CN108678734A - 一种适用范围大的近钻头测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用范围大的近钻头测量装置，包括发射短节、信号调制电路、螺杆、信号解调电路、接收短节、发射天线及接收天线，螺杆一端与发射短节相连，螺杆另一端与接收短节相连，发射短节内部固定安装有信号调制电路，接收短节内部固定安装有信号解调电路，发射短节背离连接螺杆一端固定安装有发射天线，接收短节连接螺杆一端固定安装有接收天线，发射天线及接收天线的绕线方式及结构一致，该发明结构合理、简单，维护方便，服务费用较低，用该方式缠绕天线，这样电磁波在泥浆中直接进行长距离传输，电磁波传输不受限于钻井液的类型、配比，因而适用范围大大增大。
Description
技术领域
本发明涉及钻头测量设备技术领域，具体为一种适用范围大的近钻头测量装置。
背景技术
近几年,随着油田勘测开发的不断推进,石油钻井系统为获取钻头的真实参数而研制开发了各种形式的近钻头智能测量系统，现有技术：近钻头发射短节和接收短节之间的通信包括导线、超声波和电磁波通信。
其中，导线传输对布线方式及布线空间有一定要求，且在间隔的钻具上开过线孔后在一定程度上会降低钻具的强度，从而降低使用寿命。超声波在流体中，特别是在泥浆中实现长距离、多信号的传输是不现实的。而且导线传输和超声波传输难与其他马达配合使用，仪器维护不便且服务费用昂贵，大多数电磁波传输最终都是转化为电信号进行传输，这样会受到钻具及钻井液的阻抗影响，受限于具有一定阻抗的钻井液(如只适用于一定阻抗的水基泥浆，而不能用在油基泥浆中)，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用范围大的近钻头测量装置，本发明包括主要包括发射短节、接收短节两部分，发射短节内部固定安装有信号调制电路，接收短节内部固定安装有信号解调电路，发射天线包括天线及软磁材料，软磁材料固定安装于发射短节内，天线包裹于软磁材料外侧表面，用该方式缠绕天线，这样电磁波在泥浆中直接进行长距离传输，电磁波传输不受限于钻井液的类型、配比，因而适用范围大大增大，且结构简单，维护方便，服务费用较低，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用范围大的近钻头测量装置，包括发射短节、信号调制电路、螺杆、信号解调电路、接收短节、发射天线及接收天线，所述螺杆一端与发射短节相连，所述螺杆另一端与接收短节相连，所述发射短节内部固定安装有信号调制电路，所述接收短节内部固定安装有信号解调电路，所述发射短节背离连接螺杆一端固定安装有发射天线，所述接收短节连接螺杆一端固定安装有接收天线，所述发射天线及接收天线的绕线方式及结构一致。
优选的，所述发射天线包括天线及软磁材料，所述软磁材料固定安装于发射短节内，所述天线包裹于软磁材料外侧表面。
优选的，所述螺杆表面设有螺纹，所述螺杆分别通过螺纹与发射短节及接收短节相连。
优选的，所述信号调制电路通过发射天线发出的电磁波与接收天线相适配。
优选的，其使用方法包括以下步骤：
步骤一：在制造发射短节及接收短节时，发射天线和接收天线内部的天线均包裹在软磁材料外侧表面；
步骤二：固定发射短节及接收短节，将内设信号调制电路和发射天线的发射短节与螺杆一端旋接，将内设信号解调电路和接收天线的接收短节与螺杆另一端旋接；
步骤三：将整体固定安装于钻杆内，当钻头开始工作时，信号调制电路发出信号，通过发射天线发出电磁波；
步骤四：由接收天线接收电磁波，将信号放大，通过滤波电路将信号传递给信号解调电路；
步骤五：通过信号解调电路将电子信号传送至终端机，达到测量钻头数据的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明包括主要包括发射短节、接收短节两部分，发射短节内部固定安装有信号调制电路，接收短节内部固定安装有信号解调电路，发射天线包括天线及软磁材料，软磁材料固定安装于发射短节内，天线包裹于软磁材料外侧表面，用该方式缠绕天线，这样电磁波在泥浆中直接进行长距离传输，电磁波传输不受限于钻井液的类型、配比，因而适用范围大大增大。
(2)结构简单，维护方便，服务费用较低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为发射天线绕线方式示意图。
图3为发射天线磁通示意图。
图4为电路系统结构框图。
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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种适用范围大的近钻头测量装置，包括发射短节1、信号调制电路2、螺杆3、信号解调电路4、接收短节5、发射天线6及接收天线7，螺杆2表面设有螺纹，螺杆3一端与发射短节1相连，螺杆3另一端与接收短节5相连，发射短节1内部固定安装有信号调制电路2，接收短节5内部固定安装有信号解调电路4，发射短节1背离连接螺杆3一端固定安装有发射天线6，接收短节7连接螺杆3一端固定安装有接收天线7，发射天线6及接收天线7的绕线方式及结构一致。
如图2-3所示，发射天线6包括天线61及软磁材料62，软磁材料62固定安装于发射短节1内，天线61包裹于软磁材料62外侧表面。
如图4所示，一种适用范围大的近钻头测量装置，其使用方法包括以下步骤：
步骤一：在制造发射短节1及接收短节3时，发射天线6和接收天线7内部的天线均包裹在软磁材料外侧表面；
步骤二：固定发射短节1及接收短节3，将内设信号调制电路4和发射天线6的发射短节1与螺杆2一端旋接，将内设信号解调电路5和接收天线7的接收短节3与螺杆2另一端旋接；
步骤三：将整体固定安装于钻杆内，当钻头开始工作时，信号调制电路4发出信号，通过发射天线6发出电磁波；
步骤四：由接收天线7接收电磁波，将信号放大，通过滤波电路将信号传递给信号解调电路5；
步骤五：通过信号解调电路5将电子信号传送至终端机，达到测量钻头数据的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种适用范围大的近钻头测量装置，其特征在于：包括发射短节(1)、信号调制电路(2)、螺杆(3)、信号解调电路(4)、接收短节(5)、发射天线(6)及接收天线(7)，所述螺杆(3)一端与发射短节(1)相连，所述螺杆(3)另一端与接收短节(5)相连，所述发射短节(1)内部固定安装有信号调制电路(2)，所述接收短节(5)内部固定安装有信号解调电路(4)，所述发射短节(1)背离连接螺杆(3)一端固定安装有发射天线(6)，所述接收短节(7)连接螺杆(3)一端固定安装有接收天线(7)，所述发射天线(6)及接收天线(7)的绕线方式及结构一致。
2.根据权利要求1所述的一种适用范围大的近钻头测量装置，其特征在于：所述发射天线(6)包括天线(61)及软磁材料(62)，所述软磁材料(62)固定安装于发射短节(1)内，所述天线(61)包裹于软磁材料(62)外侧表面。
3.根据权利要求1所述的一种适用范围大的近钻头测量装置，其特征在于：所述螺杆(2)表面设有螺纹，所述螺杆(2)分别通过螺纹与发射短节(1)及接收短节(5)相连。
4.根据权利要求1所述的一种适用范围大的近钻头测量装置，其特征在于：所述信号调制电路(4)通过发射天线(6)发出的电磁波与接收天线(7)相适配。
5.实现权利要求1所述的一种适用范围大的近钻头测量装置，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
步骤一：在制造发射短节(1)及接收短节(3)时，发射天线(6)和接收天线(7)内部的天线均包裹在软磁材料外侧表面；
步骤二：固定发射短节(1)及接收短节(3)，将内设信号调制电路(4)和发射天线(6)的发射短节(1)与螺杆(2)一端旋接，将内设信号解调电路(5)和接收天线(7)的接收短节(3)与螺杆(2)另一端旋接；
步骤三：将整体固定安装于钻杆内，当钻头开始工作时，信号调制电路(4)发出信号，通过发射天线(6)发出电磁波；
步骤四：由接收天线(7)接收电磁波，将信号放大，通过滤波电路将信号传递给信号解调电路(5)；
步骤五：通过信号解调电路(5)将电子信号传送至终端机，达到测量钻头数据的目的。
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