CN110242274B - 一种内芯式小径电阻率测量仪器 - Google Patents
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Abstract
一种内芯式小径电阻率测量仪器，包括电路部分和机械部分，电路部分包括测量电路板总成、转换电路板总成、控制电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路和时钟电池，机械部分包括电路转换接头、天线骨架、天线外壳、缠绕天线、小触指装置、测量电路壳体、固定销、防转键、测量电路外筒、减震密封装置、测量电路壳体后座、大触指装置、测量电路外转接筒、控制部分外筒、控制部分电路壳体、叠压碟簧、挂接接头。本发明下井方式与可打捞下井方式相同，即：用井场气葫芦吊起来仪器，然后挂住下放到钻铤内。
Description
技术领域
本发明属于油井地质参数测量领域，具体地说是一种内芯式小径电阻率测量仪器。
背景技术
随着国内外石油行业的迅速崛起，无线随钻测斜仪得到了较快发展及更新换代，由于人们对石油的开采技术要求越来越严格，在这种大环境下产生了比普通测斜仪更为精准和先进的无线随钻仪器，这种仪器能不光能测量井下的井斜，方位等常规参数，还能对地质参数进行测量，比如随钻电阻率，随钻伽马，随钻密度，随钻孔隙度等，也能对钻井工程参数进行测量，如随钻钻具扭矩，随钻振动参数，随钻钻压等。也可以概括来说，这种测斜仪器为普通测斜仪器的升级产品。市场面常见的这种仪器我们称为LWD系统，这种仪器通常为钻铤式，即仪器的外径很大，一般和钻铤外圆相似，测量电路及其传输电线都在仪器的外圆上，内部为泥浆流道。这种钻铤式测量仪器的不足是体积太大，加工复杂，成本高，仪器一般的重量会在１．５吨左右，长度接近１０米，不仅运输不便，下井也很麻烦。
发明内容
本发明提供一种内芯式小径电阻率测量仪器，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种内芯式小径电阻率测量仪器，包括电路部分和机械部分，电路部分包括测量电路板总成、转换电路板总成、控制电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路和时钟电池，机械部分包括电路转换接头、天线骨架、天线外壳、缠绕天线、小触指装置、测量电路壳体、固定销 、防转键 、测量电路外筒、减震密封装置 、测量电路壳体后座、大触指装置、测量电路外转接筒、控制部分外筒、控制部分电路壳体、叠压碟簧、挂接接头；测量电路外筒的一端螺纹连接天线骨架的一端，天线骨架的内部为中空结构，天线骨架的外周套装缠绕天线，天线骨架的外周固定安装天线外壳，缠绕天线位于天线外壳内，天线骨架的另一端螺纹连接电路转换接头的一端，测量电路外筒的另一端螺纹连接测量电路外转接筒的一端，大触指装置与测量电路外转接筒的一端接触配合，测量电路外筒内设有测量电路壳体，测量电路壳体的两端分别插入对应的天线骨架、测量电路外转接筒内，小触指装置与天线骨架的内壁端面接触配合，测量电路壳体的外周套装测量电路壳体后座，减震密封装置设于测量电路壳体的外周，测量电路板总成分别插接安装于测量电路壳体的外周凹陷处，转换电路板总成、控制电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、控制部分电路壳体、通讯电路、时钟电池和叠压碟簧均位于控制部分外筒内，转换电路板总成、控制电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路和时钟电池均插接于控制部分电路壳体的外周，控制部分外筒的外端螺纹连接挂接接头的一端，控制部分电路壳体与挂接接头之间设有叠压碟簧。
如上所述的一种内芯式小径电阻率测量仪器，所述的小触指装置、大触指装置均为为表面镀层为铬金属的平面弹簧。
如上所述的一种内芯式小径电阻率测量仪器，所述的测量电路板总成用以测量井下情况，接收信号并测量生成模拟信号；转换电路板总成用以将测量后的信号转换成数字信号；放大及其信号处理电路板总成用以对转换的数字信号放大、处理；通讯电路用以对放大的信号输出；时钟电池为通讯电路供电；测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路分别与控制电路板总成电路连接，控制电路板总成用以控制测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路井下工作。
如上所述的一种内芯式小径电阻率测量仪器，所述的电路转换接头的另一端挂接电池，电池分别与测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路和控制电路板总成电路连接。
本发明的优点是：本发明下井方式与可打捞下井方式相同，即：用井场气葫芦吊起来仪器，然后挂住下放到钻铤内。本发明的工作原理是：仪器依靠外部电池供电，测量电路板总成就会使发射端的缠绕天线发出电磁波并且接收端的缠绕天线接收电磁波，完成测量功能。因为此仪器采用双发射双接收的结构，中间两个为接收天线，边缘为两个发射天线结构，并且测量电路板总成分布在每个测量电路壳体里。这样就会形成发射天线发出的电磁波传递到周边的岩石地层中，两个接收天线就会因为回路的缘故进行接收电磁波，产生接收信号，形成闭环的电磁波磁场。信号强度取决于地层电阻率的大小。发射电磁波信号和接收电磁波信号会通过转换电路及其控制电路的控制和处理，放大及其信号处理系统等放大，就会形成电阻率曲线。因为磁场进入地层后进行相应的信号衰减，会得到不同的衰减曲线，通过曲线中的振幅和相移衰减变化，测量和分析出不同地层的岩层变化及其成分构成，从而对井下环境组成更为了解。本发明的优点一：内芯式小径电阻率测量仪器的机械尺寸很小，外径仅有４５毫米，适用于大小井眼的复杂钻进，高温井的钻进，复杂井的钻进，适用性能更好；二：内芯式小径电阻率测量仪器的拆卸安装及其方便，因为重量较轻，能在施工现场更换常规易损件，给维修节省了时间，工作效率提高；三：内芯式小径电阻率测量仪器内部设计触指装置，触指装置镀有绝缘超高的金属涂层，能耐高温４００摄氏度以上，还能够缓冲井底震动，可靠性强；四：内芯式小径电阻率测量仪器的内部机械件采用插接式结构，且配合防转键的固定形式，大大缩短了拆卸安装时间；五：内芯式小径电阻率测量仪器采用O-Ring的减震密封形式，安装拆卸方便，节省了成本；六：内芯式小径电阻率测量仪器外筒采用螺纹式连接，拆卸方便，安全可靠；七：内芯式小径电阻率测量仪器外筒采用进口Ｃ１７２００材料，屈服强度大于１１００MPa，井下耐磨，耐冲刷性能更强；八：内芯式小径电阻率测量仪器采用两发射两接收的天线安装结构设计，数量对称，并且两个天线间距离为４６０mm，电磁波在合理的接收半径内；九：内芯式小径电阻率测量仪器控制电路总成末端采用碟簧压紧，安全可靠，能够缓冲较大的井底震动；十：内芯式小径电阻率测量仪器加工成本低，不需要特大设备进行加工，普通设备即可完成所有配件加工，材料及其人力浪费量大大降低；十一：内芯式小径电阻率测量仪器质量轻，拆卸快并且运输方便，节省了运输成本；十二：内芯式小径电阻率测量仪器的内部电路壳体采用经过阳极氧化的超硬铝材料，结构性能及其强度高。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明的结构示意图；图2是本发明的部分结构爆炸示意图；图3是本发明的部分结构爆炸示意图；图4是本发明的部分结构爆炸示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
一种内芯式小径电阻率测量仪器，如图所示，包括电路部分和机械部分，电路部分包括测量电路板总成10、转换电路板总成15、控制电路板总成16、放大及其信号处理电路板总成17、通讯电路20和时钟电池21，机械部分包括电路转换接头1、天线骨架2、天线外壳3、缠绕天线4、小触指装置5、测量电路壳体6、固定销 7、防转键 8、测量电路外筒9、减震密封装置11 、测量电路壳体后座12、大触指装置13、测量电路外转接筒14、控制部分外筒18、控制部分电路壳体19、叠压碟簧22、挂接接头23；测量电路外筒9的一端螺纹连接天线骨架2的一端，测量电路外筒9的内壁两端均开设内螺纹，天线骨架2的外周两端均开设外螺纹，天线骨架2的内部为中空结构，天线骨架2的外周套装缠绕天线4，天线骨架2的外周固定安装天线外壳3，缠绕天线4位于天线外壳3内，天线骨架2的另一端螺纹连接电路转换接头1的一端，电路转换接头1为中空结构且其内壁一端开设内螺纹，中空结构用以过线，内螺纹用以连接，测量电路外筒9的另一端螺纹连接测量电路外转接筒14的一端，大触指装置13与测量电路外转接筒14的一端接触配合，测量电路外筒9内设有测量电路壳体6，测量电路壳体6的两端分别插入对应的天线骨架2、测量电路外转接筒14内，小触指装置5与天线骨架2的内壁端面接触配合，测量电路壳体6的外周套装测量电路壳体后座12，测量电路壳体后座12的外周与测量电路外筒9的内壁接触配合，且测量电路壳体后座12的一端与测量电路外转接筒14的内端接触配合，减震密封装置11设于测量电路壳体6的外周，测量电路板总成10分别插接安装于测量电路壳体6的外周凹陷处，转换电路板总成15、控制电路板总成16、放大及其信号处理电路板总成17、控制部分电路壳体19、通讯电路20、时钟电池21和叠压碟簧22均位于控制部分外筒18内，转换电路板总成15、控制电路板总成16、放大及其信号处理电路板总成17、通讯电路20和时钟电池21均插接于控制部分电路壳体19的外周，控制部分外筒18的外端螺纹连接挂接接头23的一端，挂接接头23的另一端螺纹连接尾椎，即仪器最末端，控制部分电路壳体19与挂接接头23之间设有叠压碟簧22。本发明下井方式与可打捞下井方式相同，即：用井场气葫芦吊起来仪器，然后挂住下放到钻铤内。本发明的工作原理是：仪器依靠外部电池供电，测量电路板总成就会使发射端的缠绕天线发出电磁波并且接收端的缠绕天线接收电磁波，完成测量功能。因为此仪器采用双发射双接收的结构，中间两个为接收天线，边缘为两个发射天线结构，并且测量电路板总成分布在每个测量电路壳体里。这样就会形成发射天线发出的电磁波传递到周边的岩石地层中，两个接收天线就会因为回路的缘故进行接收电磁波，产生接收信号，形成闭环的电磁波磁场。信号强度取决于地层电阻率的大小。发射电磁波信号和接收电磁波信号会通过转换电路及其控制电路的控制和处理，放大及其信号处理系统等放大，就会形成电阻率曲线。因为磁场进入地层后进行相应的信号衰减，会得到不同的衰减曲线，通过曲线中的振幅和相移衰减变化，测量和分析出不同地层的岩层变化及其成分构成，从而对井下环境组成更为了解。本发明的优点一：内芯式小径电阻率测量仪器的机械尺寸很小，外径仅有４５毫米，适用于大小井眼的复杂钻进，高温井的钻进，复杂井的钻进，适用性能更好；二：内芯式小径电阻率测量仪器的拆卸安装及其方便，因为重量较轻，能在施工现场更换常规易损件，给维修节省了时间，工作效率提高；三：内芯式小径电阻率测量仪器内部设计触指装置，触指装置镀有绝缘超高的金属涂层，能耐高温４００摄氏度以上，还能够缓冲井底震动，可靠性强；四：内芯式小径电阻率测量仪器的内部机械件采用插接式结构，且配合防转键的固定形式，大大缩短了拆卸安装时间；五：内芯式小径电阻率测量仪器采用O-Ring的减震密封形式，安装拆卸方便，节省了成本；六：内芯式小径电阻率测量仪器外筒采用螺纹式连接，拆卸方便，安全可靠；七：内芯式小径电阻率测量仪器外筒采用进口Ｃ１７２００材料，屈服强度大于１１００MPa，井下耐磨，耐冲刷性能更强；八：内芯式小径电阻率测量仪器采用两发射两接收的天线安装结构设计，数量对称，并且两个天线间距离为４６０mm，电磁波在合理的接收半径内；九：内芯式小径电阻率测量仪器控制电路总成末端采用碟簧压紧，安全可靠，能够缓冲较大的井底震动；十：内芯式小径电阻率测量仪器加工成本低，不需要特大设备进行加工，普通设备即可完成所有配件加工，材料及其人力浪费量大大降低；十一：内芯式小径电阻率测量仪器质量轻，拆卸快并且运输方便，节省了运输成本；十二：内芯式小径电阻率测量仪器的内部电路壳体采用经过阳极氧化的超硬铝材料，结构性能及其强度高。
具体而言，如图1所示，本实施例所述的小触指装置5、大触指装置13均为为表面镀层为铬金属的平面弹簧。该结构能够起到减震和缓冲的效果，更换也比较方便，且价格低廉，镀层为绝缘超高的金属涂层，能耐４００℃以上高温。
具体的，如图1所示，本实施例所述的测量电路板总成用以测量井下情况，接收信号并测量生成模拟信号；转换电路板总成用以将测量后的信号转换成数字信号；放大及其信号处理电路板总成用以对转换的数字信号放大、处理；通讯电路用以对放大的信号输出；时钟电池为通讯电路供电；测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路分别与控制电路板总成电路连接，控制电路板总成用以控制测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路井下工作。该结构能够有效测得电阻率。
进一步的，如图1所示，本实施例所述的电路转换接头1的另一端挂接电池，电池分别与测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路和控制电路板总成电路连接。该结构用以供给本装置工作所需电能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种内芯式小径电阻率测量仪器，其特征在于：包括电路部分和机械部分，电路部分包括测量电路板总成（10）、转换电路板总成（15）、控制电路板总成（16）、放大及其信号处理电路板总成（17）、通讯电路（20）和时钟电池（21），机械部分包括电路转换接头（1）、天线骨架（2）、天线外壳（3）、缠绕天线（4）、小触指装置（5）、测量电路壳体（6）、固定销 （7）、防转键（8）、测量电路外筒（9）、减震密封装置（11） 、测量电路壳体后座（12）、大触指装置（13）、测量电路外转接筒（14）、控制部分外筒（18）、控制部分电路壳体（19）、叠压碟簧（22）、挂接接头（23）；测量电路外筒（9）的一端螺纹连接天线骨架（2）的一端，天线骨架（2）的内部为中空结构，天线骨架（2）的外周套装缠绕天线（4），天线骨架（2）的外周固定安装天线外壳（3），缠绕天线（4）位于天线外壳（3）内，天线骨架（2）的另一端螺纹连接电路转换接头（1）的一端，测量电路外筒（9）的另一端螺纹连接测量电路外转接筒（14）的一端，大触指装置（13）与测量电路外转接筒（14）的一端接触配合，测量电路外筒（9）内设有测量电路壳体（6），测量电路壳体（6）的两端分别插入对应的天线骨架（2）、测量电路外转接筒（14）内，小触指装置（5）与天线骨架（2）的内壁端面接触配合，测量电路壳体（6）的外周套装测量电路壳体后座（12），减震密封装置（11）设于测量电路壳体（6）的外周，测量电路板总成（10）分别插接安装于测量电路壳体（6）的外周凹陷处，转换电路板总成（15）、控制电路板总成（16）、放大及其信号处理电路板总成（17）、控制部分电路壳体（19）、通讯电路（20）、时钟电池（21）和叠压碟簧（22）均位于控制部分外筒（18）内，转换电路板总成（15）、控制电路板总成（16）、放大及其信号处理电路板总成（17）、通讯电路（20）和时钟电池（21）均插接于控制部分电路壳体（19）的外周，控制部分外筒（18）的外端螺纹连接挂接接头（23）的一端，控制部分电路壳体（19）与挂接接头（23）之间设有叠压碟簧（22）。
2.根据权利要求1所述的一种内芯式小径电阻率测量仪器，其特征在于：所述的小触指装置（5）、大触指装置（13）均为为表面镀层为铬金属的平面弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的一种内芯式小径电阻率测量仪器，其特征在于：所述的测量电路板总成用以测量井下情况，接收信号并测量生成模拟信号；转换电路板总成用以将测量后的信号转换成数字信号；放大及其信号处理电路板总成用以对转换的数字信号放大、处理；通讯电路用以对放大的信号输出；时钟电池为通讯电路供电；测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路分别与控制电路板总成电路连接，控制电路板总成用以控制测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路井下工作。
4.根据权利要求3所述的一种内芯式小径电阻率测量仪器，其特征在于：所述的电路转换接头（1）的另一端挂接电池，电池分别与测量电路板总成、转换电路板总成、放大及其信号处理电路板总成、通讯电路和控制电路板总成电路连接。
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| CN104334831A (zh) * | 2012-03-22 | 2015-02-04 | Aps技术公司 | 用于将信息从井中的井下钻柱传输到地表的旋转式脉冲发生器和方法 |
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2019
- 2019-05-21 CN CN201910424003.0A patent/CN110242274B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110242274A (zh) | 2019-09-17 |
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