[发明专利]一种近钻头随钻测量系统和方法

权利要求书

1.一种近钻头随钻测量系统，其特征在于，该装置包括：无磁钻铤、位于无磁钻铤里面的随钻测量器、与无磁钻铤连接的定向接头、与定向接头连接的螺杆马达、与螺杆马达连接的强磁接头、与强磁接头连接的钻头，该装置还包括地面接收器，其中：

强磁接头，用于产生交变磁场；

无磁钻铤，用于为随钻测量器提供无磁环境；

随钻测量器，用于测量地磁场的三个分量、重力场的三个分量以及交变磁场的三个分量，并输出给地面接收器；

地面接收器，用于根据所接收的地磁场的三个分量和重力场的三个分量计算出随钻测量器所在位置的井斜和方位，根据所接收的交变磁场的三个分量计算出随钻测量器和强磁接头之间的相对位置，然后根据随钻测量器所在位置的井斜和方位以及随钻测量器和强磁接头之间的相对位置计算出强磁接头所在位置的井斜和方位。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述随钻测量器包括：三轴磁力计和三轴重力加速度计；

所述三轴磁力计，用于测量地磁场的三个分量和交变磁场的三个分量；

所述三轴重力加速度计，用于测量重力场的三个分量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：放大器和模数转换器；

所述随钻测量器，用于将所测量的信号发送到放大器；

所述放大器，用于对所接收的信号进行放大处理后发送给模数转换器；

所述模数转换器，用于对所接收的信号进行模拟到数字的转换处理后发送给地面接收器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述强磁接头包括：圆柱形的接头体、一对以上的永磁铁和紧钉螺钉；接头体和紧钉螺钉由无磁钢加工而成；

每个永磁铁通过紧钉螺钉安装在接头体中的对应孔中，且该永磁铁的磁极与接头体的中轴线垂直；

各对永磁铁间距相同并相互平行地安装在接头体中。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

接头体上的安装永磁铁的孔是通孔结构；

接头体上的安装每一对永磁铁的两个孔的方向相反；

接头体的与各永磁铁的磁极平行的两侧的外表面有铣出的相互平行的扁；

接头体在中轴线方向的中心有水眼。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，

所述接头体的外径尺寸比螺杆马达的外经尺寸小。

7.一种近钻头随钻测量方法，其特征在于，该方法包括：

在螺杆马达和钻头之间安装强磁接头，该强磁接头与钻头一起转动，产生旋转的交变磁场；

在通过定向接头与螺杆马达连接的无磁钻铤中装有随钻测量器，该随钻测量器用于测量地磁场的三个分量、重力场的三个分量以及交变磁场的三个分量；

根据地磁场的三个分量和重力场的三个分量计算出随钻测量器所在位置的井斜和方位，根据交变磁场的三个分量计算出随钻测量器和强磁接头之间的相对位置，然后根据随钻测量器所在位置的井斜和方位以及随钻测量器和强磁接头之间的相对位置计算出强磁接头所在位置的井斜和方位；

将强磁接头所在位置的井斜和方位作为钻头所在位置的井斜和方位。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在螺杆马达和钻头之间安装强磁接头包括：

在螺杆马达和钻头之间安装由圆柱形的接头体、一对以上的永磁铁和紧钉螺钉组成的强磁接头；

其中，接头体和紧钉螺钉由无磁钢加工而成；每个永磁铁通过紧钉螺钉安装在接头体中的对应孔中，且该永磁铁的磁极与接头体的中轴线垂直；各对永磁铁间距相同并相互平行地安装在接头体中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述接头体上的安装永磁铁的孔是通孔结构；

所述接头体上的安装每一对永磁铁的两个孔的方向相反；

所述接头体的与各永磁铁的磁极平行的两侧的外表面有铣出的相互平行的扁；

所述接头体的中心有沿中轴线方向的水眼。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，将所述接头体的外径尺寸设置成比螺杆马达的外径尺寸小。