[实用新型]一种电磁波随钻测斜装置及滑动导向钻进系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻进系统，特别是涉及一种电磁波随钻测斜装置及包含该装置的滑动导向钻进系统，属于机械制造领域。

背景技术

滑动导向钻进是20世纪80年代在石油钻井工程中发展起来的一种先进钻进技术，它伴随着随钻测量技术和孔底动力钻具的发展而形成的。导向钻进的原理是在钻进的同时利用传感器探测井下信息并实时传到地面，地面根据实时得到的钻孔信息，及时调整孔内钻具姿态，使钻孔沿着设计的轨迹钻进。在滑动导向钻进系统中，随钻测斜(MWD)系统能够在钻进过程中自动连续测量孔底钻具的姿态参数并传输至地面，进行计算机实时显示、存储、处理和打印，为下一步施工设计提供依据，是滑动导向钻进系统中的重要组成部分。在地质钻探、石油钻井中，特别是受控定向斜井和大位移水平井中，随钻测量系统是连续监测钻井轨迹、及时纠偏必不可少的工具。

专利号为ZL201120013275.0，授权公告号为CN201915836U中国实用新型专利公开了一种定向钻进系统，该系统包括测量探管、第一无磁钻杆、第二无磁钻杆、通缆式钻杆、通缆式送水器、数据交换机与通讯电缆，系统将基于水平定向钻在钻进的过程中轨迹参数的变化，结合钻头的方位角参数，经串行总线、以太网或电话线传输至地面控制中心。其数据传输是通过有线电缆实现的。有线电缆的优点是可直接向井内传感器供电，实现井内和地表设备之间的双向通讯，实时性好，数据传输率高，但电缆往往影响正常钻进过程，既容易造成设备损坏又容易降低工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种利用电磁波实时传输钻进过程中的数据信号，将电磁波传输系统与随钻测斜装置结合构成电磁波随钻测斜装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种电磁波随钻测斜装置，包括随钻测斜装置，其特征在于：还包括电磁波信号传输装置；所述电磁波信号传输装置包括通过电磁波通信的井下部分与井上部分，井下部分信号输入端与随钻测斜装置通过信号通路连接。

上述电磁波随钻测斜装置的结构原理在于：在普通随钻测斜装置基础上增加了电磁波信号传输装置，该电磁波信号传输装置包括井下部分与井上部分，两部分间通过电磁波进行信号传输。井下部分与随钻测斜装置通过必要的信号通路连接，实时获取随钻测斜装置测量的钻具倾斜参数数据，并将获取的参数数据发送到井上部分，井上部分通过解调、分析数据信号，即可获取钻孔内钻具的倾斜状态数据。

井上部分包括井上机与井上天线。井上机包括接口模块、单片机、数字滤波电路、模数转换电路、功率放大电路；接口模块输入端与井上天线连接，接口模块输出端与输出设备连接，如计算机。井下部分具体包括井下机与井下天线，井下机包括接口模块、单片机、模数转换电路、功率放大电路，接口模块的输入端与随钻测斜装置连接，接口模块的输出端与井下天线连接。电磁波信号传输装置中的接口模块、单片机、模数转换电路、功率放大电路、数字滤波电路结构及其联接均可采用现有技术。

本实用新型还提供一种安装了上述电磁波随钻测斜装置的滑动导向钻进系统，其技术方案如下：

一种利用上述电磁波随钻测斜装置构成的滑动导向钻进系统，包括钻机、钻杆、配套钻具，其特征在于：还包括电磁波随钻测斜装置；钻机、钻杆、配套钻具通过机械连接；随钻测斜装置与配套钻具通过机械连接。

上述滑动导向钻进系统通过电磁波随钻测斜装置与配套钻具连接，实时获取井下钻具的姿态参数，并将姿态参数以电磁波传输方式从井下部分传输至井上部分。井上部分将获取的信号解调后将数据传输到系统控制中心，由控制中心在必要时对钻进系统的钻机发出指令及时调整工作钻具倾斜状态参数，以保证实际钻进轨迹与设计轨迹一致。系统中配套钻具是纠斜钻具装置，包括自上而下依次通过机械连接的无磁钻杆、螺杆钻具、弯外壳与钻头。

有优选条件下，上述滑动导向钻进系统中电磁波随钻测斜装置井下机有二输出接口，第一输出接口与井下天线连接，第二输出接口与钻杆连接。通过采用直接耦合的方法，不使用线圈而直接把电信号连接到作为两极的导体上，能发射和接收1～100Hz的超低频和极低频的电磁波信号，传播距离更远。