[实用新型]无线随钻测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及随钻测量领域，具体而言，涉及一种无线随钻测量系统。 

背景技术

无线随钻测量技术按照传输介质不同可以分为：泥浆压力脉冲随钻测量（Mud Pulse Measurement While Drilling，简称为MP-MWD（当前统称为MWD，下文均称为MWD））和电磁波随钻测量（Electromagnetic Measurement While Drilling，简称为EM-MWD）。前者以钻井液为传输介质，后者以地层为传输介质，二者具有各自不同的特点，相互补充成为目前无线随钻测量的主要工具。另，按照随钻测量距离钻头位置还包括近钻头测量技术，近钻头测量与无线随钻测量系统结合，将近钻头方位伽马、方位电阻率、井斜等参数传输至地面，在地质导向应用中（特别是薄层油气开发中）意义重大。为叙述方便，下文中将泥浆压力脉冲随钻测量系统简称为MWD，电磁波随钻测量系统简称为EM-MWD。下面分别介绍上述三种测量技术的优缺点。 

MWD在以泥浆为钻井介质条件下可稳定工作，已成为国内发展最快、应用最广的无线随钻测量技术。但是由于其对介质要求较高，在介质发生变化（例如，可压缩性增强、漏失井堵漏等）的情况下其应用受到限制；同时MWD传输速率低、动力设备易损、使用成本较高。 

EM-MWD受钻井介质影响较小，在泡沫钻井以及易漏失井中克服了MWD的局限性，同时具有传输速率高、易实现双向通信等优点。但EM-MWD受地层电阻率影响较大，高阻、高导地层均影响其传输深度。 

通常的随钻测量一般都是在螺杆以后进行，距离钻头较远，由于测量点偏离钻头较远，实时导向过程容易偏离设计轨道，特别在薄层油气资源的开发中尤其不便。近钻头测量技术使得随钻测量更接近钻头位置，在实时导向中更容易控制钻头在储层中的行进轨迹。 

目前，国内只有MWD大规模开发和应用，随着电磁波随钻测量系统的成功研制，国内某些公司或企业开展的近钻头测量技术已经取得很大进展。但是，相关技术中MWD对钻井介质要求较高且传输速率低，EM-MWD传输速率高但受地层电阻率影响较大，对此，尚未提出有效的解决方案。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种无线随钻测量系统，以至少解决相关技术中，MWD对钻井介质要求较高且传输速率低，EM-MWD传输速率高但受地层电阻率影响较大的问题。 

根据本实用新型，提供了一种无线随钻测量系统，包括井下仪器和地面系统，其中，井下仪器包括：电磁波随钻测量装置，用于利用电磁波进行随钻测量；钻井液压力脉冲随钻测量装置，用于利用钻井液的压力进行随钻测量；发收机，连接至电磁波随钻测量装置和钻井液压力脉冲随钻测量装置，用于根据来自地面系统的信号控制井下仪器工作模式的转换，其中，上述工作模式包括：电磁波传输模式、钻井液压力脉冲模式；地面系统兼容电磁波传输模式和钻井液压力脉冲模式的解调与解码，用于对电磁波传输模式下产生的信号和/或钻井液压力脉冲模式下产生的信号进行数字信号处理。 

优选地，井下仪器还包括：近钻头测量装置，位于螺杆以下贴近钻头的位置，连接至电磁波随钻测量装置和钻井液压力脉冲随钻测量装置，用于进行近钻头数据的采集，并将近钻头数据发送给电磁波随钻测量装置和/或钻井液压力脉冲随钻测量装置。 

优选地，近钻头测量装置包括：近钻头传感器组，用于采集近钻头数据；无线短传发射模块，连接至近钻头传感器组，用于向电磁波随钻测量装置和/或钻井液压力脉冲随钻测量装置发送近钻头数据。 

优选地，近钻头传感器组包括以下至少之一：方位电阻率传感器、方位伽马传感器、井斜传感器。 

优选地，井下仪器还包括：无线短传接收模块，连接至电磁波随钻测量装置和钻井液压力脉冲随钻测量装置，用于接收来自近钻头测量装置的近钻头数据，并将近钻头数据传输给电磁波随钻测量装置和/或钻井液压力脉冲随钻测量装置；传感器组，连接至电磁波随钻测量装置和钻井液压力脉冲随钻测量装置，用于感知电磁波传输模式或钻井液压力脉冲模式下的信号，并将信号发送至电磁波随钻测量装置或钻井液压力脉冲随钻测量装置。 

优选地，上述传感器组包括以下至少之一：定向仪短节、伽马短节、压力测量短节。 

优选地，电磁波随钻测量装置包括绝缘天线、发射机短节和绝缘短节，其中，发射机短节，设置为根据实际需要功率可选，用于对来自传感器组的信号进行编码调制处理，并通过绝缘天线向地面系统发射处理后的信号；绝缘短节，采用上悬挂方式或下座键方式，当采用下座键方式时，绝缘短节的两端分别连接簧片式弓形扶正器，通过簧片式弓形扶正器将发射机的输出馈送到绝缘天线两极。