[发明专利]数据棒、钻铤和内部短节形成的连接结构以及随钻测井仪器

说明书

本发明公开了一种数据棒、钻铤和内部短节形成的连接结构以及随钻测井仪器。数据棒包括：具有贯通孔的外套；具有贯通孔的内套，安装在外套内、并可相对外套转动；第一多芯接插子件，安装在内套一端内部，并由外套的止口定位；第二多芯接插子件，安装在内套另一端的内部、并与第一多芯接插子件相连接；和压紧盖，安装在外套的另一端、并套装在内套上，由内套的止口定位，可阻止内套脱出外套。本发明提供的数据棒，其功能为实现随钻测井仪器中仪器短节内部芯片、电路与外部显示终端、输入终端、电源等程序芯片写入，数据交换，仪器工作状态监控，电力传输等。

技术领域

本发明涉及石油开采设备技术，尤指一种数据棒、钻铤和内部短节形成的连接结构和随钻测井仪器。

背景技术

随钻测量(Measure While Drilling:MWD)和随钻测井(Logging WhileDrilling:LWD)是完成大角度及水平井钻井，实时井场数据采集、解释、现场决策以及指导完成地质导向钻井的关键技术，其综合了录测井、钻井和油藏描述等多种学科技术，可简化钻井作业程序，节约成本，提高钻井精度，调整钻井设计和提高采收率。

一般认为LWD包括MWD。随钻测井仪器一般以短节为功能单位，每种功能的仪器单独成为一个短节，例如：随钻电阻率短节，随钻中子密度短节。LWD主要包括如下短节：供电短节；各种工程参数，地层参数测量短节；泥浆脉冲器传输短节。其中泥浆脉冲传输短节与数据采集系统，地面解调系统构成泥浆脉冲遥传系统，泥浆脉冲遥传系统是所谓的MWD的重要组成部分。

如附图1系统原理图所示，目前新一代的高速率泥浆脉冲遥传系统原理为：在钻进过程中，井下测量传感器测得工程参数以及地层参数，这些测得的模拟信号，通过数据编码器，转换为数字信号。数字信号经过控制电路调制后，将调制后控制信号传递给驱动电路，驱动电路从供电短节取电控制电机运动，涡轮发电机供电时要经过通讯电路，通讯电路可根据实际需要实现脉冲器短节的其他功能，电机按着控制电路给定的控制信号进行运动，带动泥浆脉冲器转子旋转或摆动，脉冲器的定转子剪切流体，产生脉冲信号，这些脉冲压力信号，经过钻杆传输到地面，地面的压力传感器进行采集，通过解调系统井下的压力信号传输上来的数据进行解析，得到井下工程参数和地层参数。

泥浆脉冲发生器遥传系统是MWD、LWD设备中的最重要组成部分，是井下信息实时地传输到地面的重要手段。随着地层评价技术的不断发展，井下数据量在逐渐增大，需要更高传输速率的脉冲器，MWD系统的传输速率逐渐成为制约井下数据上传的瓶颈。

随钻测井仪器中，每个功能短节，一般由钻铤，INSERT等构成。外部钻铤作为保护筒，用于钻柱内外密封，钻进时承受转矩和钻压，起下钻、提升钻柱时承受拉力。内部为INSERT结构，钻铤内壁和INSERT之间，形成密封舱，密封舱里面放置电路板，亦称为电子舱。钻井泥浆由INSERT中间内孔通过。在短节内部，仪器功能转换需要转接时，有时会有流体通道转换，用于流道转换的接头，称为流道转换接头。

仪器电子舱，由钻铤内壁和电子骨架外壁密封形成，用来放置电路板，这些电路板的功能各异，有控制，驱动，中央控制等。其中电路板的芯片功能参数有时需要配置，芯片程序有时需要更新，有时需要向仪器内部供电以驱动仪器按着既定的轨迹运动，有时需要读取仪器井下工作时贮存的数据。短节之间使用约定好的通讯协议进行通讯。例如使用1553协议等，可用单芯线缆实现信号和电力传输，通过总线或通讯协议实现电子舱内电路板，以及短节之间的通讯及信号传输。

在实验室进行试验，以及井场测量工作开始前，需要利用数据棒进行配置等操作时，一般使用单芯接插件数据棒，进行数据读取，而更进一步的程序芯片烧写，则需要将INSERT取出，在电路板上直接利用电路板上的多芯接插件进行读写操作，费时费力。对于总线在随钻仪器内部过线，目前的仪器都是进行流道转换，即中间流道转换为环空流道，或环空流道向中空流道转换。