CN105464646A - 一种井下地质参数的通讯装置及方法 - Google Patents

一种井下地质参数的通讯装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种井下地质参数的通讯装置及方法，涉及石油钻井随钻测量工程技术领域，该井下地质参数的通讯装置包括：随钻测量系统以及测量与传输马达系统；所述随钻测量系统包括随钻测量短节和第一数据收发短节；在所述第一数据收发短节下部连接有第一耦合器；所述测量与传输马达系统包括第二数据收发短节、螺杆马达、近钻头测量短节和钻头；在所述测量与传输马达系统上部设置有第二耦合器；所述第一耦合器和所述第二耦合器耦合连接。本发明能够解决现有技术中无线传输式传输信号不稳定的问题，以及有线传输方式中，整个近钻头测量及数据传输装置的结构较为复杂，不利于近钻头测量及数据传输装置的装配的问题。

Description

一种井下地质参数的通讯装置及方法
技术领域
本发明涉及石油钻井随钻测量工程技术领域，尤其涉及一种井下地质参数的通讯装置及方法。
背景技术
目前，由于近钻头技术具有测量准确且有一定的前探性等优点，是随钻测量领域的高端技术，已经被广泛应用于石油测井领域。通过近钻头技术可以测量井下的地质参数，例如地层的电阻率、自然伽马值等。此外，通过近钻头技术，可以将所测得的地质参数实时传输到随钻测量系统，包括随钻测井装置(LoggingWhileDrilling，简称LWD)或者随钻测量装置(MeasureWhileDrilling，简称MWD)。作为近钻头测量仪器的重要组成部分，螺杆马达是必不可少的定向动力设备，但是，将近钻头测量短节的数据跨越螺杆马达上传给LWD或者MWD始终是困扰近钻头随钻测量领域的一大难题。现在应用较多的是导线直连式和以电磁波、声波为代表的无线传输方式
目前，将地质参数传输到随钻测量系统的方式有多种，较为普遍的有通过导线直连式以及通过电磁波或声波的无线传输式。由于电磁波和声波容易受地层地质条件影响，通讯速度较差且不稳定，因此当前一般采用导线直连式。采用导线直连式的近钻头测量及数据传输装置的结构，如图1所示，其包括：随钻测量系统10和测量与传输马达系统11；其中，随钻测量系统10包括随钻测量短节101(例如LWD短节或者MWD短节)和第一数据收发短节102，该随钻测量短节101和第一数据收发短节102通过第一线缆103连接。测量与传输马达系统11包括：第二数据收发短节111、螺杆马达112、近钻头测量短节113以及钻头114；钻头114设置于近钻头测量短节113的下端，近钻头测量短节113通过第二线缆115与第二数据收发短节111连接；第二数据收发短节111再通过第三线缆116与第一数据收发短节102直接连接。这样，在近钻头测量短节113所测量的地质参数可以通过第二线缆115传输到第二数据收发短节111处，再通过第三线缆116传输到第一数据收发短节102处，最终通过第一线缆103传输到随钻测量短节101处。而目前第二数据收发短节111与第一数据收发短节102之间的第三线缆116长度较长，造成整个近钻头测量及数据传输装置的结构较为复杂，不利于近钻头测量及数据传输装置的装配，并且线缆过长，容易存在安全风险。
发明内容
本发明实施例提供一种井下地质参数的通讯装置及方法，以解决现有技术中无线传输式传输信号不稳定的问题，以及有线传输方式中，整个近钻头测量及数据传输装置的结构较为复杂，不利于近钻头测量及数据传输装置的装配的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种井下地质参数的通讯装置，包括：随钻测量系统以及测量与传输马达系统；所述随钻测量系统包括随钻测量短节和第一数据收发短节；在所述第一数据收发短节下部连接有第一耦合器；
所述测量与传输马达系统包括第二数据收发短节、螺杆马达、近钻头测量短节和钻头；在所述测量与传输马达系统上部设置有第二耦合器；
所述第一耦合器和所述第二耦合器耦合连接。
具体的，所述随钻测量短节通过第一线缆与所述第一数据收发短节连接；所述第一数据收发短节通过第二线缆与所述第一耦合器连接。
可选的，所述第二耦合器通过第三线缆与所述第二数据收发短节连接；所述第二数据收发短节通过第四线缆跨过所述螺杆马达与所述近钻头测量短节连接；所述钻头的上部与所述近钻头测量短节的下端相接。
可选的，所述第二耦合器通过第三线缆跨过所述螺杆马达与一第三耦合器连接；所述第三耦合器与其下方的一第四耦合器耦合连接；所述第四耦合器通过第四线缆与所述第二数据收发短节连接；所述第二数据收发短节通过第五线缆与所述近钻头测量短节连接；所述钻头的上部与所述近钻头测量短节的下端相接。
一种井下地质参数的通讯方法，应用与上述的井下地质参数的通讯装置；所述井下地质参数的通讯方法，包括：
近钻头测量短节采集井下地质参数信号，并将所述井下地质参数信号通过第四线缆跨过螺杆马达传输到第二数据收发短节；
所述第二数据收发短节通过第二耦合器和第一耦合器的耦合连接，传输所述井下地质参数信号到所述第一数据收发短节。
进一步的，所述第一数据收发短节通过第一线缆将所述井下地质参数信号传输给随钻测量短节；
所述随钻测量短节将所述井下地质参数信号转换为泥浆脉冲信号，并将所述泥浆脉冲信号发送到井口的终端。
一种井下地质参数的通讯方法，应用于上述的井下地质参数的通讯装置；所述井下地质参数的通讯方法，包括：
近钻头测量短节采集井下地质参数信号，并将所述井下地质参数信号通过第五线缆传输到第二数据收发短节；
所述第二数据收发短节将所述井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器，并通过第二耦合器与第一耦合器的耦合连接，将所述井下地质参数信号传输给第一数据收发短节。
进一步的，所述第一数据收发短节通过第一线缆将所述井下地质参数信号传输给随钻测量短节；
所述随钻测量短节将所述井下地质参数信号转换为泥浆脉冲信号，并将所述泥浆脉冲信号发送到井口的终端。
具体的，所述第二数据收发短节将所述井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器，包括：
所述第二数据收发短节通过第四耦合器与第三耦合器的耦合连接将所述井下地质参数信号传输到第三耦合器，以使得所述第三耦合器上的井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器。
本发明实施例提供的一种井下地质参数的通讯装置及方法，该井下地质参数的通讯装置包括随钻测量系统以及测量与传输马达系统；所述随钻测量系统包括随钻测量短节和第一数据收发短节；在所述第一数据收发短节下部连接有第一耦合器；所述测量与传输马达系统包括第二数据收发短节、螺杆马达、近钻头测量短节和钻头；在所述测量与传输马达系统上部设置有第二耦合器；通过第一耦合器和第二耦合器耦合连接，可以将近钻头测量短节测得的井下地质参数通过耦合器耦合的方式传输到随钻测量系统，进而传输到井口终端。本发明采用耦合器耦合的方式传输井下地质参数，数据传输速率较快，且不受地层环境的影响；另外无需采用有线方式连接，整个井下地质参数的通讯装置结构简单，利于装配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的近钻头测量及数据传输装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种井下地质参数的通讯装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种井下地质参数的通讯装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种井下地质参数的通讯方法的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种井下地质参数的通讯方法的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2或图3所示，本发明实施例提供的一种井下地质参数的通讯装置，包括：随钻测量系统20以及测量与传输马达系统30；随钻测量系统20包括随钻测量短节201和第一数据收发短节202；在第一数据收发短节202下部连接有一第一耦合器203。
该测量与传输马达系统30包括第二数据收发短节301、螺杆马达302、近钻头测量短节303和钻头304；在测量与传输马达系统30上部设置有第二耦合器305。
该第一耦合器203和第二耦合器305耦合连接。
具体的，如图2或者图3所示，随钻测量短节201通过第一线缆204与第一数据收发短节202连接。第一数据收发短节202通过第二线缆205与第一耦合器203连接。
对于测量与传输马达系统30中的结构，可选的，如图2所示，第二耦合器305通过第三线缆306与第二数据收发短节301连接。第二数据收发短节301通过第四线缆307跨过螺杆马达302与近钻头测量短节303连接。钻头304的上部与近钻头测量短节303的下端相接。
或者，对于测量与传输马达系统30中的结构，可选的，如图3所示，第二耦合器305可以通过第三线缆306跨过螺杆马达302与一第三耦合器307连接。第三耦合器307与其下方的一第四耦合器308耦合连接。第四耦合器308通过第四线缆309与第二数据收发短节301连接。第二数据收发短节301通过第五线缆310与近钻头测量短节303连接；钻头304的上部与近钻头测量短节303的下端相接。
值得说明的是，本发明实施例中的随钻测量系统可以包括随钻测井装置(LoggingWhileDrilling，简称LWD)或者随钻测量装置(MeasureWhileDrilling，简称MWD)。
本发明实施例提供的一种井下地质参数的通讯装置，包括随钻测量系统以及测量与传输马达系统；随钻测量系统包括随钻测量短节和第一数据收发短节；在第一数据收发短节下部连接有第一耦合器；测量与传输马达系统包括第二数据收发短节、螺杆马达、近钻头测量短节和钻头；在测量与传输马达系统上部设置有第二耦合器；通过第一耦合器和第二耦合器耦合连接，可以将近钻头测量短节测得的井下地质参数通过耦合器耦合的方式传输到随钻测量系统，进而传输到井口终端。本发明采用耦合器耦合的方式传输井下地质参数，数据传输速率较快，且不受地层环境的影响；另外无需采用有线方式连接，整个井下地质参数的通讯装置结构简单，利于装配。
对应于上述图2所示的井下地质参数的通讯装置，如图4所示，本发明实施例提供一种井下地质参数的通讯方法，包括：
步骤401、近钻头测量短节采集井下地质参数信号，并将井下地质参数信号通过第四线缆跨过螺杆马达传输到第二数据收发短节。
步骤402、第二数据收发短节通过第二耦合器和第一耦合器的耦合连接，传输井下地质参数信号到第一数据收发短节。
步骤403、第一数据收发短节通过第一线缆将井下地质参数信号传输给随钻测量短节。
步骤404、随钻测量短节将井下地质参数信号转换为泥浆脉冲信号，并将泥浆脉冲信号发送到井口的终端。
本发明实施例提供的一种井下地质参数的通讯方法，通过第一耦合器和第二耦合器耦合连接，可以将近钻头测量短节测得的井下地质参数通过耦合器耦合的方式传输到随钻测量系统，进而传输到井口终端。本发明采用耦合器耦合的方式传输井下地质参数，数据传输速率较快，且不受地层环境的影响；另外无需采用有线方式连接，整个井下地质参数的通讯装置结构简单，利于装配。
对应于上述图3所示的井下地质参数的通讯装置，如图5所示，本发明实施例提供一种井下地质参数的通讯方法，包括：
步骤501、近钻头测量短节采集井下地质参数信号，并将井下地质参数信号通过第五线缆传输到第二数据收发短节。
步骤502、第二数据收发短节将井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器，并通过第二耦合器与第一耦合器的耦合连接，将井下地质参数信号传输给第一数据收发短节。
步骤503、第一数据收发短节通过第一线缆将井下地质参数信号传输给随钻测量短节。
步骤504、随钻测量短节将井下地质参数信号转换为泥浆脉冲信号，并将泥浆脉冲信号发送到井口的终端。
值得说明的是，上述步骤502中的第二数据收发短节将井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器，可以通过如下方式实现：
第二数据收发短节通过第四耦合器与第三耦合器的耦合连接将井下地质参数信号传输到第三耦合器，以使得第三耦合器上的井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器。
本发明实施例提供的一种井下地质参数的通讯方法，通过第一耦合器和第二耦合器耦合连接，可以将近钻头测量短节测得的井下地质参数通过耦合器耦合的方式传输到随钻测量系统，进而传输到井口终端。本发明采用耦合器耦合的方式传输井下地质参数，数据传输速率较快，且不受地层环境的影响；另外无需采用有线方式连接，整个井下地质参数的通讯装置结构简单，利于装配。
采用本发明实施例提供的井下地质参数的通讯方法可以传输速率可达到100kbps。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种井下地质参数的通讯装置，其特征在于，包括：随钻测量系统以及测量与传输马达系统；所述随钻测量系统包括随钻测量短节和第一数据收发短节；在所述第一数据收发短节下部连接有第一耦合器；
所述测量与传输马达系统包括第二数据收发短节、螺杆马达、近钻头测量短节和钻头；在所述测量与传输马达系统上部设置有第二耦合器；
所述第一耦合器和所述第二耦合器耦合连接。
2.根据权利要求1所述的井下地质参数的通讯装置，其特征在于，所述随钻测量短节通过第一线缆与所述第一数据收发短节连接；所述第一数据收发短节通过第二线缆与所述第一耦合器连接。
3.根据权利要求2所述的井下地质参数的通讯装置，其特征在于，所述第二耦合器通过第三线缆与所述第二数据收发短节连接；所述第二数据收发短节通过第四线缆跨过所述螺杆马达与所述近钻头测量短节连接；所述钻头的上部与所述近钻头测量短节的下端相接。
4.根据权利要求2所述的井下地质参数的通讯装置，其特征在于，所述第二耦合器通过第三线缆跨过所述螺杆马达与一第三耦合器连接；所述第三耦合器与其下方的一第四耦合器耦合连接；所述第四耦合器通过第四线缆与所述第二数据收发短节连接；所述第二数据收发短节通过第五线缆与所述近钻头测量短节连接；所述钻头的上部与所述近钻头测量短节的下端相接。
5.一种井下地质参数的通讯方法，其特征在于，应用于权利要求3所述的井下地质参数的通讯装置；所述井下地质参数的通讯方法，包括：
近钻头测量短节采集井下地质参数信号，并将所述井下地质参数信号通过第四线缆跨过螺杆马达传输到第二数据收发短节；
所述第二数据收发短节通过第二耦合器和第一耦合器的耦合连接，传输所述井下地质参数信号到所述第一数据收发短节。
6.根据权利要求5所述的井下地质参数的通讯方法，其特征在于，还包括：
所述第一数据收发短节通过第一线缆将所述井下地质参数信号传输给随钻测量短节；
所述随钻测量短节将所述井下地质参数信号转换为泥浆脉冲信号，并将所述泥浆脉冲信号发送到井口的终端。
7.一种井下地质参数的通讯方法，其特征在于，应用于权利要求4所述的井下地质参数的通讯装置；所述井下地质参数的通讯方法，包括：
近钻头测量短节采集井下地质参数信号，并将所述井下地质参数信号通过第五线缆传输到第二数据收发短节；
所述第二数据收发短节将所述井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器，并通过第二耦合器与第一耦合器的耦合连接，将所述井下地质参数信号传输给第一数据收发短节。
8.根据权利要求7所述的井下地质参数的通讯方法，其特征在于，还包括：
所述第一数据收发短节通过第一线缆将所述井下地质参数信号传输给随钻测量短节；
所述随钻测量短节将所述井下地质参数信号转换为泥浆脉冲信号，并将所述泥浆脉冲信号发送到井口的终端。
9.根据权利要求7所述的井下地质参数的通讯方法，其特征在于，所述第二数据收发短节将所述井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器，包括：
所述第二数据收发短节通过第四耦合器与第三耦合器的耦合连接将所述井下地质参数信号传输到第三耦合器，以使得所述第三耦合器上的井下地质参数信号通过第三线缆跨过螺杆马达传输到第二耦合器。
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