套将铠装电缆组件的其他部分的上端和下端分别卡紧固定在铠装电缆上固定孔和铠装电缆下固定孔内，使铠装电缆组件的其他部分保持张紧状态，导电环组件由绝缘环和导电环组成，绝缘环由绝缘材料制做而成，为一圆环状，在一端端面的中部加工有环形槽，槽内镶嵌着导电环，槽底加工有圆孔，孔内穿过铠装电缆绝缘层并用固持胶与其粘结为一体，在另一端面的中部有两个圆柱状凸起，两个导电环组件上的这两个圆柱状凸起分别插入上导电环槽和下导电环槽台阶面上的两个盲孔内，并用固持胶粘结固定，导电环由导电材料制做而成，为一圆环状，在圆环的中部加工有轴向孔，孔内穿过铠装电缆芯，并与其焊接或铆接为一体。电磁波随钻测量短节由随钻信号测量装置、电磁波短节主体、随钻信号测量装置密封盖板、螺钉、铠装电缆组件和导电环组件组成，电磁波短节主体为一圆管状，下端加工有钻杆接头外螺纹，上端加工有钻杆接头内螺纹，内螺纹根部向下加工有两个台阶，在第二个台阶上部的内孔——上导电环槽中部加工有环形槽，环形槽内有密封，在上导电环槽的台阶面向下加工有一个与装有随钻信号测量装置的槽相通的孔——下信号孔和两个盲孔，绝缘环上的两个圆柱状凸起插入上导电环槽台阶面上的两个盲孔内，并用固持胶粘结固定，铠装电缆组件下端穿过下信号孔与随钻信号测量装置相连通，螺钉将随钻信号测量装置密封盖板和电磁波短节主体连为一体形成一个密封腔，将随钻信号测量装置固定在密封腔内。电磁波随钻发射短节由随钻信号发射装置、发射短节主体、随钻信号发射装置密封盖板、螺钉、铠装电缆组件和导电环组件组成，发射短节主体为一圆管状，上端加工有钻杆接头内螺纹，下端加工有钻杆接头外螺纹，外螺纹前端有一轴向凸起，该凸起在装配时伸入母接头的第一个台阶内，下端内孔向上加工有一个台阶，台阶下部的内孔——下导电环槽中部加工有环形槽，环形槽内有密封，在下导电环槽的台阶面向上加工有一个与装有随钻信号发射装置的槽相通的孔——上信号孔和两个盲孔，绝缘环上的两个圆柱状凸起插入下导电环槽台阶面上的两个盲孔内，并用固持胶粘结固定，铠装电缆组件上端穿过上信号孔与随钻信号发射装置相连通，螺钉将随钻信号发射装置密封盖板和发射短节主体连为一体形成一个密封腔，将随钻信号发射装置固定在密封腔内。各有线通讯工具间及有线通讯工具组与电磁波随钻发射短节和电磁波随钻测量短节之间通过钻杆接头螺纹连接在一起时，其对应的导电环组件受压产生弹性变形，相应的导电环之间相互紧密接触，使随钻信号传导装置的各部分连为一体，同时绝缘环上加工有环形槽的端面之间紧密接触将两个紧密接触的导电环密封在其中。本专利技术具有以下优点：本石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统适用于常规泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井领域，结构简单，可靠性高，有线通讯工具组的使用使随钻电磁波测量系统在深井及超深井的使用成为可能，有线通讯工具在操作中与常规钻杆使用方法相同，钻井流体通道与常规钻具相同，使用中没有额外的钻井流体压力损耗，节能效果显著，使用与维护方便，提高了生产效率，减少了钻井作业中的安全隐患，降低了钻井成本。说明书附图图1：石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统示意图图2：石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统有线钻杆主体示意图图3：石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统铠装电缆组件示意图图4：石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统导电环组件示意图附图说明:1、下部钻具2、电磁波随钻测量短节201、随钻信号测量装置202、电磁波短节主体2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统，其特征是，其包括电磁波随钻测量短节（2）、有线通讯工具(3)组、电磁波随钻发射短节（4）和随钻信号接收装置（6），石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统是钻具的一部分，其上端和下端分别与上部钻具（5）和下部钻具（1）通过钻杆接头螺纹相接，有线通讯工具（3）组的上端和下端分别与电磁波随钻发射短节（4）和电磁波随钻测量短节（2）之间通过钻杆接头螺纹相接，有线通讯工具（3）组由若干根有线通讯工具（3）组成，各有线通讯工具（3）之间通过钻杆接头螺纹相接，电磁波随钻测量短节（2）、有线通讯工具(3)组和电磁波随钻发射短节（4）中的铠装电缆组件（301）和导电环组件（302）共同构成随钻信号传导装置，其上端与电磁波随钻发射短节（4）中的随钻信号发射装置（401）相连，下端与电磁波随钻测量短节（2）中的随钻信号测量装置（201）相连，随钻信号测量装置（201）、随钻信号传导装置、随钻信号发射装置（401）和随钻信号接收装置（6）共同构成随钻电磁波测量系统的信号系统。

【技术特征摘要】
1.石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统，其特征是，其包括电磁波随钻测量短节（2）、有线通讯工具(3)组、电磁波随钻发射短节（4）和随钻信号接收装置（6），石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统是钻具的一部分，其上端和下端分别与上部钻具（5）和下部钻具（1）通过钻杆接头螺纹相接，有线通讯工具（3）组的上端和下端分别与电磁波随钻发射短节（4）和电磁波随钻测量短节（2）之间通过钻杆接头螺纹相接，有线通讯工具（3）组由若干根有线通讯工具（3）组成，各有线通讯工具（3）之间通过钻杆接头螺纹相接，电磁波随钻测量短节（2）、有线通讯工具(3)组和电磁波随钻发射短节（4）中的铠装电缆组件（301）和导电环组件（302）共同构成随钻信号传导装置，其上端与电磁波随钻发射短节（4）中的随钻信号发射装置（401）相连，下端与电磁波随钻测量短节（2）中的随钻信号测量装置（201）相连，随钻信号测量装置（201）、随钻信号传导装置、随钻信号发射装置（401）和随钻信号接收装置（6）共同构成随钻电磁波测量系统的信号系统。2.根据权利要求1所述的石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统，其特征是有线通讯工具（3）由有线钻杆主体（303）、铠装电缆组件（301）和导电环组件（302）组成，有线钻杆主体（303）由母接头（3031）、管体（3032）、公接头（3033）三部分依次组焊而成，母接头（3031）和公接头（3033）的外圆面上都敷焊有耐磨带（3034）,在母接头（3031）钻杆接头螺纹的根部向下加工有两个台阶，在第二个台阶上部的内孔——上导电环槽（3035）中部加工有环形槽，环形槽内有密封，在上导电环槽（3035）的台阶面向下加工有一个台阶孔——铠装电缆上固定孔（3036）和两个盲孔，在公接头（3033）钻杆接头螺纹的前端有一轴向凸起，该凸起在装配时伸入母接头（3031）的第一个台阶内，公接头（3033）内孔下端向上加工有一个台阶，台阶下部的内孔——下导电环槽（3038）中部加工有环形槽，环形槽内有密封，在下导电环槽（3038）的台阶面向上加工有一个台阶孔——铠装电缆下固定孔（3037）和两个盲孔，铠装电缆上固定孔（3036）与铠装电缆下固定孔（3037）相互同心，铠装电缆组件（301）的上部和下部分别固定在铠装电缆上固定孔（3036）和铠装电缆下固定孔（3037）内，中部位于管体（3032）内。3.根据权利要求1所述的石油钻井中带有线通讯的随钻电磁波测量系统，其特征是铠装电缆组件（301）由铠装电缆芯（3011）、铠装电缆绝缘层（3012）、电缆铠甲（3013）和铠装电缆固定套（3014）组成,铠装电缆固定套（3014）将铠装电缆组件（301）的其他部分的上端和下端分别卡紧固定在铠装电缆上固定孔（3036）和铠装电缆下固定孔（3037）内，使铠装电缆组件（301）的其他部分保持张紧状态，导电环组件（302）由绝缘环（3021）、导电环（3022）组成，绝缘环（3021）由绝缘材料制做而成，为一圆环状，在一端端面的中部加工有环形槽，槽内镶嵌着导电环（3022），槽底加工有圆孔，孔内穿过铠装电缆绝缘层（3012）并用固持...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天乾，王自民，田相录，朱怀军，
申请(专利权)人：东营市创元石油机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37