[发明专利]一种双向电磁随钻测量信号助传方法

说明书

本发明提供一种双向电磁随钻测量信号助传方法，包括以下步骤：计算电磁随钻测量信号的极限传输深度；采用绝缘套管接头将邻井套管分割成上部邻井套管和下部邻井套管；将四芯铠装电缆与上部邻井套管和下部邻井套管连接固定；将上部邻井套管和下部邻井套管分别与地面信号接收处理模块和地面信号发射模块连接；采用绝缘钻杆接头将钻杆分割成上部钻杆和下部钻杆；将井底测量模块及信号收发模块安装于绝缘钻杆接头内；利用地面信号接收处理模块、地面信号发射模块、井底测量模块和信号收发模块实现信号上传和下传。本发明的有益效果是：电磁信号传输不受正钻井套管影响，比中继传输更有实用性，且有效提升双向电磁随钻测量信号传输深度，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及地质灾害防治领域，尤其涉及一种双向电磁随钻测量信号助传方法。

背景技术

电磁随钻测量采用低频电磁信号传输数据，其信号传输不受钻井液性质的影响，可以适用于常规钻井液、空气和泡沫等钻井循环介质，在石油及地矿定向钻探领域具有广阔的应用前景。双向电磁随钻测量是电磁随钻测量的发展方向之一。一方面，双向电磁随钻信号上传系统可以将井底测量的工程参数从井底传输至地面，以辅助工程师实时掌握井底工况；另一方面，双向电磁随钻测量信号下传系统可以将工程师的决策指令从地面传输至井底，从而控制井下仪器工作状态，实现精确地定向钻进。

然而，电磁信号在地层中传输逐渐衰减，导致双向电磁随钻测量信号传输深度受到限制，尤其在低电阻率地层中，信号传输深度将严重衰减。通常，双向电磁随钻测量信号传输深度在3000米左右，无法满足深井和超深井定向钻井的需求。而中继传输由于受套管的屏蔽作用，导致中继器无法有效提升传输深度。因此，提升双向电磁随钻测量信号传输深度是当前石油与地矿定向钻探领域的重要研究目标。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双向电磁随钻测量信号助传方法。

本发明提供一种双向电磁随钻测量信号助传方法，包括以下步骤：

S101：根据现场经验确定电磁随钻测量信号的极限传输深度；

S102：采用绝缘套管接头将邻井套管分割成上部邻井套管和下部邻井套管；

S103：将四芯铠装电缆与所述上部邻井套管和所述下部邻井套管连接固定；利用所述四芯铠装电缆，将所述上部邻井套管与所述地面信号接收处理模块、地面信号发射模块连接；将所述下部邻井套管与所述地面信号接收处理模块、地面信号发射模块连接；

S104：采用绝缘钻杆接头将钻杆分割成上部钻杆和下部钻杆；将井底测量模块和井底信号收发模块安装于绝缘钻杆接头内部；

S105：利用所述上部邻井套管、所述下部邻井套管、所述上部钻杆、所述下部钻杆、所述地面信号接收处理模块、所述地面信号发射模块、所述井底测量模块和所述井底信号收发模块实现电磁随钻测量信号的上传和下传。

进一步地，步骤S102中，所述绝缘套管接头的深度比所述极限传输深度大x米，其中x的取值范围为[a,b]米，a和b均为预设值，且0ab。

进一步地，步骤S103具体为：

S201：将四芯铠装电缆的两根子芯连接在所述上部邻井套管的底端，另外两根子芯连接在所述下部邻井套管的顶端，并将所述四芯铠装电缆与邻井套管下入邻井中，并固井；

S202：将连接在上部邻井套管底端和下部邻井套管顶端的子芯各一根与地面信号接收处理模块相连，另外两根子芯与地面信号发射模块相连。

进一步地，步骤S104中：所述绝缘钻杆接头与钻头之间的距离为y米；其中y的取值范围为[c,d]米，c和d均为预设值，且0cd。

进一步地，步骤S105中，电磁随钻测量信号的上传，具体为：