一种跨螺杆无线传输系统技术方案

本发明专利技术属于石油地质勘探钻井技术领域，具体提供了一种跨螺杆无线传输系统，包括发射端和接收端，所述发射端包括天线模块、传感器测量模块、发射模块和主控电路模块，天线模块、传感器测量模块和发射模块均电连接主控电路模块；所述接收端包括接收天线模块和接收模块，接收天线模块分别电连接天线模块和接收模块，解决了在复合盐泥浆体系钻井液环境和高矿化度地层水层中，现有跨螺杆无线数据传输信号差或不能传输的问题，本发明专利技术具有设计科学合理，结构简单、制作成本低、使用寿命长、不受泥浆介质影响的特点，可广泛的在钻井现场推广，用于任何数据的传输及其他工况短距离无线传输使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种跨螺杆无线传输系统


[0001]本专利技术属于石油地质勘探钻井
，具体涉及一种跨螺杆无线传输系统。

技术介绍

[0002]随着石油和天然气开发的不断进行，早期的常规油气藏开发已经接近尾声，目前已经向开发非常规油气藏、复杂油气藏等方面，由浅层向深层发展，而这些钻井工艺应用越来越广泛。在这些井的施工过程中，由于通过地质导向提高钻遇率和泻油面积为提高单井产量有非常重要的意义，因此，对地质导向施工中使用的随钻测量仪器的要求越来越高，特别是要求测量点距离钻头越近越好，如果能够在螺杆下方则为最佳。由于螺杆的特殊结构，不利于电缆穿过，因此近钻头短节一般需要有一个跨螺杆的无线短传装置，将测量的信号传输到螺杆上方，再将数据传给MWD，MWD探管控制脉冲器动作，产生泥浆脉冲信号发送到地面。
[0003]申请人所掌握的与本专利技术相关的同类技术现状：“用于随钻测量系统的信号发射装置和跨螺杆数据传输方法”专利申请号：CN201810777667.0，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。此专利技术公开了一种用于随钻测量系统的信号发射装置和跨螺杆数据传输方法，包括：传感测量模块采集钻头实时获取的随钻测量参数；中央处理模块接收随钻测量参数并进行编码，生成含有该参数信息的第一交变电流信号和频率控制信号；发射控制模块接收中央处理模块发送的信号，产生与频率控制信号匹配的第二交变电流信号，使得在发射控制模块上下短节处形成对应的电压差并输出相应的发射电流信号，以进行传输；中央处理模块接收通过发射控制模块检测到的发射电流对应的反馈信息，基于此调整目标发射频率，以调整发射电流信号的频率。本专利技术的装置根据周围地层以及钻井液的电导率变化，自适应的调整发射功率，提高电池使用工作效率。其核心在于：发射控制模块，其用于接收所述第一交变电流信号和所述频率控制信号，产生与所述频率控制信号匹配的第二交变电流信号，使得在所述发射控制模块上下短节位置处形成对应的电压差，并通过井筒内的钻井液、周围地层、钻具上用以连接上下短节的螺杆以及短节本体形成的回路将所述电压差转换成发射电流信号以进行传输。
[0004]
技术介绍
专利技术利用发射、接收短节形成的电压差，通过交变电流与钻具回路的电压差转换成电流信号进行数据传输，由于近年来钻井技术现场广泛使用复合盐泥浆体系，该技术在高矿化度地层或盐水泥浆中，由于阳离子定向移动造成介质电阻大幅降低，发射装置与接收装置之间的电势差大幅减少，通信信号严重降低甚至无法通信。而且，由于复合盐泥浆体系的“导电性”，现有技术会在泥浆造成“短路”，导致电池快速放电无法正常作业或者出现井下电池爆炸等安全事故。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的一种跨螺杆无线传输系统，其目的是克服现有利用发射、接收短节形成的电压差，通过交变电流与钻具回路的电压差转换成电流信号进行数据传输的跨螺杆
无线传输技术，在复合盐泥浆体系钻井液环境和高矿化度地层水层中通信信号严重降低或无法通信的问题。
[0006]为此，本专利技术提供了一种跨螺杆无线传输系统，包括发射端和接收端，所述发射端包括天线模块、传感器测量模块、发射模块和主控电路模块，天线模块、传感器测量模块和发射模块均电连接主控电路模块；所述接收端包括接收天线模块和接收模块，接收天线模块分别电连接天线模块和接收模块。
[0007]优选的，所述天线模块包括发射天线接头、发射端磁环、发射线圈和发射骨架，发射天线接头的中心轴上开设第一通孔，发射骨架的中心轴上开设第二通孔，发射骨架上开设有发射骨架槽，传感器测量模块、发射模块和主控电路模块均位于发射骨架槽内；发射天线接头的上端连接发射骨架，发射端磁环和发射线圈由内向外依次连于发射天线接头的外侧。
[0008]优选的，所述发射天线接头的外侧开设有第一凹槽，发射端磁环和发射线圈均连于第一凹槽内。
[0009]优选的，所述发射线圈环形绕接在发射端磁环上且发射线圈绕接后的形状为槽状。
[0010]优选的，所述天线模块还包括发射胶，发射胶灌缝在槽状发射线圈上。
[0011]优选的，所述天线模块还包括发射端聚醚醚酮环和发射天线罩，槽状发射线圈内环连接发射端聚醚醚酮环，槽状发射线圈外环连接发射天线罩。
[0012]优选的，所述接收天线模块包括接收天线接头、接收端磁环、接收线圈和接收骨架，接收天线接头的中心轴上开设第三通孔，接收骨架的中心轴上开设第四通孔，接收骨架上开设有接收骨架槽，接收模块位于接收骨架槽内；接收天线接头的上端连接接收骨架，接收天线接头的外侧由内向外依次连接接收端磁环和接收线圈。
[0013]优选的，所述接收天线接头的外侧开设有第二凹槽，接收端磁环和接收线圈均位于第二凹槽内。
[0014]优选的，所述接收线圈环形绕接在接收端磁环上且接收线圈绕接后的形状为槽状。
[0015]优选的，所述接收天线接头还包括接收胶，接收胶灌缝在槽状接收线圈上。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]1)本专利技术提供的这种跨螺杆无线传输系统，发射端安装在螺杆下部，接收端安装在螺杆上部，解决了随钻测斜过程中测点离钻头距离过长，无法获取近钻头处的信息，实现了早发现早调整，可以对钻井轨迹进行精确控制；
[0018]2)本专利技术提供的这种跨螺杆无线传输系统，传感器测量模块将测量数据传输给主控电路模块，主控电路模块将测量数据编码、调制后驱动发射模块，发射模块将数据编码、调制后驱动发射线圈以电磁波的形式发射出去，接收端接收线圈在交变磁场的作用下，产生变化的感应电动势，经过接收模块解调以后，实现信号的传输，即使在复合盐泥浆体系钻井液环境和高矿化度地层水层中，通信信号也可正常发送，确保近钻头测量仪器数据的实时采集和及时传输。
附图说明
[0019]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
[0020]图1是发射端结构示意图；
[0021]图2是螺杆结构示意图；
[0022]图3是接收端结构示意图；
[0023]图4是发射端A处的结构放大示意图；
[0024]图5是接收端B处的结构放大示意图。
[0025]附图标记说明：1、钻头；2、发射天线接头；3、发射端磁环；4、发射线圈；5、发射端聚醚醚酮环；6、发射天线罩；7、发射胶；8、发射端单芯密封塞；9、传感器测量模块；10、发射模块；11、主控电路模块；12、螺杆；13、接收天线接头；14、接收端磁环；15、接收线圈；16、接收端聚醚醚酮环；17、接收端天线罩；18、接收胶；19、接收端单芯密封塞；20、接收模块；21、发射骨架；22、接收骨架；2
‑
1、第一通孔；2－2、第一凹槽；13
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1、第三通孔；13
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2、第二凹槽；21
‑
1、第二通孔；21
‑
2、发射骨架槽；22
‑
1、第四通孔；22
‑
2、接收骨架槽。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨螺杆无线传输系统，其特征在于：包括发射端和接收端，所述发射端包括天线模块、传感器测量模块(9)、发射模块(10)和主控电路模块(11)，天线模块、传感器测量模块(9)和发射模块(10)均电连接主控电路模块(11)；所述接收端包括接收天线模块和接收模块(20)，接收天线模块分别电连接天线模块和接收模块(20)。2.如权利要求1所述的跨螺杆无线传输系统，其特征在于：所述天线模块包括发射天线接头(2)、发射端磁环(3)、发射线圈(4)和发射骨架(21)，发射天线接头(2)的中心轴上开设第一通孔(2
‑
1)，发射骨架(21)的中心轴上开设第二通孔(21
‑
1)，发射骨架(21)上开设有发射骨架槽(21
‑
2)，传感器测量模块(9)、发射模块(10)和主控电路模块(11)均位于发射骨架槽(21
‑
2)内；发射天线接头(2)的上端连接发射骨架(21)，发射端磁环(3)和发射线圈(4)由内向外依次连于发射天线接头(2)的外侧。3.如权利要求2所述的跨螺杆无线传输系统，其特征在于：所述发射天线接头(2)的外侧开设有第一凹槽(2－2)，发射端磁环(3)和发射线圈(4)均连于第一凹槽(2－2)内。4.如权利要求3所述的跨螺杆无线传输系统，其特征在于：所述发射线圈(4)环形绕接在发射端磁环(3)上且发射线圈(4)绕接后的形状为槽状。5.如权利要求4所述的跨螺杆无线传输系统，其特征在于：所述天线模块还包括发射胶(7)，发射胶(7)灌缝在槽状发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，陶海君，王万庆，刘李宏，贾武升，陈琪，杨大千，田逢军，陈镇，袁君，郭显涛，李威明，韦国强，杨恒，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：