[发明专利]基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统

权利要求书

1.一种基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：包括阵列式井筒流体介电特性测量工具（1）、电源管理电路、井下计算机、传感器调理电路和介电特性测量传感器；其中：

阵列式井筒流体介电特性测量工具（1），是检测系统的主体，用于安装电源管理电路、井下计算机和传感器调理电路，并与钻头、钻铤连接下钻；

电源管理电路，对通信活塞环（4）提供的供电电压进行变换，系统组成部分提供需要的额定工作电压；

井下计算机，对传感器调理电路得到的输出电压结果进行分析，并通过设定的阈值得到最后判断的结果；

传感器调理电路，与介电特性测量传感器连接，通过传感器数据的变化，得到输出电压的结果；

介电特性测量传感器，分为环空流体介电特性测量传感器阵列（5）与管内钻井液介电特性测量传感器（3），分别测量环空流体与管内流体的介电特性。

2.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：传感器调理电路，包括环空流体介电特性测量传感器阵列（5）、管内钻井液介电特性测量传感器（3）和多个电阻，所述环空流体介电特性测量传感器阵列（5）包括电容C11、电容C21、电容C31、电容C12、电容C22和电容C32；所述管内钻井液介电特性测量传感器（3）包括电容C41和电容C42；所述电阻包括电阻R11、电阻R12、电阻R21、电阻R22、电阻R31、电阻R32、电阻R41和电阻R42；其电路连接方式为：电阻R11、电阻R12、电阻R21、电阻R22为顺序串联的电阻电路与顺序为电阻R42、电阻R41、电阻R32、电阻R31串联的电阻电路并联，并连接到同一激励下；电容C11、电容C21、电容C31与电阻R11并联；电容C41与电阻R21并联；电容C12、电容C22、电容C32与电阻R31并联；电容C42与电阻R41并联；输出电压是电阻R41、电阻R32之间与电阻R12、电阻R21之间的电压差。

3.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：所述环空流体介电特性测量传感器阵列（5）设置于环空流体中；所述管内钻井液介电特性测量传感器（3）设置于管内流体中。

4.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：环空流体介电特性测量传感器阵列（5）采用盖板式安装结构。

5.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：管内钻井液介电特性测量传感器（3）采用平面设计。

6.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：在阵列式井筒流体介电特性测量工具（1）设置有线槽，电源管理电路、井下计算机和传感器调理电路通过线槽连线。

7.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：阵列式井筒流体介电特性测量工具（1）上还设置有通信活塞环（4），通信活塞环（4）用于给阵列式井筒流体介电特性测量工具（1）供电，并将测量信号传输至MWD。

8.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：阵列式井筒流体介电特性测量工具（1）上开有井下计算机模块仪器仓（7），井下计算机安装于井下计算机模块仪器仓（7）内。

9.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：阵列式井筒流体介电特性测量工具（1）上开有传感器调理电路仪器仓（8），传感器调理电路安装于传感器调理电路仪器仓（8）内。

10.根据权利要求1所述的基于近钻头流体介电特性测量的井下溢流检测系统，其特征在于：阵列式井筒流体介电特性测量工具（1）上开有电源管理电路仪器仓（9），电源管理电路安装于电源管理电路仪器仓（9）内。