CN103827442A - 钻头安装的数据获取系统及相联的数据传送设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种数据获取模块，包括：基座，其尺寸被设计并构造成设置在钻头孔的接头部分内；及由此突出的延伸部，所述延伸部在其外表面上具有电触点，用于与固定于钻头接头部分的短节的内表面上的电触点连接。还公开了一种装备有数据获取模块的钻头、一种包括承载数据获取模块的钻头的底部钻具组合，所述数据获取模块可操作地耦联于固定于钻头的短节、以及一种从承载数据获取模块的钻头向固定于钻头的短节传送数据的方法。

Description

钻头安装的数据获取系统及相联的数据传送设备和方法

优先权声明

本申请要求2011年8月22日提交的发明名称为“钻头安装的数据获取系统及相联的数据传送设备和方法”的未决美国专利申请序列号13/214,399的优先权。

技术领域

本发明总的来说涉及承载数据获取系统的钻地钻头。更具体地，本发明的实施例涉及对数据从安装在钻头上的数据获取系统向钻头上方的短节（sub）传送的促进。

背景技术

石油和天然气工业花费相当大的金额来设计切割工具，例如包括牙轮钻头和固定刀具钻头的井下钻头，该钻头具有相对长的使用寿命，并且故障相对较少。尤其是，设计和制造牙轮钻头和固定刀具钻头花费了相当大的金额来使钻井作业期间发生灾难性钻头故障的机会达到最小。钻井作业期间固定刀具钻头的牙轮或多晶金刚石复合体（PDC）刀具的损耗会妨碍钻井作业，在最坏的情况下，使成本相当高的打捞作业成为必要。如果打捞作业失败，则必须执行侧钻作业以便在井眼的包括损耗的牙轮或PDC刀具的部分周围钻井。因而，在钻井作业期间，钻头在没有十分小心的情况下被拉出并用新钻头替换，即使被替换的钻头中还具有相当的寿命。井下钻头的这种过早替换成本高，因为井的每次停机延长了总的钻井作业，并且消耗相当大的人力，但是仍然要实行以便避免拉出钻柱并替换钻头（最好的情况下）或者在一个或多个牙轮或复合体因钻头故障而损失的情况下所需的打捞以及侧钻作业所造成的更多破坏性和昂贵的过程。

为适应对井下钻井系统动态数据的不断增长的需求，许多“短节”（即包含在钻头上方的钻柱中的用来收集与钻井参数相关的数据的子组件）已被设计并安装在钻柱中。遗憾的是，这些短节由于它们在钻头本身上方的物理布局而不能提供钻头处在操作上发生的情况的实际数据。

数据获取传统上通过将短节安装在底部钻具组合（BHA）中来实现，底部钻具组合可以离开钻头几英尺到几十英尺的距离。从远离钻头这样的距离的短节收集的数据可能并不能准确地反映钻井发生时在钻头处直接发生的情况。通常，数据的这种缺失导致在没有与钻头性能关联的直接相关事实或数据时对于可能引起钻头故障的事物或者钻头如此良好地运行的原因进行推测。

最近，已提议将数据获取系统安装到钻头本身中。例如，本发明的受让人贝克休斯公司已经开发了一种以商标

销售的数据获取系统，其实施例披露在美国专利7,604,072；7,497,276；7,506,695；7,510,026；和7,849,934中并在其中要求保护，每个专利都受让给本发明的受让人，每个专利的公开内容在此整体引入作为参考。

然而，这些系统的数据报告受到限制。具体地说，由于缺乏用于从钻头向地面传送数据的鲁棒技术，已经无法从钻头安装的数据获取系统获取实时数据。因此，这种系统通常只能在钻头已经起出井眼并且数据获取系统已经从钻头回收以便进行数据下载时才可以获取数据。这种方案限制了信息对操作者的实用性，操作者不能注意到问题，而如果能够基本上实时访问，将提高钻头的钻井性能，并使钻头的潜在损坏最小化。

发明内容

本发明包括钻头和设置在钻头内的数据获取系统，数据获取系统构造成传送由系统从与钻头性能相关的物理参数中采样的数据。

在本发明的一个实施例中，一种数据获取模块，包括：外壳，所述外壳具有贯穿所述外壳的纵向孔，所述外壳包括：基座，所述基座构造成用于设置在钻头接头部分的孔内；和延伸部，所述延伸部在所述延伸部的外表面上具有电触点。

在另一实施例中，一种用于钻探地下地层的钻头，所述钻头包括：钻头本体、固定到该钻头本体上的接头部分、和具有纵向孔的数据获取模块，所述数据获取模块包括：基座，所述基座设置在接头部分的孔内；和延伸部，所述延伸部从基座突出到接头部分之外，所述延伸部在其外周表面上承载有电触点。

在进一步的实施例中，一种底部钻具组合，包括：短节，所述短节包括在所述短节的内表面上的电触点，所述电触点可操作地与数据获取模块的一部分的外表面上的电触点耦联，所述一部分从接收在钻头接头部分的孔内的数据获取模块的基座延伸到短节内。

在又一个实施例中，一种传送数据的方法，包括：从钻头承载的至少一个传感器获取数据；和将所获取的数据从钻头的接头部分内的至少一位置通过至少一个物理数据传送路径传送至一短节的内表面，所述接头部分固定于所述短节的内表面。

附图说明

图1示出了用以执行钻井作业的传统钻机；

图2是传统母体型旋转刮刀钻头的透视图；

图3A是接头部分、电子模块和载有电子模块的数据获取模块的透视图；

图3B是图3A的接头部分、数据获取模块和电子模块的横截面视图；

图4是电子模块的透视图，该电子模块构造为柔性电路板以使得能形成为适合于设置在图3A和图3B所示的接头部分中的环圈；

图5是包括依照本发明构造的数据获取模块的数据获取系统的实施例的功能方块图；

图6是依照本发明一实施例的数据获取模块的示意性分解局部横截面视图，数据获取模块具有：设置在钻头的接头部分内的基座；和延伸部，所述延伸部从接头部分突出到短节（该短节固定在钻头接头部分上）的内部中并且承载有用于将数据进一步传送到远离包括钻头和短节的底部钻具组合的位置的部件。

具体实施方式

在下面的详细说明书中，参照构成说明书一部分的附图，附图中以说明性的方式显示了可以实践本发明的具体实施例。这些实施例描述得足够详细以使本领域普通技术人员能够实践本发明，应当理解，也可以利用其他实施例，并且在本发明的范围之内，可以进行各种结构上、逻辑上和电气上的改变。

在本说明书中，具体实施方式只是作为例子显示和描述的，不应当看作是实施本发明的唯一方式，除非在此另有规定。对本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以通过其他分拆的方案实践本发明的各种实施例。

总体上参照下面的说明书和附图，其示出了本发明的各个实施例以显示其结构和操作方法。所示的实施例的共同的元件用相同的附图标记表示。应当明白，给出的附图不意味着对实际结构或方法的任何特定部分的实际视图的说明，仅仅是用来更清楚地、完整地描绘由随附的权利要求书限定的本发明的理想化表示。所示的附图不是按比例绘制的。

图1描绘了用于执行地下钻井作业的设备的实施例。钻机110包括钻架112、钻架底座114、绞车116、吊钩118、转节120、方钻杆接头122以及转盘124。包括钻管部分142和钻铤部分144的钻柱140从钻机110向下延伸到钻孔100中。钻管部分142可以包括许多连接在一起的管状钻管部件或钻管束，钻铤部分144同样可以包括多个钻铤。另外，钻柱140可以包括随钻测量（MWD）记录子组件145和协作的泥浆脉冲遥测或有线数据传输子组件（它们可以总体上被称作通讯系统）、以及本领域技术人员已知的其他通讯系统。

在钻井作业期间，钻井流体从泥浆池160循环通过泥浆泵162、通过波动消除器164、并通过泥浆供应管道166进入转节120。钻井泥浆（也称作钻井流体）流过方钻杆接头122并进入钻柱140中的轴向孔中。最后，钻井泥浆通过位于钻头200中的孔口或喷嘴流出，该钻头连接到钻柱140位于钻铤部分144之下的最低部分。钻井泥浆通过在钻柱140的外表面和钻孔100的内表面之间的环空向上流回，以循环至地面，在地面钻井泥浆经过泥浆返回管道168返回到泥浆池160。

振动筛（未显示）可以用于在钻进泥浆返回到泥浆池160之前从钻进泥浆中分离岩层切削物。通讯系统146可以在进行钻井作业时利用泥浆脉冲遥测技术从井下位置向地面传送数据。为了在地面接收数据，设置与泥浆供应管道166通讯的泥浆脉冲转换器170。该泥浆脉冲转换器170响应泥浆供应管道166中的钻井泥浆的压力变化产生电信号。这些电信号通过地面导体172传输到地面电子处理系统180，该系统通常是具有用于执行程序指令以及用于响应通过键盘或图形指针装置输入的用户命令的中央处理单元的数据处理系统。设置泥浆脉冲遥测系统用于将通常位于通讯系统146中的井记录和测量系统所感测的关于大量井下状况的数据传送到地面。限定了传播到地面的数据的泥浆脉冲由通常位于通讯系统146中的装备产生。这种装备典型地包括在容纳于仪表外壳中的电子设备的控制下工作的压力脉冲发生器，以允许钻井泥浆经过贯穿钻铤壁的孔排出。每当压力脉冲发生器导致这种排出时，负压力脉冲被发送以由泥浆脉冲转换器170接收。替代性的常规装置产生并发送正压力脉冲。常规地，循环的钻井泥浆也可以为涡轮驱动的发电机子组件（未显示）提供能源，该发电机子组件可以位于底部钻具组合（BHA）附近。涡轮驱动的发电机可以为压力脉冲发生器以及为包括构成随钻测量工具的工作部件的电路的各种电路产生电力。可以提供电池作为替代的或补充的电力源，尤其是作为涡轮驱动发电机的备份。

图2是固定刀具或所谓的“刮刀”钻头品种的钻头200的透视图。通常，钻头200包括位于钻头200的上部范围处的接头部分210上的用于连接到钻柱140中的螺纹。大体上在接头部分210的相对端的至少一个刮刀220（显示了多个）可以设置有多个天然或合成的金刚石（多晶金刚石复合体）225，所述天然或合成的金刚石沿着刮刀220的旋转前导面排列以当钻头200在所施加的钻压（WOB）下在钻孔100中旋转时实现对地层材料的有效碎裂。保径垫表面230从每个刮刀220向上延伸，在钻头200的钻井作业期间最接近而且通常接触钻孔100的侧壁。多个通道240，称为“废物槽”，在刮刀220和保径垫表面230之间延伸，从而为排除由刀具225形成的地层切屑提供清除区域。

多个保径嵌入物（gage insert）235设置在钻头200的保径垫表面230上。钻头200的保径垫表面230上的剪切保径嵌入物235提供有效剪切在钻孔100侧壁处的地层材料的能力，并且提供固定刀具品种的地钻钻头的改进的保径支撑能力。钻头200被显示为PDC（“多晶金刚石复合体”）钻头，但是在含有用于与钻孔100侧壁接合的保径垫表面230的其他固定刀具或刮刀钻头中，保径嵌入物235可以同样有用。

本领域技术人员将认识到本发明可以实施于多种钻头类型。本发明在三锥（或也可描述为牙轮）旋转钻头或在本技术领域中已知的在使用时可以利用喷嘴将钻井泥浆传送到切割结构的其他地下钻井工具的环境中具有效用。因此，在此所使用的术语“钻头”包括且涵盖任何及所有旋转钻头，包括岩心钻头、牙轮钻头、固定刀具钻头；包括但不限于PDC、天然金刚石、热稳定制备（TSP）的合成金刚石和孕镶金刚石钻头，包括固定刀具结构和可动刀具结构二者的混合式钻头、偏心钻头、双中心钻头、扩孔钻、扩孔钻翼以及被配置成用于容纳电子模块290（图3A和图4）的其他钻地工具。

图3A和图3B示出了固定于钻头200的本体上的接头部分210的实施例。图3A描绘了包括接收在钻头200的接头部分210中的基座B的数据获取模块270、和电子模块290的一个实施例（如图3B示意性显示）。在图3A中还用虚线描绘了延伸部E，其参照图3B和图6更详细地进行了描述。接头部分210包括穿过接头部分210的纵向轴线形成的孔280。在传统钻头200中，该孔280被设置成用于允许钻井泥浆流过该孔。在本发明中，孔280的至少一部分被赋予足以接收被配置在基本上为环圈中的电子模块290的直径，但不会显著地影响到接头部分210的结构完整性。因而，可以将居于基座B中的电子模块290向下放置于孔280的接头部分210内的部分中，并布置在数据获取模块270的基座本体275周围，所述数据获取模块270贯穿电子模块的环圈的内径。

数据获取模块270的基座B包括贯穿所述基座形成的纵向孔276，使得钻井泥浆可以流过数据获取模块270，通过接头部分210的孔280到接头部分210的另一侧，然后进入钻头200的本体内。另外，数据获取模块270的基座B包括：第一凸缘271，其包括从基座B的下端附近的基座本体275侧向突出的第一密封环272；和纵向分开的第二凸缘273，其包括从数据获取模块270的基座B的上端附近的基座本体275侧向突出的第二密封环274，以与中心孔280的壁形成液密的环形室260（图3B）并将电子模块290密封在接头部分210内的适当位置上。

图3B是具有承载设置在接头部分中的电子模块290的基座B的数据获取模块270的横截面视图，示出了在第一凸缘271、第二凸缘273、基座本体275和孔280的壁之间形成的环形室260。第一密封环272和第二密封环274在数据获取模块270的基座B和孔280的壁之间形成保护性的液密的周边密封，以保护电子模块290不受不利环境条件的影响。由第一密封环272和第二密封环274形成的保护性密封也可以构造成将环形室260保持在近似大气压力。

图3B还示出了从基座B纵向突出到接头部分210的端部之外的延伸部E（基座B与延伸部E之间的分隔用虚线SEP表示）。延伸部E包括在其外周表面上的电触点C，所述电触点C可包括例如导电材料制成的环圈，用于基座B内的电子模块290与居于短节500（图6）中的部件之间的通讯，接头部分210固定于所述短节500。在此所使用的术语“通讯”是指并包括但不限于从电子模块290、或向电子模块290、或从电子模块290和向电子模块290这两者的数据通讯以及电力通讯形式的信号。

在图3A和图3B所示的实施例中，第一密封环272与第二密封环274由适于高压高温环境的材料形成，例如与PEEK支承环组合的氢化丁腈橡胶（HNBR）O型环。另外，端盖270可以通过许多连接机构固定在接头部分210上，所述连接机构例如使用密封环272及274的固定压配合、螺纹连接、环氧树脂连接、形状记忆保持器、焊接以及铜焊。本领域普通技术人员应当认识到，由于在钻井作业期间的差压以及泥浆的向下流动，数据获取模块270的基座B可以通过相对简单的连接机构十分牢固地保持就位。

可以将如图3A的实施例所示构造的电子模块290构造为柔性电路板292，以使电子模块290能够形成为环圈，所述环圈适合于设置在孔280的室260内的数据获取模块270的基座本体275周围。电子模块290的这种柔性电路板的实施例以平面展开的构造显示于图4中。柔性电路板292包括高强度加强构架（未显示），以给诸如加速计的传感器提供可接受的加速效应传输性。另外，柔性电路板292的承载非传感器电子器件的其他区域可以使用像粘弹性粘合剂那样的材料以适合于至少部分地削弱在钻井作业期间由钻头200经受的加速效应的方式附着于端盖270上。

图5示出了依照本发明的实施例构造的数据获取系统300的实施例的功能方块图，数据获取系统300包括数据获取模块270，数据获取模块270包括电子模块290。电子模块290包括电源310、处理器320、存储器330和至少一个传感器340，所述传感器340构造成用于测量与钻头状态相关的多个物理参数，所述物理参数可以包括钻头状况、钻井作业状况以及紧邻钻头的环境状况。在图5的实施例中，传感器340包括多个加速计340A、多个磁力计340M和至少一个温度传感器340T。

所述多个加速计340A可以包括构造于笛卡尔坐标配置中的三个加速计340A。同样，多个磁力计340M可以包括构造于笛卡尔坐标配置中的三个磁力计340M。虽然任何坐标系都可以被定义于本发明的范围之内，但是图3A所示的示例性笛卡尔坐标系定义了沿着钻头200绕其旋转的纵向轴线的z-轴、垂直于z-轴的x-轴、以及垂直于z-轴和x-轴两者的y-轴，以形成典型笛卡尔坐标系的三个正交轴。由于数据获取模块270在钻头200正在旋转并且钻头200处于非竖直定向时可以使用，所以该坐标系可以被认为是具有相对于钻机110的固定地面位置的变化定向的旋转的笛卡尔坐标系。

图5实施例的加速计340A在运行并采样时，提供钻头200沿着三个正交轴中的至少一个轴的加速度测量。数据获取模快300可以包括附加的加速计340A以提供冗余系统，其中，可以响应于由处理器320执行的故障诊断，选择或取消选择各种加速计340A。

图5实施例的磁力计340M在运行并采样时，提供钻头200沿着三个正交轴中的至少一个轴的相对于地球磁场的定向测量。数据获取模快300可以包括附加的磁力计340M以提供冗余系统，其中，可以响应于由处理器320执行的故障诊断，选择或取消选择各种磁力计340M。

温度传感器340T可以用来收集有关钻头200的温度以及加速计340A、磁力计340M和其他传感器340附近的温度的数据。温度数据可以用于校正加速计340A和磁力计340M，以使其在多种温度下更加精确。

可以包括其他可选传感器340作为数据获取模块270的一部分。对本发明有用的传感器的例子是在钻头的不同位置上的应变传感器、在钻头的不同位置上的温度传感器、测量钻头内部的泥浆压力的泥浆（钻井流体）压力传感器、以及测量钻头外部的流体静压力的钻孔压力传感器。这些可选传感器340可以包括集成于数据获取模块300并且被构造成作为数据获取模块300的一部分的传感器340。这些传感器340也可以包括放置在钻头200的其他区域中的、或者在底部钻具组合中在钻头200上方的可选远程传感器340。可选传感器340可以使用直接有线连接、或者通过可选传感器接收器360通讯。传感器接收器360构造成使得能够在钻井环境中跨有限距离进行无线远程传感器通讯362，正如本领域普通技术人员所已知的。

一个或多个这些可选传感器可以用作起始传感器370。起始传感器370可以构造成用于检测至少一个起始参数，例如泥浆的浊度，并且响应于所述至少一个起始参数产生电力启动信号372。当电力启动信号372被确定时，耦联在电源310和数据获取模块300之间的电力门控模块374可以用于控制施加到数据获取模块300的电力。起始传感器370可以具有它自己的独立电源，例如小型电池，用以在数据获取模块300未被供电期间为起始传感器370供电。如同其他可选传感器340一样，可以用于为数据获取模块300赋能的参数传感器的一些例子是被构造成以采样以下参数的传感器，所述参数为：钻头不同位置的应变、钻头不同位置的温度、振动、加速度、向心加速度、钻头内部的流体压力、钻头外部的流体压力、钻头内的流体流动、流体阻抗以及流体浊度。另外，这些传感器中的至少一些可以构造成产生作业所需的任何电能，以致于传感器中的独立电源自发电。举例来说，但不作为限制，振动传感器可以仅通过机械振动产生用以感测振动以及发送电力启动信号372的足够电能。

存储器330可以用于存储传感器数据、信号处理结果、长期数据存储、以及由处理器320执行的计算机指令。部分存储器330可以位于处理器320外部，而部分存储器可以位于处理器320中。存储器330可以是动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、只读存储器（ROM）、诸如闪存的非易失性随机存取存储器（NVRAM）、电可擦可编程ROM（EEPROM）、或者它们的组合。在图6实施例中，存储器330是处理器（未显示）中的SRAM、处理器320中的闪存330以及外部闪存330的组合。闪存对于小电力作为以及在没有电力被施加到存储器330时保留信息的能力可能是希望的。

通讯端口350可以被包含于数据获取模块300中，以用于与诸如通讯系统146和远程处理系统390那样的外部装置通讯。通讯端口350可以构造成用于使用直接有线连接或无线通讯协议（例如并仅作为示例红外线、蓝牙和802.11a/b/g协议）直接通讯链接352到远程处理系统390。使用直接通讯，数据获取模块300可以构造成在钻头200不位于井下时与远程处理系统390通讯，所述远程处理系统例如是计算机、便携式计算机和个人数字助理（PDA）。因而，直接通讯链接352可以用于各种功能，例如下载软件和软件升级，以能够通过下载配置数据设置数据获取模块300，以及上传采样数据和获取数据。通讯端口350也可以用于向数据获取模块300查询有关钻头的信息，例如钻头序列号、数据获取模块序列号、软件版本、钻头工作的总用时、以及可以存储于NVRAM中的其他长期钻头数据。

通讯端口350也可以构造成用于通过依照本发明的通讯链接354与底部钻具组合中的通讯系统146通讯。通讯系统146则可以通过泥浆脉冲遥测356或适于跨钻井作业中所遇到的较长距离进行通讯的其他合适通讯装置，将来自数据获取模块270的数据通讯到远程处理系统390。

图5实施例中的处理器320构造成用于处理、分析、和存储所收集的传感器数据。为了从多个传感器340采样模拟信号，该实施例的处理器320包括数模转换器（DAC）。但是，本领域普通技术人员应当认识到，本发明也可以用在传感器340和处理器320之间进行通讯的一个或多个外部DAC实施。另外，在该实施例中，处理器320包括内部SRAM和NVRAM。但是，本领域普通技术人员应当认识到，本发明也可以用仅在处理器320外部的存储器330以及在不使用外部存储器330而只使用在处理器320内部的存储器330的构造中实施。

图5的实施例利用电池电源作为工作电源310。电池电源使在钻井环境中时无需考虑连接到另外的电源就能够工作。然而，对于电池电源来说，电能节约成为本发明的重要考虑因素。因此，使用低电力处理器320和低电力存储器330能够延长电池寿命。同样，在实施本发明的实施例时，其他电能节约技术也是重要的。应该注意，可以使用数据获取模块270的延伸部E来容纳另外的电池，或者如下所述，短节500可以容纳另外的电池。

图5的实施例示出了说明用于门控存储器330、加速计340A和磁力计340M的电力施加的电力控制器316。运行于处理器320上的软件可以使用这些电力控制器316管理电力控制总线326，该电力控制总线326包括用于单独启动电压信号314至连接到电力控制总线326的每个部件的控制信号。虽然在图5中电压信号314是作为单个信号显示的，但是，本领域普通技术人员应当明白，不同的部件可能需要不同的电压。因而，电压信号314可以是包括给不同部件供电所需的电压的总线。

图6描绘了具有设置在钻头200的接头部分210的孔中的基座B的数据获取模块270。第一和第二密封环272、274与孔壁接合，以为电子模块290提供密封室。如图所示，电子设备290经由诸如导电体或纤维光缆形式的通讯元件400物理连接于钻头200本体内设置的一个或多个传感器S。连接于通讯元件400的连接件402可操作地耦联于一连接件404，所述连接件404通过另一通讯元件406与电子模块290通讯。从图6可以看到，所述一个或多个传感器S与电子模块290之间的通讯在第一密封环272和第二密封环274之间的密封室内实现。数据获取模块270的延伸部E接收在短节500的孔502内，所述短节500通过接头部分210外部的螺纹212与短节500的远端508内部的螺纹506的啮合固定于钻头200的接头部分210。当接头部分210固定于短节500的远端508时，数据获取模块的包括环圈的触点C与短节500的环形触点CS纵向对齐，并与触点CS侧向接触，以提供数据获取模块270与短节500之间的通讯路径。仅作为非限制性的例子，短节500可以容纳延伸到底部钻具组合中的短节500上方或短节500本身内的远程通讯系统146的通讯元件，所述通讯元件用于从电子模块290向地面传送数据，以及可选地用于从地面向电子模块290传送数据。例如而非限制，这种数据传输可以利用aXcelerate有线钻管遥测系统或aXcelereate高速泥浆脉冲遥测系统实施，每个系统都可以从本发明的受让人贝克休斯公司的操作单元获得。

虽然上文说明书包含了许多具体内容，但是，这些不应当看作是对本发明范围的限制，而应当看作仅仅是提供了某些实施例。同样，可以想出本发明的其他实施例，这些都没有脱离本发明的范围。例如，在此参照某一个实施例描述的特征也可以在在此描述的其他实施例中设置。因此，本发明的范围仅仅有附带的权利要求书及其法定等同表示和限制，而不是由上文的说明书。本发明涵盖了在此公开的对本发明的所有添加、删除和改变，这些都落入了权利要求书的含义和范围之内。

Claims (20)

1.一种数据获取模块，包括：

外壳，所述外壳具有贯穿所述外壳的纵向孔，所述外壳包括：

基座，所述基座构造成用于设置在钻头接头部分的孔内；和

延伸部，所述延伸部在其外表面上具有电触点。

2.如权利要求1所述的数据获取模块，还包括设置在基座内并可操作地耦联于电触点的电子模块。

3.如权利要求1所述的数据获取模块，还包括在数据获取模块的基座外部上承载的周边密封环和在纵向上分开的另一周边密封环。

4.如权利要求1所述的数据获取模块，还包括一通讯元件，所述通讯元件从数据获取模块在纵向上位于所述周边密封环和所述另一周边密封环之间的位置处延伸到一连接件。

5.如权利要求1所述的数据获取模块，其中，电触点包括在延伸部的外周表面上的纵向间隔开的环形触点。

6.一种用于钻探地下地层的钻头，所述钻头包括：

钻头本体，所述钻头本体具有固定到该钻头本体上的接头部分；和

具有纵向孔的数据获取模块，所述数据获取模块包括：

基座，所述基座设置在接头部分的孔内；和

延伸部，所述延伸部从基座突出到接头部分之外，所述延伸部在该延伸部的外周表面上承载有电触点。

7.如权利要求6所述的钻头，还包括设置在数据获取模块的基座与接头部分的孔壁表面之间以形成密封室的一周边密封环和纵向分开的另一周边密封环。

8.如权利要求7所述的钻头，还包括设置在密封室内并可操作地耦联于电触点的电子模块。

9.如权利要求7所述的钻头，还包括：

设置在钻头本体内的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器可操作地耦联于一通讯元件，所述通讯元件端接于一连接件；和

另一通讯元件，所述另一通讯元件从数据获取模块在纵向上位于所述周边密封环和所述另一周边密封环之间的位置处延伸到与连接件相接合的另一连接件。

10.如权利要求6所述的钻头，其中，电触点包括延伸部的外周表面上的纵向间隔开的环形触点。

11.一种底部钻具组合，其包括：

短节，所述短节包括在所述短节的内表面上的电触点，所述电触点可操作地与数据获取模块的一部分的外表面上的电触点耦联，所述一部分从接收在钻头接头部分的孔内的数据获取模块的基座延伸到短节内。

12.如权利要求11所述的底部钻具组合，还包括设置在数据获取模块的基座与接头部分的孔壁表面之间以形成密封室的一周边密封环和纵向分开的另一周边密封环。

13.如权利要求12所述的底部钻具组合，还包括设置在基座的密封室内并且可操作地耦联于电子模块的电触点的电子模块。

14.如权利要求12所述的底部钻具组合，还包括：

设置在钻头本体内的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器可操作地耦联于一通讯元件，所述通讯元件端接在一连接件上；和

另一通讯元件，所述另一通讯元件从数据获取模块在纵向上位于所述周边密封环和所述另一周边密封环之间的位置处延伸到与连接件相接合的另一连接件。

15.如权利要求11所述的底部钻具组合，其中，数据获取模块的电触点包括在所述一部分的外周表面上的纵向间隔开的环形触点。

16.如权利要求11所述的底部钻具组合，其中，短节的电触点包括在所述短节内表面上的纵向间隔开的环形触点。

17.一种传送数据的方法，包括：

从钻头承载的至少一个传感器获取数据；和

将所获取的数据从钻头的接头部分内的至少一位置通过至少一个物理数据传送路径经由所述短节的内表面上的触点传送至一短节，所述接头部分固定于所述短节。

18.如权利要求17所述的方法，还包括：将所获取的数据从短节传送至远离钻头的一位置。

19.如权利要求18所述的方法，其中，将所获取的数据从短节传送至远离钻头的一位置通过有线钻管遥测和泥浆脉冲遥测之一实施。

20.如权利要求17所述的方法，还包括：将信号从远离钻头的一位置传送至短节；和将信号从短节通过所述至少一个物理数据传送路径传送至钻头的接头部分内的所述至少一位置。

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