[发明专利]用于随钻地质导向系统的钻柱径向耦合微中继传输装置

说明书

本发明涉及随钻导向系统信息传输技术领域，是一种用于随钻地质导向系统的钻柱径向耦合微中继传输装置，其包括接头本体、安装短节、保护外筒、声波接收换能器、声波转发换能器、供电模块和井下处理电路，接头本体下部内侧设有限位环台，接头本体中部内侧设有下端座于限位环台上的安装短节。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过设置保护外筒，保证安装长槽内的密封性，防止液体从保护外筒与安装短节之间进入到安装长槽内，影响供电模块和井下处理电路的工作；通过将接头本体上下两端分别与钻柱固定安装在一起，避免在钻柱上开槽，影响钻柱的强度；通过在安装短节中部设置流体通道，避免影响钻柱内流体通过，具有可靠、稳定和效率高的特点。

技术领域

本发明涉及随钻导向系统信息传输技术领域，是一种用于随钻地质导向系统的钻柱径向耦合微中继传输装置。

背景技术

为了适应未来的钻井技术信息化、自动化、智能化的发展方向，满足当前钻井提速和气体钻井、欠平衡钻井、无风险钻井、随钻地质导向等钻井新技术技术对随钻信息快速准确传输的需求，必须突破目前井下信息识别滞后、传输速率过低等技术瓶颈，及时了解钻井过程中工程及地质参数是减少钻井作业过程中复杂情况发生，提高钻井效益的重要保障。目前主要应用的随钻信息传输方式主要有有线传输、电磁波传输、泥浆脉冲传输及声波传输。

随钻信息声波传输是以钻柱作为传输信道，以声波为信号传输载体的井下信息的无线传输方式。声波传输不受钻井介质及地层磁性物质的影响，因此成为井筒随钻信息高速传输的理想方式之一，是当前国内外井下信息传输领域研究的热点。然而声波在钻柱中传输存在着衰减严重的问题，如何解决该问题成为声波传输技术能否广泛应用于随钻信息传输的关键所在，解决声波在钻柱中传输衰减严重，传输距离有限的问题，主要通过在钻柱中间增加中继装置的方式来增加传输距离。

目前，井下声波中继装置主要采用在钻柱上加工环形槽，安装圆环形或半圆环形的层叠压电陶瓷声波换能器作为声波发射装置；加速度传感器作为声波接收装置的结构。该种结构的声波中继装置的声波换能器体积过大；由于在钻柱上加工开槽，使该部分成为应力薄弱环节，降低了整个井下钻柱的机械强度。另外，现有的井下声波中继装置密封性不好，井内液体进入其内会影响电子元件的工作。

发明内容

本发明提供了一种用于随钻地质导向系统的钻柱径向耦合微中继传输装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有声波中继装置安装方式影响钻柱强度的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种用于随钻地质导向系统的钻柱径向耦合微中继传输装置包括接头本体、安装短节、保护外筒、声波接收换能器、声波转发换能器、供电模块和井下处理电路，接头本体下部内侧设有限位环台，接头本体中部内侧设有下端座于限位环台上的安装短节，安装短节中部设有上下贯通的流体通道，安装短节上部外侧沿圆周分布有至少两个安装盲孔，至少一个安装盲孔内设有声波接收模块，其余至少一个安装盲孔内设有声波转发换能器；安装短节下部外侧沿圆周分布有至少两个安装长槽，供电模块和井下处理电路均安装在安装长槽内；对应安装长槽下方位置的安装短节下部外侧固定安装有上端位于安装盲孔与安装长槽之间的保护外筒；每个声波接收换能器并联在一起，每个声波转发换能器并联在一起，声波接收换能器与井下处理电路电连接，井下处理电路与声波转发换能器电连接，声波接收换能器、声波转发换能器、井下处理电路分别与供电模块电连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述还可包括固定螺栓，安装短节包括上短节和下短节，上短节和下短节之间通过至少两个固定螺栓固定安装在一起；上短节中部外侧沿圆周均布有至少两个安装盲孔，对应每个安装盲孔位置的下短节中部外侧均设有安装长槽；每两个相邻的安装盲孔间均设有上走线孔，每两个相邻的安装长槽间均设有下走线孔，至少两个安装盲孔与其下方对应位置的安装长槽间设有走线通道。

上述还可包括高压隔离插针，每个走线通道内均设有高压隔离插针。