CN110439543A - 用于测量井下参数的记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于测量井下参数的记录装置。井下记录装置包括：壳体扶正器；壳体；至少一个径向连接器，所述至少一个径向连接器将所述壳体连接到所述壳体扶正器；以及环形空间，所述环形空间在所述壳体扶正器与所述壳体之间。所述壳体扶正器具有第一端和第二端，以及穿过所述壳体扶正器从所述第一端到所述第二端的纵向开口。所述壳体径向地定位在所述纵向开口内。所述壳体被配置为接纳井下传感器。所述环形空间位于所述壳体扶正器的所述纵向开口中并允许从所述壳体扶正器的所述第一端到所述壳体扶正器的所述第二端的流体连通。

Description

用于测量井下参数的记录装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月4日提交的具有序列号62/666,720的美国临时专利申请的优先权，该专利申请的全文以引用方式并入本文。

背景技术

在地下钻井中，钻头用于将井筒钻入地下地层中。钻头附接到管道的回到地面的部段。管道的附接部段连接到其它井下工具，并且被统称为钻柱。钻柱的位于钻孔的底部附近的部段被称为井底组件(BHA)。BHA典型地包括钻头、传感器、电池、遥测装置和位于钻头附近的其它设备。钻井液，有时被称为钻井泥浆，通过形成钻柱的管道从地面提供到钻头。钻井液的主要功能是冷却钻头并将钻屑带离钻孔的底部并向上穿过钻柱与钻孔壁之间的环形空间。传感器可以放在BHA中或钻头上以测量井下钻井参数或其它参数。

发明内容

在一些实施方案中，一种井下记录装置包括：壳体扶正器；壳体；至少一个径向连接器，所述至少一个径向连接器将所述壳体连接到所述壳体扶正器；以及环形空间，所述环形空间在所述壳体扶正器与所述壳体之间。所述壳体扶正器具有第一端和第二端，以及穿过所述壳体扶正器从所述第一端到所述第二端的纵向开口。所述壳体径向地定位在所述纵向开口内。所述壳体被配置为接纳井下传感器。所述环形空间位于所述壳体扶正器的所述纵向开口中并允许从所述壳体扶正器的所述第一端到所述壳体扶正器的所述第二端的流体连通。

在一些实施方案中，一种井下工具包括：井下工具，所述井下工具具有中心孔；以及井下记录装置，所述井下记录装置定位在所述中心孔中。所述井下记录装置包括：壳体扶正器；壳体；至少一个径向连接器，所述至少一个径向连接器将所述壳体连接到所述壳体扶正器；以及环形空间，所述环形空间在所述壳体扶正器与所述壳体之间。所述壳体扶正器具有第一端和第二端，以及穿过所述壳体扶正器从所述第一端到所述第二端的纵向开口。所述壳体径向地定位在所述纵向开口内。所述壳体被配置为接纳井下传感器。所述环形空间位于所述壳体扶正器的所述纵向开口中并允许从所述壳体扶正器的所述第一端到所述壳体扶正器的所述第二端的流体连通。

在一些实施方案中，一种用于测量井下参数的系统包括：钻头，所述钻头具有中心孔和旋转轴线；以及井下记录装置，所述井下记录装置定位在所述中心孔中。所述井下记录装置包括：壳体扶正器；壳体；至少一个传感器，所述至少一个传感器在所述壳体中；至少一个径向连接器，所述至少一个径向连接器将所述壳体连接到所述壳体扶正器；以及环形空间，所述环形空间在所述壳体扶正器与所述壳体之间。所述壳体扶正器具有第一端和第二端，以及穿过所述壳体扶正器从所述第一端到所述第二端的纵向开口。所述壳体径向地定位在所述纵向开口内。所述壳体被配置为接纳井下传感器。所述环形空间位于所述壳体扶正器的所述纵向开口中并允许从所述壳体扶正器的所述第一端到所述壳体扶正器的所述第二端的流体连通。

本发明内容被提供用来介绍对概念的选择，这些概念在详细描述中进一步描述。本发明内容不旨在标识要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用来帮助限定要求保护的主题的范围。本文将阐述本公开的实施方案的附加特征和方面，并且部分地将从描述显而易见，或可以通过实践这些实施方案来了解。

附图说明

为了描述可获得本公开的上述和其它特征的方式，将通过参考在附图中示出的本公开的具体实施方案来呈现更特定的描述。为了更好地理解，在各个附图中，相同的元件已经由相同的附图标记标示。虽然附图中的一些可以是概念的示意性或夸大的表示，但是附图中的至少一些可以按比例绘制。应理解，附图示出了一些示例实施方案，实施方案将通过使用附图用附加特征和细节来描述和解释，在附图中：

图1示意性地示出了根据本公开的至少一个实施方案的一般钻井站；

图2是根据本公开的至少一个实施方案的钻头和记录装置的剖视图；

图3-1是根据本公开的至少一个实施方案的图2的记录装置的透视图；

图3-2是根据本公开的至少一个实施方案的图3-1的记录装置的另一个透视图；

图4是根据本公开的至少一个实施方案的图3-1的记录装置的纵向剖视图；

图5是根据本公开的至少一个实施方案的另一个记录装置的纵向剖视图；

图6是根据本公开的至少一个实施方案的另一个记录装置的纵向剖视图；

图7是根据本公开的至少一个实施方案的另一个记录装置的纵向剖视图；

图8是根据本公开的至少一个实施方案的记录装置的径向剖视图；

图9-1至图9-3是根据本公开的附加的实施方案的记录装置的径向剖视图；

图10是根据本公开的至少一个实施方案的钻头和记录装置的纵向剖视图；

图11是根据本公开的至少一个实施方案的另一个钻头和记录装置的纵向剖视图；

图12是根据本公开的至少一个实施方案的另一个钻头和记录装置的纵向剖视图；

图13是根据本公开的至少一个实施方案的另一个钻头和记录装置的纵向剖视图；

图14是根据本公开的至少一个实施方案的用于测量井下参数的方法的方法图；

图15是根据本公开的至少一个实施方案的用于测量井下参数的另一个方法的方法图；以及

图16是根据本公开的至少一个实施方案的用于测量井下参数的另一个方法的方法图。

具体实施方式

本公开一般涉及用于在钻井时从钻头的纵向轴线和旋转轴线测量井下参数的装置、系统和方法。图1示出了用于钻挖地层101以形成井筒102的钻井系统100的一个示例。钻井系统100包括用于转动钻井工具组件104的钻机103，钻井工具组件104向下延伸到井筒102中。钻井工具组件104可以包括钻柱105、井底组件(“BHA”)106和钻头110，钻头105附接到钻柱105的井下端。

钻柱105可以包括钻杆108的通过工具接头109端对端连接的若干接头。钻柱105将钻井液传输通过中心孔并将旋转动力从钻机103传递到BHA 106。在一些实施方案中，钻柱105还可以包括附加部件，诸如接管、短节等。钻杆108提供液压通路，钻井液从地面泵送通过该液压通路。钻井液通过钻头110中的选定大小的喷嘴、射口或其它孔口排出，以便冷却钻头110和在其上的切削结构，并且用于在钻挖井筒102时将钻屑提到井筒102外。

BHA 106可以包括钻头110或其它部件。示例BHA106可以包括附加或其它部件(例如，联接在钻柱105与钻头110之间)。其它BHA部件的示例包括钻铤、稳定器、随钻测量(“MWD”)工具、随钻测井(“LWD”)工具、井下马达、井下扩孔器、型材铣刀、液压断开件、震击器、振动或阻尼工具、其它部件或前述的组合。

一般，钻井系统100可以包括其它钻井部件和配件，诸如特殊阀(例如，方钻杆、防喷器和安全阀)。包括在钻井系统100中的附加部件可以被认为是钻井工具组件104、钻柱105或BHA 106的一部分的一部分，这取决于钻井系统100中的部件的位置。

BHA 106中的钻头110可以是适合于分解井下材料的任何类型的钻头。例如，钻头110可以是适合于钻挖地层101的钻头。用于钻挖地层的钻头的示例类型是固定刀具或刮刀钻头。在其它实施方案中，钻头110可以是用于去除金属、复合物、弹性体、井下其它材料或其组合的铣刀。例如，钻头110可以与造斜器一起使用以铣削成衬于井筒102的套管107。钻头110也可以是用于铣削掉工具、插塞、水泥、井筒102内的其它材料或其组合的切屑铣刀。通过使用铣刀形成的磨屑或其它钻屑可以被提到地面，或可以被允许落到井下。

图2是根据本公开的钻头210的实施方案的侧视剖视图。钻头210包括记录装置212。记录装置212可以包括壳体扶正器214和壳体216。在一些实施方案中，记录装置212被放在钻头210的中心孔218中。

壳体216具有纵向轴线220，并且中心孔218具有纵向轴线222。在一些实施方案中，壳体216的纵向轴线220与孔的纵向轴线222相同(即，与之同轴)。在一些实施方案中，纵向轴线222与钻头210的旋转轴线相同。换句话说，钻头210可以围绕纵向轴线222旋转。在一些实施方案中，记录装置212相对于钻头210旋转地固定。

图3-1是图2的记录装置212的实施方案的顶部透视图。在一些实施方案中，壳体扶正器214是大体上柱形的。在其它实施方案中，壳体扶正器214具有非圆形横截面形状，诸如方形、矩形、五边形、八边形、其它多边形、椭圆形、其它弯曲、不规则或其它非圆形横截面形状。壳体扶正器214可以具有径向地围绕壳体216并在纵向轴线220的方向上轴向地延伸的环形空间224。环形空间224可以通过在壳体216周围的壳体扶正器214提供流体连通。在一些实施方案中，壳体216是大体上柱形的。壳体216可以位于环形空间224中并由至少一个连接器226支撑。在一些实施方案中，壳体216在壳体扶正器214中径向地对中。换句话说，壳体216可以位于壳体扶正器214的中间并沿着壳体纵向轴线220同轴地延伸。

在一些实施方案中，壳体扶正器214、壳体216、至少一个连接器226或其组合由耐磨或抗腐蚀材料制成。例如，壳体扶正器214、壳体216、至少一个连接器226或其组合可以由硬化钢(诸如工具钢)制成。在其它示例中，壳体扶正器214、壳体216、至少一个连接器226或其组合由金属碳化物(诸如碳化钨(WC)或碳化钛(TiC))制成。在其它示例中，壳体扶正器214、壳体216、至少一个连接器226或其组合由多晶金刚石(PCD)或立方氮化硼(cBN)制成。在一些实施方案中，壳体扶正器214、壳体216、至少一个连接器226或其组合由相同的材料制成。在其它实施方案中，壳体扶正器214、壳体216、至少一个连接器226或其组合由不同的材料制成。记录装置212可以位于钻头的中心孔中，并且中心孔可以暴露于流过钻头的钻井液。钻井液通常是腐蚀性的，并且因此用耐磨材料制成记录装置212、扶正器214、壳体216、连接器226或其它部件可以降低钻井液的腐蚀作用并延长记录装置212的使用寿命。

图3-2是图3-1的记录装置212的实施方案的底部透视图。在一些实施方案中，至少一个连接器226将壳体216连接到壳体扶正器214并且在纵向、径向和旋转方向中的每一者上相对于壳体扶正器214支撑壳体216。在一些实施方案中，多个连接器226将壳体216连接到壳体扶正器214并将壳体216支撑在扶正器214内。例如，图3-1和图3-2示出了具有围绕壳体216以相等的角度间隔定位的三个连接器226的记录装置212的实施方案。在其它实施方案中，多于或少于三个的连接器226将壳体216连接到壳体扶正器214。例如，1个、2个、4个、5个、6个或更多个连接器226中的任一者可以将壳体216连接到壳体扶正器214。在一些实施方案中，连接器226围绕壳体216以相等的角度间隔定位。例如，三个连接器226可以以120°间隔定位，四个连接器226可以以90°间隔定位等。在其它实施方案中，间距可以是不等的，并且连接器的质量任选地围绕壳体纵向轴线220(参见图2)旋转地平衡。例如，三个连接器226可以围绕壳体216的纵向轴线以不等的间隔定位，其中两个较小质量(例如，较薄或较短)的连接器226之间的间隔小于两个较薄/较短的连接器226与一个较大质量(例如，更厚或更长)的连接器226之间的间隔，使得可旋转的质量得到平衡。在一些实施方案中，钻头是质量失衡的，并且失衡的记录装置212可以校正或改进钻头的质量失衡。

图4是图2的记录装置212的实施方案的纵向剖视图。在一些实施方案中，壳体216包括具有安装区域228和电源230的底盘215。在一些实施方案中，安装区域228包括安装到其的一个或多个传感器。安装区域228可以包括多于一个传感器，诸如2、3、4、5、6或更多个传感器，包括相同或不同类型的一个或多个传感器。在一些实施方案中，安装区域228包括以下传感器类型中的一个或多个：温度、加速度计、陀螺仪、实时时钟、倾斜度、钻压、旋转速度、其它传感器或前述的任何组合。

在一些实施方案中，传感器封装中的一个或多个传感器在钻井操作期间测量钻井、地理、环境或其它参数。以这种方式，传感器封装可以是随钻测量封装。在一些实施方案中，传感器封装中的一个或多个传感器将测量到的参数记录在位于壳体216内的存储器装置上。在其它实施方案中，传感器封装中的一个或多个传感器将测量到的参数记录在位于壳体216外的存储器装置上。例如，测量到的参数可以存储在位于BHA中的井上位置的存储器装置上。在其它实施方案中，传感器封装中的一个或多个传感器可以将测量到的参数传输到地面。

将至少一个传感器放入壳体216中的安装区域228中可以允许将传感器封装放入钻头内接近切削结构的地方。更接近切削元件的传感器可以比放入BHA中的其它地方的传感器收集关于钻头状态、施加到钻头的力、钻头的移动或周围地层的更准确的信息。更准确的钻井信息可以使得钻井操作员能够响应钻井状况而改变操作参数，以估计在钻井之后的状况，或允许对钻井参数的自动估计和控制。另外，更准确的钻井信息可以帮助开发或选择更适合于给定状况的钻头。将传感器封装放入壳体216中可以另外允许从钻头的旋转中心收集信息。这可以帮助保护传感器并独立于旋转干扰来提供信息。

在一些实施方案中，电源230可以是在壳体216内的电池。在其它实施方案中，电源230可以在壳体216的外部，诸如来自像泥浆马达或涡轮的井下发电机。

图4中的壳体216具有壳体第一端232和壳体第二端234。在一些实施方案中，壳体第一端232是打开的，而壳体第二端234是封闭的。传感器封装和电源230可以从打开的壳体第一端232装载到壳体中。然后，可以使用插塞或其它密封构件236来密封壳体第一端232。在一些实施方案中，传感器封装位于壳体216的壳体第一端232附近，并且电源230位于壳体216的壳体第二端234附近。在其它实施方案中，传感器封装位于壳体第二端234附近，并且电源230位于壳体第一端232附近。在一些实施方案中，传感器封装可以通过分离器229与电源230分离。在一些实施方案中，传感器封装和电源230轴向地重叠，而不是轴向地间隔，如图4所示。

仍然参考图4，在一些实施方案中，密封构件236使用螺纹连接来连接到壳体216。在其它实施方案中，密封构件236使用压配合连接、机械连接器(例如，螺栓或螺钉)、粘合剂或钎焊或焊接来连接到壳体216。在其它实施方案中，密封构件236可以包括在密封构件236的外表面与壳体216的内表面之间的密封环，诸如O形环。在其它实施方案中，密封构件236可以包括一种或多种连接类型的任何组合。例如，密封构件236可以包括螺纹连接和密封环、用钎焊连接到壳体216的机械连接器，或用机械连接器和焊接连接到壳体的螺纹连接。在其它示例中，连接的任何组合可以将密封构件236连接到壳体216。

在一些实施方案中，密封构件236在壳体216的内部与壳体216的外部之间形成流体密封。在一些实施方案中，密封构件236在壳体216的内部与壳体216的外部之间形成高压密封。以这种方式，壳体216结合密封构件236可以成为压力壳体，以保护壳体216的内部免受中心孔218(参见图2)的内部中经历的压力的影响。

在一些实施方案中，壳体第一端232位于壳体第二端234之上。以这种方式，钻井液流238可以从壳体第一端232流过环形空间224并经过壳体第二端234。在一些实施方案中，密封构件236具有流体动力学有利的形状。例如，密封构件236可以是锥形、截头锥形金字塔形、半球形的，或具有大体上倒圆的顶部部分。这可以改善密封构件236和/或壳体216上的磨损。此外，流体动力学有利的形状可以减少钻井液流238通过环形空间224的湍流，从而减少壳体扶正器214和连接器226上的磨损并减少对记录装置212的不利的流体动力学影响。

在一些实施方案中，密封构件236由耐磨材料制成。例如，密封构件236可以由硬化钢(诸如工具钢)制成。在其它示例中，密封构件236可以由超硬材料(诸如像WC或TiC的金属碳化物，或诸如PCD或cBN)制成。

在一些实施方案中，壳体第二端234是扁平的或大部分是扁平的。例如，基本扁平的壳体第二端234可以具有在纵向方向上的变化，该变化不超过壳体第二端234的径向宽度的20％。在其它示例中，基本扁平的壳体第二端234可以具有在纵向方向上的不超过壳体第二端234的径向宽度的10％的变化。如果壳体第二端234接近中心孔(例如，图2的中心孔218)的底部，那么因钻井液撞击中心孔的底部而造成的涡流可以对第二端产生相对低的压力，从而帮助将记录装置固定在适当位置。在其它实施方案中，壳体第二端234是锥形、倒圆或其它形状的。倒圆壳体第二端234可以减小在壳体216的端部处经历的流体动力学冲击。

仍然参考图4，在一些实施方案中，弹性构件240轴向地位于密封构件236与底盘215之间(例如，安装区域228)。弹性构件240可以是波形弹簧、螺旋弹簧、泡沫、网状物、可压缩聚合物等。添加弹性构件240可以减少传感器封装因流238在密封构件236上的冲击而经历的噪声。

壳体扶正器214可以在壳体扶正器214的相对轴向端处具有壳体扶正器第一端242和壳体扶正器第二端244。在一些实施方案中，壳体扶正器第一端242包括诸如倒角、半径或斜面(例如，第一端斜面246)的端部处理部。在一些实施方案中，第一端斜面246位于壳体扶正器214的内部上。换句话说，第一端斜面246可以从壳体扶正器214的径向外侧径向向内渐缩到径向内侧，使得壳体扶正器第一端242的厚度在移动远离第一端242时增加。在一些实施方案中，第一端斜面246帮助减少壳体扶正器214和/或连接器226上的磨损。

在一些实施方案中，连接器226从壳体扶正器第一端242纵向地延伸到壳体扶正器第二端244。在其它实施方案中，连接器226纵向地延伸小于整个壳体扶正器长度248。具有壳体扶正器长度248的部分长度的连接器226可以从第一端242延伸、延伸到第二端244，开始和结束与第一端242和第二端244的偏离，或在其中具有轴向间隙。在其它实施方案中，连接器226可以纵向地延伸超过壳体扶正器214的第一端242和/或第二端244。

在一些实施方案中，连接器226由耐磨材料制成，诸如本文讨论的那些(例如，工具钢、WC、TiC、PCD、cBN)，但是也可以使用任何合适的材料。在一些实施方案中，连接器226在壳体扶正器第一端242附近由具有较高的耐磨性的材料制成。以这种方式，连接器226的对流238具有最高程度的暴露的部分将具有更大程度的磨损保护。在一些实施方案中，连接器226在第一端242和/或第二端244附近包括在径向方向和/或旋转方向上的弯曲边缘。

在一些实施方案中，壳体扶正器214具有壳体扶正器长度248，其范围具有上限值、下限值，或包括0.5in.(1.3cm)、1in.(2.5cm)、1.5in.(3.8cm)、2in.(5.0cm)、2.5in.(6.4cm)、3in.(7.6cm)、3.5in.(8.9cm)、4in.(10.2cm)、4.5in.(11.4cm)、5in.(12.7cm)、5.5in.(14.0cm)、6in.(15.2cm)、8in.(20.4cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体扶正器长度248可以大于0.5in.(1.3cm)。在另一个示例中，壳体扶正器长度248小于8in.(20.4cm)。在其它示例中，壳体扶正器长度248是在0.5in.(1.3cm)与8in.(20.4cm)之间的范围内的任何值。在其它示例中，壳体扶正器长度248大于8in.(20.4cm)。

仍然参考图4，在一些实施方案中，壳体扶正器214具有壳体扶正器外径250，其范围具有上限值、下限值，或包括1in.(2.5cm)1.5in.(3.8cm)、2in.(5.0cm)、2.5in.(6.4cm)、3in.(7.6cm)、3.5in.(8.9cm)、4in.(10.2cm)、4.5in.(11.4cm)、5in.(12.7cm)、5.5in.(14.0cm)、6in.(15.2cm)、8in.(20.4cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体扶正器外径250可以大于1in.(2.5cm)。在另一个示例中，壳体扶正器外径250小于8in.(20.4cm)。在其它示例中，壳体扶正器外径250是在1in.(2.5cm)与8in.(20.4cm)之间的范围内的任何值。在其它示例中，壳体扶正器外径250大于8in.(20.4cm)。

在一些实施方案中，壳体器214具有壳体扶正器内径252，其范围具有上限值、下限值，或包括0.75in.(1.9cm)、1in.(2.5cm)、1.5in.(3.8cm)、2in.(5.0cm)、2.5in.(6.4cm)、3in.(7.6cm)、3.5in.(8.9cm)、4in.(10.2cm)、4.5in.(11.4cm)、5in.(12.7cm)、5.75in.(14.6cm)、6in.(15.2cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体扶正器内径252可以大于0.75in.(1.9cm)。在另一个示例中，壳体扶正器内径252小于6in.(15.2cm)。在其它示例中，内径252是在0.75in.(1.9cm)与6in.(15.2cm)之间的范围内的任何值。在其它示例中，内径252大于6in.(15.2cm)。

在一些实施方案中，壳体扶正器214具有壳体扶正器厚度254，其范围具有上限值、下限值，或包括0.05in.(0.13cm)、0.1in.(0.25cm)、0.2in.(0.51cm)、0.3in.、(0.762cm)、0.4in.(1.02cm)、0.5in.(1.27cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体扶正器厚度254可以大于0.05in.(0.13cm)。在另一个示例中，壳体扶正器厚度254小于0.5in.(1.27cm)。在其它示例中，壳体扶正器厚度254是在0.05in.(0.13cm)与0.5in.(1.27cm)之间的范围内的任何值。在其它示例中，厚度354小于0.05in.(0.13cm)或大于0.5in.(1.27cm)。

在一些实施方案中，壳体216具有壳体直径256，其范围具有上限值、下限值，或包括0.4in.(1.02cm)、0.5in.(1.27cm)、0.6in.(1.52cm)、0.7in.(1.78cm)、0.8in.(2.03cm)、0.9in.(2.29cm)、1in.(2.54cm)、1.1in.(2.79cm)、1.2in.(3.05cm)、1.3in.(3.30cm)、1.4in.(3.56cm)、1.5in.(3.81cm)、2.0in.(5.08cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体直径256可以大于0.4in.(1.02cm)。在另一个示例中，壳体直径256小于2.0in.(5.08cm)。在其它示例中，壳体直径256是在0.4in.(1.02cm)与2.0in.(5.08cm)之间的范围内的任何值。在其它示例中，壳体直径256小于0.4in.(1.02cm)或大于2.0in.(5.08cm)。

在一些实施方案中，壳体216具有壳体长度258，其范围具有上限值、下限值，或包括2.5in.(6.35cm)、3in.(7.6cm)、4in.(10.2cm)、5in.(12.7cm)、6in.(15.2cm)、7in.(17.8cm)、8in.(20.3cm)、9in.(22.86cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体长度258可以大于2.5in.(6.35cm)。在另一个示例中，壳体长度258小于9in.(22.86cm)。在其它示例中，壳体长度258是在2.5in.(6.35cm)与9in.(22.86cm)之间的范围内的任何值。在其它示例中，壳体长度258小于2.5in.(6.35cm)或大于9in.(22.86cm)。

仍然参考图4，在一些实施方案中，壳体216具有壳体厚度259(即壳体216的围绕底盘215的径向厚度)，其范围具有上限值、下限值，或包括0.05in.(1.27mm)、0.10in.(2.54mm)、0.15in.(3.81mm)、0.20in.(5.08mm)、0.25in.(6.35mm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体厚度259可以大于0.05in.(1.27mm)。在另一个示例中，壳体厚度259小于0.25in.(6.35mm)。在其它示例中，壳体厚度259是在0.05in.(1.27mm)与0.25in.(6.35mm)之间的范围内的任何值。在其它实施方案中，壳体厚度259小于0.05in.(1.27mm)或大于0.25in.(6.35mm)。

在一些实施方案中，环形空间224可以具有环形宽度260，其范围具有上限值、下限值，或包括0.1in.(0.25cm)、0.2in.(0.51cm)、0.3in.、(0.762cm)、0.4in.(1.02cm)、0.5in.(1.27cm)、0.6in.(1.52cm)、0.7in.(1.78cm)、0.8in.(2.03cm)、0.9in.(2.29cm)、1inch(2.54cm)、1.1in.(2.79cm)、1.2in.(3.05cm)、1.3in.(3.30cm)、1.4in.(3.56cm)、1.5in.(3.81cm)、2.0in.(5.08cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，环形宽度260可以大于0.1in.(0.25cm)。在另一个示例中，环形宽度260小于2.0in.(5.08cm)。在其它示例中，环形宽度260是在0.1in.(0.25cm)与2.0in.(5.08cm)之间的范围内的任何值。在其它实施方案中，环形宽度260小于0.1in.(0.25cm)或大于2.0in.(5.08cm)。

在一些实施方案中，壳体长度258与壳体扶正器长度248相同。在其它实施方案中，壳体长度258与壳体扶正器长度248不同。例如，壳体长度258可以大于壳体扶正器长度248。在其它示例中，壳体长度258小于壳体扶正器长度248。

在一些实施方案中，壳体第一端232延伸超过壳体扶正器第一端242达第一端延伸长度262。第一端延伸长度262可以在某个范围内，该范围具有上限值、下限值，或包括0.1in.(0.25cm)、0.2in.(0.51cm)、0.3in.、(0.762cm)、0.4in.(1.02cm)、0.5in.(1.27cm)、0.6in.(1.52cm)、0.7in.(1.78cm)、0.8in.(2.03cm)、0.9in.(2.29cm)、1inch(2.54cm)、1.1in.(2.79cm)、1.2in.(3.05cm)、1.3in.(3.30cm)、1.4in.(3.56cm)、1.5in.(3.81cm)、1.6in.(4.06cm)、1.7in.(4.32cm)、1.8in.(4.57cm)、1.9in.(4.83cm)、2.0in.(5.08cm)、2.5in.(6.4cm)、3.0in.(7.6cm)、3.5in.(8.9cm)、4.0in.(10.2cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，第一端延伸长度262可以大于0.1in.(0.25cm)。在另一个示例中，第一端延伸长度262小于4.0in.(10.2cm)。在其它示例中，第一端延伸长度262是在0.1in.(0.25cm)与4.0in.(10.2cm)之间的范围内的任何值。在其它实施方案中，第一端延伸长度262小于0.1in.(0.25cm)或大于4.0in.(10.2cm)。

在一些实施方案中，壳体第二端234延伸超过壳体扶正器第二端244达第二端延伸长度264。第二端延伸长度264可以在某个范围内，该范围具有上限值、下限值，或包括0.1in.(0.25cm)、0.2in.(0.51cm)、0.3in.、(0.762cm)、0.4in.(1.02cm)、0.5in.(1.27cm)、0.75in.(1.91cm)、1inch(2.54cm)、1.25in.(3.18cm)、1.5in.(3.81cm)、1.75in.(4.44cm)、2.0in.(5.08cm)、2.25in.(5.72cm)、2.5in.(6.35cm)、2.75in.(6.99cm)、3.0in.(7.62cm)、3.25in.(8.26cm)、3.5in.(8.89cm)、4.0in.(10.2cm)中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，第二端延伸长度264可以大于0.1in.(0.25cm)。在另一个示例中，第二端延伸长度264小于4.0in.(10.2cm)。在其它示例中，第二端延伸长度264是在0.1in.(0.25cm)与4.0in.(10.2cm)之间的范围内的任何值。在其它示例中，第二端延伸长度264小于0.1in.(0.25)或大于4.0in.(10.2cm)。

现在参考图5，在一些实施方案中，记录装置312包括关于图2至图4描述的特征和特性中的任一者或每一者。壳体316可以使用至少一个连接器326固定到壳体扶正器314。在一些实施方案中，连接器326包括至少一个窗口366。包括至少一个窗口366可以减小记录装置312的总重量和/或在记录装置312内提供附加流体流动路径。

在一些实施方案中，至少一个窗口366可以包括涡轮。在一些实施方案中，涡轮可以用于确定钻井液流338行进通过环形空间324的速度。在其它实施方案中，涡轮可以是动力涡轮。以这种方式，涡轮可以是传感器封装的动力源。在一些实施方案中，涡轮既可以测量流率，也可以是动力涡轮。

图6是根据本公开的至少一个实施方案的记录装置412的纵向剖视图。记录装置412可以包括关于图2至图5描述的特征和特性中的任一者或每一者，除非它们与图6中所述的那些相互排斥。在一些实施方案中，密封构件436位于壳体第二端434处或附近，并且壳体第一端432可以是封闭的。以这种方式，可以保护密封构件436免受流438的影响，从而减少密封构件436失效和钻井液进入壳体416的机会。在一些实施方案中，密封构件436具有扁平端部。在其它实施方案中，密封构件436具有锥形或倒圆端部。在一些实施方案中，壳体第一端432具有流体动力学有利的端部。例如，壳体第一端432可以是锥形、截头锥形、金字塔形、半球形的，或具有大体上倒圆的顶部部段。

弹性构件440可以放置在密封构件436与壳体416的内部之间。在一些实施方案中，安装区域428位于壳体第二端434附近。在其它实施方案中，电源430位于壳体第二端434附近。

图7是根据本公开的至少一个实施方案的记录装置512的纵向剖视图。记录装置512可以包括关于图2至图6描述的特征和特性中的任一者或每一者，除非此类特征与关于图7描述的那些相互排斥。在一些实施方案中，壳体扶正器第二端544包括倒角、半径或斜面，诸如第二端斜面568。第二端斜面568可以位于壳体扶正器514的外部，或换句话说，第二端斜面568可以从壳体扶正器514的内部延伸到外部，使得第二端544的厚度随移动远离第二端544而增加。在一些实施方案中，第二端斜面568帮助减少在壳体扶正器第二端544与中心孔(例如，图2的中心孔218)的内表面的接触部处对壳体扶正器514和钻头(图2的钻头210)的磨损。在一些实施方案中，壳体扶正器514包括第一端斜面(例如，图4的第一端斜面246)和第二端斜面568。

在一些实施方案中，壳体扶正器第二端544包括至少一个锁定特征570。在一些实施方案中，至少一个锁定特征570是从壳体扶正器第二端544突起的材料。在其它实施方案中，至少一个锁定特征570是陷入壳体扶正器第二端544中的凹口。在其它实施方案中，至少一个锁定特征570是第二端斜面568中的间断部。换句话说，至少一个锁定特征570可以是壳体扶正器第二端544的相对于壳体扶正器第二端544成方形的部分，或壳体扶正器第二端544非斜面的部分。在一些实施方案中，至少一个锁定特征570具有位于中心孔(例如，图2的中心孔218)的内表面上的互补锁定特征。以这种方式，钻头的至少一个锁定特征570和互补锁定特征可以相对于中心孔并在中心孔内旋转地锁定或联接壳体扶正器514。换句话说，匹配的锁定特征可以传递扭矩并限制或防止记录装置512相对于钻头(例如，图2的钻头210)旋转。锁定记录装置512相对于钻头的旋转可以允许定位在安装区域528中的传感器封装测量取决于钻头的旋转的参数(诸如钻头旋转速度)，以及一些振动和冲击参数。另外，锁定记录装置512相对于钻头的旋转可以帮助减少由记录装置512在钻头内的旋转引起的噪声。

图8是根据本公开的至少一个实施方案的另一个记录装置612的径向剖视图。记录装置612包括关于图2至图7描述的特征和特性中的至少一些，并且可以包括此类特征中的任一者或每一者，除非此类特征基于图7的实施方案的描述是相互排斥的。在一些实施方案中，连接器626中的至少一者周向地缠绕壳体616的圆周的一部分。换句话说，连接器626可以遵循围绕壳体616的圆周、螺旋或半螺旋形状。因此，连接器626可以以一定角度扭转并至少部分地围绕壳体616的圆周延伸。如图8所示，连接器626的前缘可以是直线的，并且后缘可以是弯曲的或以其它方式成形以缠绕壳体616。在其它实施方案中，前缘和后缘是弯曲的，或前缘是弯曲的而后缘是直线的。

在一些实施方案中，连接器626中的至少一者缠绕壳体616的圆周的一部分，其范围具有上限值、下限值或包括15°、30°、60°、90°、120°中的任一者的上限值或下限值或在其之间的任何值。例如，连接器626中的至少一者可以缠绕壳体616的圆周的超过15°。在另一个示例中，连接器626中的至少一者缠绕壳体616的圆周的小于120°。在其它示例中，连接器626中的至少一者缠绕壳体616的圆周的超过120°。在其它示例中，连接器626中的至少一者缠绕壳体616的圆周的在15°与120°之间的范围内的任何值。

在其最远径向范围，连接器626可以连接到内部套管672。内部套管672可以装配在壳体扶正器614内。内部套管672可以用可旋转的连接连接到壳体扶正器614。例如，内部套管672可以用一组座圈轴承674连接到壳体扶正器614。在其它示例中，内部套管672具有与壳体扶正器614的滑动配合连接，其中内部套管672与壳体扶正器之间的接触部由两种低摩擦材料制成，诸如PCD。在其它实施方案中，内部套管672用任何其它可旋转的连接连接到壳体扶正器614。

当钻井液流(例如，图4的流238)流过环形空间624时，它可以接触连接器626的接触表面676。钻井液与接触表面676的接触可以引起连接器626、壳体616和内部套管672在壳体扶正器614内旋转。通过测量内部套管672的旋转速度，可以计算钻井液的流率。另外，在一些实施方案中，内部套管672可以用作发电机的转子。

在一些实施方案中，连接器626的接触表面676可以由耐磨材料制成。例如，接触表面676可以由本文所述的耐磨材料制成。在一些实施方案中，整个连接器626都由耐磨材料制成。在其它实施方案中，接触表面676包括在连接器626上的耐磨材料涂层。

图9-1是根据本公开的至少一个实施方案的记录装置712的径向剖视图，并且可以是图2至图8中的任一者的记录装置。在一些实施方案中，连接器726围绕壳体纵向轴线720等角度地间隔开(例如，三个连接器726以120°间隔开、两个连接器726以180°间隔开、五个连接器726以52°间隔开等)。在一些实施方案中，连接器726围绕壳体纵向轴线720相等地间隔开并旋转地平衡，但是连接器726可以不等地间隔开，或旋转地或质量失衡，如本文所述。

在一些实施方案中，连接器726可以具有连接器厚度778，其范围具有上限值、下限值，或包括0.05in.(1.27mm)、0.10in.(2.54mm)、0.15in.(3.81mm)、0.20in.(5.08mm)、0.25in.(6.35mm)、0.30in.(7.62mm)、0.35in.(8.89mm)、0.40in.(10.16mm)、0.45in.(11.43mm)、0.50in.(12.70mm)中的任一者的上限值或下限值或在其之间的任何值。例如，连接器厚度778可以大于0.05in.(1.27mm)。在另一个示例中，连接器厚度778小于0.50in.(12.70mm)。在又一个示例中，连接器厚度778大于0.5in.。在其它示例中，连接器厚度778是在0.05in.(1.27mm)与0.50in.(12.70mm)之间的范围内的任何值，或可以小于0.05in.(1.27mm)或大于0.50in.(12.70mm)。在一些实施方案中，每个连接器726具有相同的连接器厚度778。在其它实施方案中，一个或多个连接器726具有与另一个连接器726不同的连接器厚度778。

连接器726、壳体716或壳体扶正器714中的一个或多个可以阻塞或阻挡通过钻头的中心孔(例如，图2的中心孔218)的流(例如，图4的流238)。连接器726、壳体716或壳体扶正器714可以以一定阻塞百分比阻塞或阻挡通过中心孔的流。例如，阻塞百分比可以是壳体扶正器714、壳体716和连接器726的垂直于纵向方向的总横截面积相对于由壳体扶正器714的外径限定的横截面积。在一些实施方案中，阻塞百分比在某个范围内，该范围具有上限值、下限值，或包括30％、35％、40％、50％、55％、60％、65％、70％中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，阻塞百分比可以大于30％。在另一个示例中，阻塞百分比可以小于70％。在其它示例中，阻塞百分比可以大于30％。在其它示例中，阻塞百分比可以大于30％并小于70％。

连接器726可以使用各种机构中的任一者附接到壳体716。例如，连接器726可以被焊接或钎焊到壳体716，使用机械紧固件附接，或形成(例如，铸造、模制或机械加工)为单个件。在另外的示例中，连接器726被插入壳体716中的接纳槽中。类似地，连接器726可以使用相同或其它机构中的任一者附接到壳体扶正器714。

在一些实施方案中，连接器厚度778可以在壳体716与壳体扶正器714之间是恒定的。在其它实施方案中，连接器厚度778可以在壳体716和壳体扶正器714之间变化。例如，现在参考图9-2和图9-3的记录装置812的实施方案，连接器厚度878可以在壳体扶正器814处比在壳体816处更大，或连接器厚度987可以在壳体916处比在壳体扶正器914处更大。在一些实施方案中，连接器厚度878、978可以在壳体816、916与壳体扶正器814、914之间平滑地改变。例如，连接器厚度878、978可以在壳体816、916与壳体扶正器814、916之间线性地、指数地或对数地改变。在其它实施方案中，连接器厚度878逐步地改变。例如，连接器826、926的第一部分可以具有第一厚度，并且连接器826、926的第二部分可以具有第二厚度，其中连接器的厚度在短的空间内或以直角增加。

连接器826、926的壳体扶正器端连接到壳体扶正器814、914的内圆周的一定壳体扶正器连接百分比。换句话说，连接器826、926覆盖壳体扶正器814、914的内圆周的一定百分比。在一些实施方案中，壳体扶正器连接百分比可以在某个范围内，该范围具有上限值、下限值，或包括5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％中的任一者的上限值和下限值或在其之间的任何值。例如，壳体扶正器连接百分比可以大于5％。在另一个示例中，壳体扶正器连接百分比可以小于100％。在其它示例中，壳体扶正器连接百分比可以大于5％并小于100％。

图10是钻头1010的纵向剖视图，其中记录装置1012安装在中心孔1018中。记录装置1012可以是关于图2至图9-3描述的记录装置中的任一者，或包括来自关于图2至图9-3公开的实施方案的特征的任何组合。在一些实施方案中，记录装置1012用螺纹连接1080连接到钻头1010。壳体扶正器1014的径向外表面可以包括阳螺纹连接1080，并且匹配的阴螺纹连接1080可以位于钻头1010的中心孔1018的内表面上。

在一些实施方案中，壳体扶正器第一端1042具有多个凹口。扳手适配件上的一组匹配的突起可以装配在凹口中，使得扳手或其它扭矩施加装置可以与扳手适配件一起使用以将记录装置1012安装在中心孔1018中。在一些实施方案中，壳体扶正器1014的外径与中心孔1018的第一内径1082-1大致相同，使得当壳体扶正器1014使用螺纹连接1080旋入到中心孔1018中时形成密封的螺纹连接。在一些实施方案中，记录装置1112用螺纹保护器代替。螺纹保护器可以具有与壳体扶正器1014(包括在壳体扶正器1014的外表面上的螺纹连接1080)相同的尺寸。然而，螺纹保护器可以不包括壳体和连接器。因此，当在没有记录装置的情况下操作钻头时插入螺纹保护器的情况下，螺纹保护器保护在中心孔1018的内表面上的螺纹连接1080。

在一些实施方案中，中心孔1018的第一内径1082-1在整个中心孔1018上是恒定的，直到它到达腔室1084。在其它实施方案中，中心孔1018具有直到壳体扶正器第二端1044的安装位置的第一内径1082-1，第一内径1082-1略微大于壳体扶正器外径，以允许为螺纹连接1080留空间。然后，第二内径1082-2可以减小到与外壳扶正器内径相同的直径。在一些实施方案中，壳体扶正器第一端1042包括第一端斜面(包括倒角、倒圆或斜面)，以使直径从第一内径1082-1到壳体扶正器内径1052逐渐地减小。第一端斜面可以减少壳体扶正器1014的在壳体扶正器第一端1042处的腐蚀。

在一些实施方案中，密封构件1036位于记录装置1012的井下端附近。在其它实施方案中，密封构件1036位于记录装置1012的井上端附近。在其它实施方案中，密封构件1036位于多个位置，包括在记录装置1012的井上端和井下端附近。

图11是钻头1110的纵向剖视图，其中记录装置1112安装在中心孔1118中。记录装置1112可以是关于图2至图9-3中的任一者描述的记录装置，或包括其中特征的任何组合。在一些实施方案中，壳体扶正器1114使用一个或多个机械连接器1186来固定到钻头1110。壳体扶正器1114可以包括在壳体扶正器第一端处径向地延伸超过壳体扶正器外径1150的第一端唇部1188。第一端唇部1188可以被配置为接合钻头1110的井上端1189。第一端唇部1188可以包括一个或多个孔，并且在钻头1110的井上端1189中具有一组一个或多个匹配的孔。当第一端唇部1188上的一个或多个孔与钻头的井上端1189上的一个或多个孔对齐时，机械连接器1186可以被插入一个或多个孔中的每个孔中并拧紧以将记录装置1112固定到钻头1110。在一些实施方案中，唇部1188凹入到钻头1110的井上端1189中的凹槽中。

在一些实施方案中，机械连接器1186可以是螺纹螺栓。钻头1110的井上端1189中的一个或多个孔可以具有穿过孔的整个或部分深度的匹配螺纹。因此，机械连接器1186可以被拧入钻头1110中，以将记录装置1112固定到钻头1110。在一些实施方案中，第一端唇部1188中的一个或多个孔可以具有与机械连接器1186匹配的螺纹。在其它实施方案中，第一端唇部1188中的一个或多个孔是平滑的。

在一些实施方案中，机械连接器1186包括从钻头1110的井上端1189突出的螺栓端。突出的螺栓端可以以与第一端唇部1188中的一个或多个孔匹配的图案对准。突出的螺栓端可以被插入第一端唇部1188中的一个或多个孔中并从中穿过，并且将螺母拧紧在端部上以将记录装置1112固定到钻头1110。

在一些实施方案中，一个或多个密封环1187可以定位在壳体扶正器1114的外表面与中心孔1118的内表面之间。一个或多个密封件(例如，密封环1187)可以密封壳体扶正器1114的外表面与中心孔1118的内表面之间的环形区域，从而减少流过两者之间的空间的钻井液量，并且减少壳体扶正器1114的外表面和中心孔1118的内壁的腐蚀。

第一内径1182-1可以与壳体扶正器外径1150相同或接近相同，使得壳体扶正器1114与中心孔1118形成紧密配合或甚至摩擦配合。壳体扶正器1114可以包括在壳体扶正器第二端1144处的第二端倒角、斜面或倒圆(例如，斜面1168)。中心孔1118的内壁可以包括匹配的锥度。第二端斜面1168和匹配的孔锥度可以帮助减少中心孔1118的在壳体扶正器第二端1144处的腐蚀，或帮助在安装在钻头1110中期间使壳体扶正器1114对中。在一些实施方案中，第二内径1182-2与壳体扶正器内径1152相同。因此，穿过中心孔1118的流1138可以不经历穿过钻头1110的直径变化。

在一些实施方案中，中心孔1118在中心孔1118的整个长度上具有相同的第一内径1182-1。记录装置1112可以具有与第一内径1182-1匹配的壳体扶正器外径1150，并且因此，壳体扶正器内径1152将小于第一内径1182-1。壳体扶正器第二端1144可以包括从壳体扶正器1114的内部延伸到壳体扶正器1114的外部的第二端半径、倒角或斜面。第二端斜面可以减小流1138的湍流效应，因为它的直径从壳体扶正器内径1152到第一内径1182-1增加。

在一些实施方案中，钻头1110包括钻头头部1190和销1191。销1191可以使用任何连接方式连接到钻头头部1190，包括螺纹连接、机械连接器、钎焊、焊接、烧结或浸渗制造过程、整体形成或其它连接。在一些实施方案中，记录装置1112可以使用一个或多个连接器(例如图11的机械连接器1186)连接到销1191。在一些实施方案中，在销1191与钻头头部1190断开时，记录装置1112可以连接到销1191。

图12表示钻头1210的纵向剖视图，其中记录装置1212安装在中心孔1218中。记录装置1212可以是关于图2至图9-3中的任一者描述的记录装置，或包括其中特征的任何组合。在一些实施方案中，钻头1210可以包括如参考图11所讨论的那样连接的钻头头部1290和销1291。

在一些实施方案中，记录装置1212可以在钻头1210组装时安装在钻头1210中。记录装置1212可以包括在壳体扶正器第二端处的第二端唇部1292。第二端唇部1292可以从壳体扶正器1214径向地突出。第二端唇部1292可以定位在销1291和钻头头部1290之间的界面处。销1291和钻头头部1290可以具有某个轮廓，当组合时，该轮廓匹配壳体扶正器1214的轮廓(包括第二端唇部1292)。当安装时，第二端唇部1292可以帮助将记录装置1212保持在中心孔1218中。在一些实施方案中，记录装置1212可以通过从销1291和钻头头部1290的连接产生的压缩来保持或固定。例如，销1291和钻头头部1290可以具有螺纹连接。当拧紧螺纹连接时，第二端唇部1292可以在销1291和钻头头部1290之间被压缩。在其它示例中，钻头头部1290可以被钎焊或焊接到销1291，并且记录装置1212被钎焊或焊接到销1291和钻头头部1290上。

在一些实施方案中，第二端唇部1292可以包括从壳体扶正器1214外侧到壳体扶正器1214内侧的斜面。该斜面可以帮助减少在第二端唇部1292与钻头头部1290之间的接触部处的腐蚀。在一些实施方案中，销1291和钻头头部1290的轮廓可以设为与记录装置1212的外表面相符，使得第一孔径1282-1与壳体扶正器内径1252相同。因此，钻井液流1238可以在整个中心孔1218和环形空间1224中经历相同直径。

图13表示钻头1310的纵向剖视图，其中记录装置1312安装在钻头头部1390的中心孔1318中。记录装置1312可以包括关于图2至图9-3描述的记录装置中的任一者，诸如第二端斜面1368或一个或多个密封环1387。在一些实施方案中，记录装置1312使用保持环1393连接到钻头1310。记录装置1312可以被插入中心孔1318中。钻头1310的井上端1389可以包括槽1394。记录装置1312可以被插入中心孔1318中达一定深度，使得壳体扶正器第一端1342可以在槽1394之下。换句话说，壳体扶正器第一端1342可以通过槽1394。在记录装置1312已经穿过槽1394被插入中心孔1318中之后，保持环1393可以被插入槽1394中，从而将记录装置1312固定在中心孔1318中。

在一些实施方案中，第一孔径1382-1与壳体扶正器外径1350相同或接近相同，以允许记录装置1312以紧密或摩擦配合被插入中心孔1318中。在一些实施方案中，槽1394具有大于第一孔径1382-1的槽径。

在一些实施方案中，保持环1393是具有第一松弛直径的非连续环。环中的间隙可以闭合，从而将保持环的直径减小到第二压缩直径。在一些实施方案中，第一松弛直径大于第一孔径1382-1。在一些实施方案中，第一松弛直径大于槽径。在其它实施方案中，第一松弛直径小于槽径。在一些实施方案中，第二压缩直径小于第一孔径1382-1。具有第二压缩直径的保持环1393可以被插入中心孔1318中。然后，可以松弛保持环1393，以槽1394中从第二压缩直径移动到第一松弛直径，从而将记录装置1312固定在中心孔1318中。

在一些实施方案中，中心孔1318与壳体扶正器1314的外表面的轮廓匹配。中心孔1318可以在壳体扶正器第二端1344处从第一孔径1382-1减小到第二孔径1382-2。在一些实施方案中，第二孔径1382-2可以与壳体扶正器内径1352相同。

在一些实施方案中，可以使用关于图10至图13讨论的两个或更多个结构来将记录装置固定到钻头。例如，可以使用螺纹连接(例如，图10的螺纹连接1080)和保持环(例如，图13的保持环1393)将记录装置固定到钻头。在其它示例中，记录装置可以使用机械连接(例如，图11的机械连接器1186)固定到钻头，并且内置在钻头头部与销之间(例如，如图12中的那样压缩)。在其它示例中，记录装置可以使用螺纹连接、机械连接和保持环来固定到钻头。在其它示例中，可以使用本公开中讨论的任何连接组合来将记录装置固定到钻头。

记录装置还可以占据钻头的内部或外部的许多不同位置中的任何位置。例如，记录装置可以完全地纵向地定位在钻头或其它井下工具内，使得记录装置的井上端在钻头的井上端之下(参见图12)。在其它实施方案中，是完全地在钻头内，其中记录装置的井上端大致与钻头的井上端齐平(见图10和图11)。在其它实施方案中，记录装置的井上端延伸出钻头(参见图13)。

图14示出了用于测量井下参数的方法1495。方法1495包括在1496处将至少一个传感器放入壳体中，并且在1497处用密封构件封闭壳体。然后，在1498处，可以将壳体扶正器安装在钻头中，包括以本公开中描述的任何方式。壳体扶正器可以被安装成使得壳体的纵向轴线(例如，图2的壳体纵向轴线220)与孔的纵向轴线(例如，图2的孔纵向轴线222)相同。方法1495还可以包括在1499处测量至少一个钻井参数。测量至少一个钻井参数可以包括测量温度、冲击和振动或“加速度”、旋转、角加速度(或旋转变化率)、倾斜或其组合中的至少一者。在至少一些实施方案中，测量至少一个钻井参数还包括将至少一个钻井参数记录在持久性存储器中。持久性存储器可以位于含有传感器的装置上，位于井下工具上的另一个位置处，或位于远程位置处。记录的数据可以是原始数据，或可以将其处理成合适的格式。钻井参数可以连续地、间歇地、在发生触发事件时或以任何其它合适的间隔进行测量(并且因此进行记录)。

图15示出了用于测量井下参数的方法1595。方法1595包括在1596处将至少一个传感器放入壳体中，并且在1597处用密封构件封闭壳体。然后，在1598处，可以将壳体扶正器安装在钻头中，包括以本文所述的任何方式。壳体扶正器可以被安装成使得壳体的纵向轴线(例如，图2的壳体纵向轴线220)与孔的纵向轴线(例如，图2的孔纵向轴线222)相同。方法1595可以包括在1585处旋转钻头。旋转钻头可以包括围绕孔的纵向轴线旋转钻头。在一些实施方案中，旋转钻头包括围绕壳体的纵向轴线旋转钻头。在一些实施方案中，旋转钻头包括围绕壳体和孔两者的纵向轴线旋转钻头。在相同或其它实施方案中，钻头、壳体和传感器可以旋转地锁定，使得旋转钻头包括以相同的旋转速度旋转钻头、壳体和传感器。方法1595还可以包括在1599处测量至少一个钻井参数。在一些实施方案中，测量可以包括在旋转钻头的同时测量至少一个钻井参数。在1599处测量至少一个钻井参数还可以包括记录或以其它方式存储测量到的至少一个钻井参数。

图16示出了用于测量井下参数的方法1695。方法1695包括在1696处将至少一个传感器放入壳体中，并且在1697处用密封构件封闭壳体。然后，在1698处，可以将壳体扶正器安装在钻头中，如本公开所述。壳体扶正器可以被安装成使得壳体的纵向轴线(例如，图2的壳体纵向轴线220)与孔的纵向轴线(例如，图2的孔纵向轴线222)相同。方法1695还可以包括在1699处测量至少一个钻井参数(并且任选地记录至少一个钻井参数)。方法1695还可以包括在1683处将钻井参数传输到地面。

已经参考井筒钻井操作主要地描述了记录装置的实施方案；本文所述的记录装置可以用于除钻挖井筒之外的应用。在其它实施方案中，根据本公开的记录装置可以在井筒或用于开采或生产自然资源的其它井下环境外使用。例如，本公开的记录装置可以在用于放置公用设施管线的钻孔中使用。因此，术语“井筒”、“钻孔”等不应被解释为将本公开的工具、系统、组件或方法限制于任何特定工业、领域或环境。

本文描述了本公开的一个或多个具体实施方案。这些描述的实施方案是本公开的技术的示例。另外，为了提供这些实施方案的简明描述，并非实际实施方案的所有特征都要在说明书中进行描述。应理解，在任何这样的实际实现方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，将做出许多特定于实施方案的决策以实现开发者的具体目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束。这会因各个实施方案而不同。此外，应了解，这样的开发工作可能复杂又耗时，但是对于受益于本公开的那些普通技术人员仍将是设计、制作和制造的例行工作。

另外，应理解，对本公开的“一个实施方案”或“实施方案”的引用不旨在被解释为排除也结合所陈述的特征的附加的实施方案的存在。例如，关于本文的实施方案描述的任何要素可以与本文所述的任何其它实施方案的任何要素组合。本文表述的数字、百分比、比率或其它值旨在包括该值，并且还包括为“约”或“近似”表述的值的其它值，如本公开的实施方案所涵盖的领域的普通技术人员将了解。因此，应宽泛地解释表述的值，以使其足以涵盖至少足够接近表述的值的值来执行所期望的功能或实现所期望的结果。表述的值至少包括在合适的制造或生产过程中预期的变化，并且可以包括在表述的值的5％、1％、0.1％或0.01％内的值。

鉴于本公开，本领域的普通技术人员应认识到，等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下对本文公开的实施方案做出各种改变、替换和变更。包括功能“构件加功能”子句的等同构造旨在覆盖本文被描述为执行所陈述的功能的结构，包括以相同方式操作的结构等同物，以及提供相同功能的等同结构。申请人的明确意图是不对任何权利要求援引构件加功能或其它功能权利要求，除非“用于……的构件”一词与相关联的功能一起出现。对落入权利要求的含义和范围内的实施方案的每个添加、删除和修改都涵盖在权利要求中。

如本文所用的术语“近似”、“约”和“基本上”表示接近表述的量的量，其在标准制造或过程公差的范围内，或仍然执行所期望的功能或实现所期望的结果。例如，术语“近似”、“约”和“基本上”可以是指在小于表述的量的5％的范围内、在小于表述的量的1％的范围内、在小于表述的量的0.1％的范围内和在小于表述的量的0.01％的范围内。此外，应理解，前面描述中的任何方向或参考系仅是相对方向或移动。例如，对“向上”和“向下”或“在……上方”或“在……下方”的任何引用仅描述相关要素的相对位置或移动。

在不脱离本公开的精神或特性的情况下，本公开可以以其它具体形式实施。所描述的实施方案被认为是说明性的而非限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是前述描述指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的变化将被涵盖在其范围内。

Claims (20)

1.一种井下记录装置，所述井下记录装置包括：

壳体扶正器，所述壳体扶正器具有第一端和第二端，所述壳体扶正器中具有纵向开口；

底盘，所述底盘径向地定位在所述纵向开口内，所述底盘通过至少一个径向连接器连接到所述壳体扶正器，所述底盘包括传感器安装部分；以及

环形空间，所述环形空间在所述纵向开口中并径向地位于所述壳体扶正器与所述底盘之间，所述环形空间允许从所述壳体扶正器的所述第一端到所述第二端的流体连通。

2.如权利要求1所述的装置，所述底盘包括至少一个井下传感器，所述至少一个井下传感器联接到所述传感器安装部分。

3.如权利要求1所述的装置，所述壳体扶正器包括端部斜面。

4.如权利要求1所述的装置，所述至少一个径向连接器包括多个径向连接器，所述多个径向连接器围绕所述底盘旋转地平衡。

5.如权利要求1所述的装置，所述至少一个径向连接器在所述底盘附近比在所述壳体扶正器附近更厚。

6.一种井下工具，所述井下工具包括：

井下工具，所述井下工具具有中心孔；以及

井下记录装置，所述井下记录装置定位在所述中心孔中，所述井下记录装置包括：

扶正器，所述扶正器具有第一端和第二端，所述扶正器中具有纵向开口；

壳体，所述壳体径向地定位在所述纵向开口内，所述壳体包括传感器安装部分并由至少一个连接器连接到所述扶正器；以及

环形空间，所述环形空间在所述纵向开口中并径向地位于所述扶正器与所述壳体之间，所述环形空间允许从所述壳体扶正器的所述第一端到所述第二端的流体连通。

7.如权利要求6所述的井下工具，所述至少一个连接器可围绕纵向轴线相对于所述扶正器旋转。

8.如权利要求6所述的井下工具，所述井下记录装置完全地纵向地位于所述井下工具内。

9.如权利要求6所述的井下工具，所述壳体在壳体第一端处具有可移除的密封构件，所述可移除的密封构件具有倒圆顶部部段。

10.如权利要求6所述的井下工具，所述井下工具具有小于30％的阻塞百分比。

11.一种用于测量井下参数的系统，所述系统包括：

钻头，所述钻头具有中心孔和旋转轴线；

井下记录装置，所述井下记录装置定位在所述中心孔中，井下记录装置包括：

壳体扶正器，所述壳体扶正器在所述中心孔中固定到所述钻头；以及

壳体，所述壳体使用至少一个径向连接器连接到所述壳体扶正器，所述壳体包括底盘和联接到所述底盘的至少一个传感器；以及

环形空间，所述环形空间径向地位于所述壳体扶正器与所述壳体之间，其中所述至少一个径向连接器定位在所述环形空间中。

12.如权利要求11所述的系统，所述壳体在第一端上具有密封构件，并且在第二端上是封闭的。

13.如权利要求11所述的系统，所述壳体包括弹性构件，所述弹性构件位于密封构件与所述至少一个传感器之间。

14.如权利要求11所述的系统，所述壳体扶正器包括至少一个锁定特征，所述至少一个锁定特征相对于所述中心孔旋转地锁定所述壳体扶正器。

15.如权利要求11所述的系统，所述壳体扶正器是大体上柱形的，并且所述中心孔是大体上柱形的，所述壳体具有与所述中心孔的内径形成摩擦配合的外径。

16.如权利要求11所述的系统，所述壳体扶正器包括阳螺纹，所述阳螺纹固定到所述中心孔的内表面上的阴螺纹。

17.如权利要求11所述的系统，所述壳体扶正器用机械连接器固定到所述钻头。

18.如权利要求11所述的系统，所述钻头包括钻头头部，所述钻头头部连接到销，所述壳体扶正器通过所述钻头头部与所述销之间的压缩来连接到所述钻头。

19.如权利要求11所述的系统，所述壳体扶正器使用在所述钻头的井上端处的保持环来固定到所述钻头。

20.如权利要求11所述的系统，所述壳体扶正器包括至少一个密封环，所述至少一个密封环位于所述壳体扶正器与所述中心孔之间。