[其他]监视钻孔的方法和装置

说明书

在钻孔过程中，过去采用了各种方法来确定钻孔参数如：方向、压力，或与相邻构造的关系，并从孔中把数据收回。美国专利3，771，118讨论过一种方法;周期地把钻杆从孔中拉出来。替换某些测量工具。它们记录了数据，如同记在胶片上一样，或者通过电缆把数据传到工作面。

在美国专利3，790，930，和4，001，773中曾建议采用另一种方法，在其中数据由钻杆从孔内传出来，无论在钻孔过程中或是在暂停期内，由扭矩波传出。

也有人建议以二进制形式产生数据，及利用这些信号对音频信号进行移频调制。这些音频信号可以用增者器通过钻管传送，例如在美国专利4，019，148，4293936和4，390，975中就是如此。

在文献中都列出了，在音频数据摇测中所用的元件。如美国专利4，021，773中的指音器，美国专利4，066995中的声隔离器，美国专利4283780中的谐振声传感器。在美国专利4391336中给出一种特殊系统，用于给第二个孔导向，使之和第一个孔平行。在美国专利4386664号中透露一种近于水平孔的钻孔方向的控制方法，如煤层的甲烷排出孔。

最后，坎波写的“从用户的观点来看孔内摇测”的文中，公布了一种孔内摇测方法。此文发表在1983年10月的《石油技术》杂志第1792-1796页。

本发显的目的是提供一种无线钻孔数据摇测发送器。它既结实又便于操作和维修。在此以前大部份系统的使用，解码和维修都相当复杂，所以存在一种从事测井记录的专家职业。

在本发明中有一种井孔数据摇测系统，借此数据被编成二进制码，以音频脉冲的形式传送。它们从自带电源的发送器中发出来，通过一系列钻管传到工作面后再解码。脉冲是由电磁锤产生的，无和钻杆之间有声合。在一种推荐的实施方案中，数据传输周期是由发送器检测到钻孔机预定的间欲后起动的。在另一种推荐的方案中，当发送器检测到较长的停钻期后，断开敏感元件的电源。

图1是本发明的摇测装置在水平孔中的示意图，一部份是侧视图，一部分是剖面图。

图2是本发明的发送器的剖面图。

图3是适合本发明的线路方块图。

参看附图，特别是图1，其中示出一种钻孔机械10，它在轮子12上，或装在履带上，以便产生向前的推力。钻孔机10在采掘出的14中，它有顶面16和底面18。钻机10指向邻近的侧壁是水平伸展的扩层端面，譬如是煤层，在这矿层中正在钻水平孔。按照钻孔工艺要求，首先钻一个大孔径的孔22，然后插入一金属套筒24。在孔22以内，金属套筒24以外的环状套间压入水泥26，从而把套筒24固紧定位。钻机上套上一节或多节钻杆28，在前端装有导向发送器30，远端马达32，旋转钻头34。在钻杆28进入金属套筒24的入口装有密封盘36。在图中未画高压水源。高压水通过软管38和接头40进入钻杆中的空心腔。高压水经过钻杆达到远端马达32，是驱动马达32及钻头34的动力，排出的水，经过钻杆28以外环形空脏42流回孔外。并将钻出的废屑带出。接头44装在套筒24上，排水管46与接头44连接，废水和钻屑通过他们排出。最后如同压电加速度计一类的声检测器48装在钻杆28上，通过电缆50和读出显示器装显相联。

人们会以为上面说明是利用远端马达来转动钻头34，于是操作钻孔机仅需要做轴向运动，或者由钻机10对钻杆施加推力。然而本发明的导向系统也可对旋转孔同样有用，在此钻机不仅给出轴向推力，而且也转动钻杆28和钻头34，在这种情况中当然不需要远端马达。

现在参看图2，更充份地说明导向发送器30，发送器被加工成与一般钻杆联结，而且最好与钻杆28外径相同。为此分别在两端制出相应的内螺纹62。正如图1所示，在它的前端或者说是远端，通过螺纹62与马达32和钻头34接合。供给马达的高压水，从邻近的钻杆的中心腔，由左面进入部件30。水先进入轴线上的孔64，然后进入一些辐射状的孔66，向外流进环形腔68，环形腔位于外壳70以内，内套管72以外。内套管72是全密封的，即两端是封闭的。没有开口，甚至没有穿电线的通道的内套管由外壳70内的一些中心定位架74固定。高压水通过支架74后进入马达的中心入口，以便供给动力。在图2中，左边的钻杆和右边的马达都没画出。