CN110513104B - 一种随钻方位组合测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随钻方位组合测量装置，包括：其中形成有泥浆通道的短节本体；安装在短节本体外壁上的方位电阻率测量模块；设置在泥浆通道内的流道转换接头，流道转换接头的第一端密封式接合于所述泥浆通道的内壁，而第二端以无接触的方式在所述泥浆通道内延伸；安装在流道转换接头的第二端处的方位伽马测量模块，其中，方位电阻率测量模块和方位伽马测量模块电连接。本发明能够充分优化随钻测量仪器结构，集成方位电阻率和方位伽马的测量功能，实现多种组合模式的方位测量，节省整个仪器的开发费用，而且可靠性还大大提高。

Description

一种随钻方位组合测量装置

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，具体地说，是涉及一种随钻方位组合测量装置，属随钻测量领域中随钻地层参数测量，特别是针对随钻条件下方位电阻率与伽马的测量。

背景技术

随着石油和天然气开发的不断进行，早期的常规油气藏开发已经接近尾声，目前已经向开发非常规油气藏、复杂油气藏发展，由浅层向深层发展。对这些复杂油气藏，水平井工艺等钻井工艺的应用越来越广泛。在这些井的施工过程中通过地质导向提高钻遇率和泻油面积，从而提高单井产量将有非常重要的意义。在这些复杂油气藏中进行地质导向施工对随钻测量仪器的要求越来越高，特别是对随钻测量中使用最为广泛的随钻伽马和电阻率测量。这些更高的要求包括：功能丰富、工作模式选择、现场装配方便等。

现有的随钻方位伽马主要以探管的方式进行安装，技术相对比较成熟，目前已经广泛应用到随钻测量和地质导向施工当中。而随钻电阻率基本上以短节钻铤的方式进行安装，特别是电磁波电阻率，而且随钻方位电阻率目前国内技术还不成熟，需要不断改进和研究。由于地质导向施工对随钻测量仪器的要求越来越高，需要更加有效的将随钻方位伽马和随钻方位电阻率组合在一起，提高采样数据的种类，为地质导向提供更丰富的数据来源；同时还希望充分利用现有的成熟技术，降低成本。

发明内容

本发明需要设计一种集成随钻方位伽马和方位电阻率的高性价比的随钻方位组合测量装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种随钻方位组合测量装置，包括：其中形成有泥浆通道的短节本体；安装在所述短节本体外壁上的方位电阻率测量模块；设置在所述泥浆通道内的流道转换接头，所述流道转换接头的第一端密封式接合于所述泥浆通道的内壁，而第二端以无接触的方式在所述泥浆通道内延伸；安装在所述流道转换接头的第二端处的方位伽马测量模块，其中，所述方位电阻率测量模块和所述方位伽马测量模块电连接。

优选地，所述流道转换接头具备第一穿线孔，所述第一穿线孔构成为所述方位电阻率测量模块中的第一主控模块与所述方位伽马测量模块中的第二主控模块之间的线路连接通道。

优选地，所述方位电阻率测量模块包括至少一个信号发射设备，以及包含若干电阻率采集单元的信号处理设备，其中，所述信号发射设备安装于所述短节本体的外壁上的环形凹槽内，用于在通入交变电流信号后产生交变磁场，各所述电阻率采集单元包括：信号接收器，其安装于短节本体外壁的阶梯形圆柱凹槽内，用于测量受到所述交变磁场影响的相应位置处的地层产生的感应电流信号；采集控制器，其与所述信号接收器连接，用于实时获取所述感应电流信号，并将其进行放大、滤波处理后，得到相应的方位电阻率信号。

优选地，所述方位伽马测量模块包括：伽马探管外筒，其设置成与所述流道转换接头同轴，并与所述流道转换接头的第二端连接；安装在所述伽马探管外筒内的伽马传感器；和与所述伽马传感器连接的第二主控模块，其用于获取所述伽马传感器采集到的测量信号，并将所述测量信号转换成相应的方位伽马数据。

优选地，所述方位电阻率测量模块具备第一主控模块，所述第一主控模块与所有所述采集控制器以及所述信号发射设备连接，向所述信号发射设备输入所述交变电流信号，同时，收集各所述采集控制器发送的所述方位电阻率信号，并将其进行整合处理，生成整合后的方位电阻率数据。

优选地，所述第一主控模块集成于任一所述采集控制器内。

优选地，所述第二主控模块构造成从所述第一主控模块中读取方位电阻率数据，并将所述方位电阻率数据和已生成的所述方位伽马数据传输至外部设备，或者，所述第一主控模块构造成从所述第二主控模块中读取方位伽马数据，并将所述方位伽马数据和已生成的所述方位电阻率数据传输至外部设备。

优选地，所述流道转换接头在轴向上设置成紧邻于所述方位电阻率测量模块中的信号发射设备。

优选地，所述方位电阻率测量模块具备第二穿线孔，所述第二穿线孔在短节本体内沿轴向延伸，构成为每个所述采集控制器和与其对应的所述信号接收器的线路连接通道，其中，所述第二穿线孔与所述流道转换接头中的第一穿线孔连通。

优选地，所述方位伽马测量模块还包括：随钻传输模块，其与所述第一主控模块或所述第二主控模块连接，将接收到的所述方位电阻率数据和/或所述方位伽马数据传输至外部设备，用以进行地层分析。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明能够充分优化随钻测量仪器结构，集成方位电阻率和方位伽马的测量功能，实现多种组合模式的方位测量，节省整个仪器的1/3的开发费用，而且可靠性还大大提高。此外，本装置还可以根据现场需求进行组合配置，若部分井段只需要方位伽马，现场工程师可以将方位伽马单独配置，降低电池的消耗。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的随钻方位组合测量装置的总体结构示意图。

图2为本申请实施例的随钻方位组合测量装置的数据总线连接结构图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

其中，附图标记列表如下：

10：短节本体

201：磁场发生器(螺绕环)

202：发生器第一保护层(螺绕环保护套)

203：发生器第二保护层(螺绕环保护封胶)

204：螺绕环穿线孔

301：PCB板

302：电路板盖板

303：电路板穿线孔

401：导电件(电极)

402：第一绝缘层(电极绝缘套)

403：线圈

404：线圈绝缘套

405：线圈盖板

406：线圈穿线孔

50：流道转换接头

601：伽马传感器

602：伽马探管外筒

603：伽马测量电路板

71：第一穿线孔

72：第二穿线孔

80：密封圈

90：泥浆流道

500：第一主控模块

510：第一总线接口

520：第二总线接口

530：第三总线接口

540：第四总线接口

550：随钻传输模块

560：第二主控模块

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

在现有技术中，方位电阻率测量装置和方位伽马测量装置分别通过各自所在的短节完成相应的测量功能，两种短节通过螺纹扣拧到一起，螺纹扣连接的强度要弱于单根短节。另外，两个短节在电路连接过程中，也需要较多的接插件，接插件越多一起出现问题的概率就越大，这样一来，依靠两个短节的将相应测量装置连接起来的可靠性相对较低。

为了解决上述问题，实现随钻方位伽马和方位电阻率的同步测量，在一个实施例中，可以从结构上充分利用现有的伽马探管式结构，来设计完成上述随钻方位组合测井系统，这样，除了降低装置的结构开发成本，形成快速组合的装置开发模式，还只需要在现有的基础上进行软件配置方式的修改，无需另外增加硬件成本，这种开发模式的成本优势将非常明显。

本发明实施例旨在形成一种随钻方位组合测量装置。图1为本申请实施例的随钻方位组合测量装置的总体结构示意图。该测量装置包括：其中形成有泥浆通道的短节本体10、安装在短节本体10的外壁上的方位电阻率测量模块、设置在泥浆通道内的流道转换接头50、以及安装在所述流道转换接头50的第二端处的方位伽马测量模块，其中，方位电阻率测量模块和方位伽马测量模块电连接；流道转换接头的第一端密封式接合于泥浆通道90的内壁，而第二端以无接触的方式在上述泥浆通道90内延伸。在实际应用过程中，当方位电阻率测量模块和方位伽马测量模块分别获得相应的测量结果数据后，将各自的测量数据发送至与方位伽马测量模块连接的外部设备中，用以进行地层的分析。其中，外部设备可以是随钻测量作业中常用的MWD短节，也可以是地面接收设备，本申请对此不作具体限定。

下面对随钻方位组合测量装置中各组成部分的结构及功能进行说明。

首先，如图1所示，方位伽马测量模块包括伽马探管外筒602、伽马传感器601和集成第二主控模块560的伽马测量电路板603。具体地，伽马传感器601能够在随钻测量作业中实时采集地层的方位伽马信号，由第二主控模块560在采集并获取到方位伽马的测量信号后，将该信号进行放大、滤波、解码等一系列分析及转换处理，生成相应的方位伽马数据。在本例中，方位伽马测量模块具有探管式结构，方位伽马探管通过流道转换接头50固定在短节本体10中间的泥浆流道90中。伽马探管外筒602内的伽马传感器601通过方位伽马探管进行信号的采集工作，再由与伽马传感器601连接的伽马测量电路板603中的第二主控模块560对采集信号进行处理，从而得到能够用于地层分析的方位伽马数据。

然后，对方位电阻率测量模块进行详细的说明。方位电阻率测量模块包括至少一个信号发射设备以及信号处理设备，其中，信号处理设备具备若干个电阻率采集单元。信号发射设备安装于短节本体10的外壁上的环形凹槽内，用于在通入交变电流信号后产生交变磁场，处于交变磁场环境中的各电阻率采集单元，能够测量与每个电阻率采集单元对应位置处的地层电阻率，并将采集到的方位电阻率信号传输至方位电阻率测量模块中的第一主控模块500。

具体地，由于信号处理设备能够通过安装于不同位置处的电阻率采集单元，采集相应位置处的地层电阻率信号。因此，在本例中，电阻率采集单元的分布情况满足如下条件：其一，若干电阻率采集单元可以分为不同的组别，即若干信号接收组，每个信号接收组内的电阻率采集单元设置为以预设的间隔角度在方位伽马测量短节中心径向均匀分布，所述间隔角度可以是30°、60°等，本申请对此不作具体限定。电阻率采集单元的个数越多，仪器的成像分辨率就越高，由于方位伽马测量短节外的井壁是圆形的，电阻率采集单元数量越多，在一圈井壁上采集到的数据量就越多。例如：2个电阻率采集单元可以得到2条数据曲线，那么后期处理的时候就是依据这两条数据曲线进行成像；如果是8个电阻率采集单元，就能在一圈上得到8条数据曲线，那么后期处理的时候就是根据这8条数据曲线进行成像；8个电阻率采集单元的成像分辨率要高于2个电阻率采集单元的成像分辨率，并且具有更好的成像效果。其二，不同的信号接收组设置为以预设的间隔距离在方位伽马测量短节的轴向位置排列。每组信号接收组与信号发射设备的距离不同，距离的大小会对测试深度产生影响，这里的测试深度是指沿短节径向的测量深度，即信号接收组井壁处到径向地层测量点的距离。

更进一步地说，每个电阻率采集单元均包括信号接收器和采集控制器。其中，信号接收器安装于短节本体10外壁上的阶梯形圆柱凹槽内，用于测量受到交变磁场影响的相应位置处的地层产生的感应电流信号。采集控制器与信号接收器连接，能够实时获取与当前采集控制器连接的信号接收器发送的感应电流信号，并将其进行放大、滤波处理后，得到相应的方位电阻率信号。

其中，信号接收器具备线圈403、导电件401、线圈盖板405、第一绝缘层402、线圈绝缘层404和线圈穿线孔406。其中，线圈403安装于短节本体10外壁的阶梯形圆柱凹槽中半径较小的圆槽内，用于将采集到的感应电流信号传递至相应的采集控制器。导电件401的第一部分完全插入线圈403内，且与线圈403同轴。线圈盖板405套在导电件401的第二部分，在与导电件401的共同作用下将线圈403压紧在短节本体10外壁的阶梯形圆柱凹槽中。第一绝缘层402位于导电件401和线圈盖板405之间，分别与二者紧密连接。线圈403外侧包裹线圈绝缘套404，使得线圈403内侧和导电件401之间互不接触，又使得线圈403外侧和短节本体10之间互不接触。

需要说明的是，(参考图1)由于短节10侧壁内的空间限制，导电件401的第二部分的外侧与外部泥浆接触，露出来的面积越大，与泥浆的接触面积就越大，变能够增强泥浆与导电件401之间的导电性。导电件401的第一部分的受到线圈403内径大小的限制，需能够完全插入线圈403中。因此，既为了使得导电件具有更加良好的导电性，又保障导电件401与线圈403的完全接触，需要缩小导电件401的第一部分的直径。在本例中，导电件的纵向截面的最佳形状为“凸”字形的阶梯圆柱。

具体地，如图1所述，导电件401采用具有高电导率金属材料的电极，金属可以是铜、铝、银等。电极401细的一端插入到线圈403中，与线圈403同轴，并且与短节本体10连接在一起；粗的一端与短节本体10外部的泥浆接触。线圈403外层包裹有线圈绝缘套404，线圈403与线圈绝缘套404构成一个截面为矩形的圆环，放在短节本体10上的圆形(环形)凹槽内。线圈绝缘套404的内径与电极401细的一端的外径相同，线圈绝缘套404的外径与短节本体10上圆形(环形)凹槽的内径相同，线圈绝缘套404起固定并保护线圈403的作用，防止线圈403与短节本体10接触；电极401与线圈403被线圈绝缘套404分离，两者不接触。电极401粗的一端套在线圈盖板405中心的圆孔之中，电极401与线圈盖板405中心的圆孔之间的缝隙中填充有电极绝缘套(第一绝缘层)402，电极401、电极绝缘套402、线圈盖板405固化成一个整体。其中，电极绝缘套402是绝缘材料，电极401与电极绝缘套402之间、电极绝缘套402与线圈盖板405之间紧密连接，无缝隙，具有耐高温高压的密封性能，能避免外部泥浆进入线圈盖板405内部。电极401和线圈盖板405将线圈403压紧在短节本体10上的圆形凹槽内，防止线圈403径向移动。线圈盖板405与短节本体10之间有密封圈80，防止短节本体10外部的泥浆进入线圈盖板405内部。

每个采集控制器集成于各自所在的PCB板301中。每块PCB板301上都具有电路板盖板302及电路板穿线孔303，电路板盖302由高强度无磁金属材料加工而成，起保护电路板的作用，电路板盖板302与短节本体10之间有密封圈，防止短节本体10外部的泥浆进入短节本体10内部损坏PCB板301。

另外，上述方位电阻率测量模块具备第一主控模块500，该模块500与所有采集控制器以及信号发射设备连接，一方面能够向信号发射设备输入交变电流信号，以驱动其产生相应的交变磁场，还能够收集各电阻率采集单元发送的方位电阻率信号，并将其进行整合处理，输出整合后的方位电阻率数据。其中，第一主控模块集成于任一采集控制器内。并且第一主控模块配置于该采集控制器所在的PCB板301上，使得这一采集控制器不仅具有电阻率采集功能，还同时具有第一主控模块500的功能。具体地，第一主控模块500能够在接收方位电阻率信号的同时获取与各信号对应的信号地址信息，由此判断电阻率采集单元所处的位置，并将各个方位电阻率信号进行解码处理，生成能够用于成像的方位电阻率曲线，进一步将连同代表各方位电阻率曲线位置的信号地址信息与对应的曲线数据进行关联，最终将所有关联完成的方位电阻率曲线进行整合，已生成相应的方位电阻率数据。

需要说明的是，在为方位电阻率测量模块配置多个信号发射设备时，信号处理设备中的各电阻率采集单元能够为第一主控模块500提供多组方位电阻率信号，并由第一主控模块500在进行解码处理后，不仅将生成的曲线数据关联信号地址信息，还需要关联采集时间信息，用以确定信号发射设备的位置，从而将同一采集时间信息(即同一信号发射设备响应的方位电阻率信号)的方位电阻率曲线进行整合，生成针对不同信号发射设备的多组方位电阻率数据。这样在外部设备获得多组方位电阻率数据后，使得电阻率成像过程的数据量增加，提高了成像精度，以获得更准确的地层信息。

除此之外，方位电阻率测量模块具备第二穿线孔72，第二穿线孔72在短节本体10内沿轴向延伸。具体地，第二穿线孔72分别与上述螺绕环穿线孔204(下述)、电路板穿线孔303、线圈穿线孔406连通，并为三者之间建立线路连接通道。其中，线圈403的电线穿入线圈穿线孔406，经过第二穿线孔72，进入同一电阻率采集单元内的PCB板301的电路板穿线孔303上，进一步使得每个信号接收器与对应的采集控制器连接起来。也就是说，第二穿线孔72为每个采集控制器与对应的信号接收器建立了线路连接通道。

接下来，对位于短节本体10的侧壁上的信号发射设备的结构组成及功能进行说明。

(参考图1)信号发射设备包括磁场发生器201、第二绝缘层(未图示)、发生器第一保护层202、发生器第二保护层203。其中，磁场发生器201安装于短节本体10外壁上的环形凹槽内，与第一主控模块500连接，用于产生交变电磁场；第二绝缘层位于磁场发生器201与短节本体10之间，使二者互不接触。发生器第一保护层202位于磁场发生器201外侧，与短节本体10螺纹连接，其外径与短节本体10的外径相同。发生器第二保护层203位于磁场发生器201与发生器第一保护层202之间。

具体地，磁场发生器采用螺绕环装置201，螺绕环201通过天线螺旋缠绕在环形磁芯上而构成，其套在短节本体10的环形凹槽上，与短节本体10同轴；并且螺绕环201的内圈与短节本体10之间具有第二绝缘层，使螺绕环201与短节本体10相互绝缘。在本例中，发生器第二保护层203为螺绕环保护封胶203。螺绕环201的外圈由一层螺绕环保护封胶203包裹，螺绕环保护封胶203是绝缘的非金属材料，例如橡胶、PEEK，有一定韧性，能减轻外部的冲击及振动，其作用是保护螺绕环201。在本例中，发生器第一保护层202为螺绕环保护套。螺绕环保护封胶203外侧是螺绕环保护套202，其作用是保护螺绕环201和螺绕环保护封胶203，螺绕环保护套202的外径与短节本体10的外径相同，由非金属绝缘材料加工而成，例如PEEK、环氧树脂、陶瓷等，通过螺栓固定在短节本体10上，具有一定的强度、韧性，耐磨，并能抵抗泥浆的冲刷，保护螺绕环201正常工作。

其中，螺绕环201的天线穿入螺绕环穿线孔204，经过第二穿线孔72连接到第一主控模块500所在的PCB板301的电路板穿线孔303中。这样，通过第二穿线孔72为信号发射设备与第一主控模块500建立了线路连接通道。

最后，再次参考图1，继续对随钻方位组合测量装置的流道转换接头50的组成及功能进行说明。流道转换接头50安装在短节本体10内部的泥浆通道90中，且与短节本体10同轴，其作用是通过改变短节本体10内部的泥浆流道90，有效缓解泥浆的涡流作用。同时方便位于短节本体10侧壁上的PCB板301上的电源及数据信号线经过第二穿线孔72，进入流道转换接头50内的第一穿线孔71，与短节本体10中部的伽马探管外筒602与短节本体10外的外部设备连接。需要说明的是，流道转换接头50在轴向上设置成紧邻于上述方位电阻率测量模块中的信号发射设备。

其中，第一穿线孔71与第二穿线孔72连通，使得第一主控模块500能够通过第一穿线孔71与伽马测量电路板上的第二主控模块560连接，并为二者建立了电源及数据信号的线路连接通道。更进一步地说，第一主控模块500所在的PCB板301上的电源及数据信号线经过第二穿线孔72，通过流道转换接头50内部的第一穿线孔71连接到伽马测量电路板603上的第二主控模块560中。伽马测量电路板603上的电源信号线能够连接到短节本体10外部的外部设备(例如：MWD短节)上，可以将仪器测得的方位电阻率数据和方位伽马数据传输给外部设备。

流道转换接头50一端与上述伽马探管外筒602通过连接，另一端与方位伽马测量短节本体10内壁连接。具体地，流道转换接头50细的一端与伽马探管外筒602通过螺纹连接，且与伽马探管外筒602同轴。其中，流道转换接头50与伽马探管外筒602连接处有密封圈80，防止短节本体10内部的泥浆进入流道转换接头50和伽马探管外筒602，以保护伽马探管外筒602内部的伽马传感器601及伽马测量电路板603。另外，流道转换接头50粗的一端与短节本体10中间的泥浆孔内壁之间有密封圈80，其作用是防止短节本体10中间的泥浆孔中的泥浆流入短节本体10内部，保护PCB板301和其他电子器件。

另外，短节本体10和流道转换接头50均由无磁材料加工而成，材料可以是无磁不锈钢、钛合金等高强度金属。

除此之外，上述随钻方位组合测量装置还具备随钻输出模块550(参考图2)，随钻传输模块550与第一主控模块500或第二主控模块560连接，将接收到的方位电阻率数据和/或方位伽马数据一并传输至外部设备，用以进行地层分析。需要说明的是，随钻传输模块550可以集成在第一主控模块500所在的电路板中，与第一主控模块500连接，也可以集成在第二主控模块560所在的电路板中，与第二主控模块560连接，还可以单独集成在一块PCB板中。随钻输出模块550可内置于上述方位电阻率测量模块或者方位伽马测量模块或者外部设备中，本申请对此不作具体限定。

在完成针对随钻方位组合测量装置的结构设计后，需要对其中的第二主控模块560以及第一主控模块500的控制配置方式进行说明。本发明根据现场的需求，对与硬件需求匹配的组合测量装置的工作模式从程序控制角度进行预先配置。具体地，该系统的工作模式包括：只使用方位伽马测量模块的第一工作模式、使用方位伽马测量模块和方位电阻率测量模块进行同时测量的第二工作模式和第三工作模式、以及只使用方位电阻率测量模块的第四工作模式。

图2为本申请实施例的随钻方位组合测量装置的数据总线连接结构图。如图2所示，第二主控模块560所在的电路板具备第二总线接口520和第三总线接口530，其中，第二总线接口520中的RS2_485+端口和RS2_485-端口与第二主控模块560连接。第一主控模块500所在的电路板具备第一总线接口510，其中，第一总线接口510中的正电源端口V+、负电源端口V-、RS1_485+端口、RS1_485-端口、RS2_485+端口和RS2_485-端口分别与第一主控模块500中的各端口对应连接。随钻传输模块550所在的电路板具备第四总线接口540，第一总线接口540中的正电源端口V+、负电源端口V-、RS1_485+端口和RS1_485-端口分别与随钻传输模块550中的各端口对应连接。

随钻方位组合测量装置处于第一工作模式时，需要单独配置第二主控模块560：将第二总线接口520的RS1_485+端口和第二主控模块560的RS2_485+端口相连，第二总线接口520的RS1_485-端口和第二主控模块560的RS2_485-端口相连。无需再连接随钻方位电阻率测量模块500，第二主控模块560直接将表征测量结果的方位伽马数据传输到随钻传输模块550，最后通过随钻传输模块550传输到外部设备中。

随钻方位组合测量装置处于第二工作模式时，需要将第一主控模块500与第二主控模块560进行组合配置：随钻传输模块550的电源V+端口和V-端口与串口总线RS1_485+端口和RS1_485-端口通过第四总线接口540、第三总线接口530、第二总线接口520、第一总线接口510最终连接到第一主控模块500的电源V+端口和V-端口与串口总线RS1_485+端口和RS1_485-端口。第一主控模块500的串口总线RS2_485+端口和RS2_485-端口通过的第二总线接口520、第一总线接口510连接到第二主控模块560的串口总线RS2_485+端口和RS2_485-端口。此时，第一主控模块500从第二主控模块560中读取出已测量完成的方位伽马数据，再将方位伽马数据和已生成的方位电阻率数据传输至随钻传输模块550，经由随钻传输模块550传输到外部设备，用以进行地层分析。

随钻方位组合测量装置处于第三工作模式时，同样需要将第一主控模块500与第二主控模块560进行组合配置，连接方式与第二工作模式相同，在此不做赘述。但此时，第二主控模块560从第一主控模块500中读取出已测量完成的方位伽马数据，并将方位电阻率数据和已生成的方位伽马数据传输至随钻传输模块550，经由随钻传输模块550传输到外部设备，用以进行地层分析。

随钻方位组合测量装置处于第四工作模式时，需要将第一主控模块500进行单独配置：随钻传输模块550的电源V+端口和V-端口与串口总线RS1_485+端口和RS1_485-端口通过第四总线接口540、第三总线接口530、第二总线接口520、第一总线接口510最终连接到第一主控模块500的电源V+端口和V-端口与串口总线RS1_485+端口和RS1_485-端口。或者，随钻传输模块550的电源V+端口和V-端口与串口总线RS1_485+端口和RS1_485-端口通过第四总线接口540、直接连接到第一总线接口510第一主控模块500的电源V+端口和V-端口与串口总线RS1_485+端口和RS1_485-端口。此时，第一主控模块500直接将表征测量结果的方位电阻率数据传输到随钻传输模块550，最后通过随钻传输模块550传输到外部设备中。

以上的配置方式可以直接使用已有的探管式的第二主控模块560，只需对新设计的钻铤短节式的第一主控模块500进行传输协议的配置和设计。如此设计可以充分利用已有的探管式的第二主控模块560，降低新仪器装置的成本。

本发明提出了一种集成随钻方位伽马和方位电阻率的组合测量装置。方位电阻率测量模块的各部件都安装在钻铤短节本体表面的安装槽内，构成方位电阻率测量模块。钻铤短节本体的内部通过一个流道转换接头，将钻铤短节内部的方位电阻率测量模块连接到具有探管式结构的方位伽马测量模块，方位伽马测量模块再与上述随钻传输模块直接相连，构成完整的随钻组合测量和传输系统。配置方式可以直接使用已有的探管式随钻方位伽马测量系统，只需对新设计的钻铤短节式的随钻方位电阻率测量系统进行传输协议的配置，以降低新仪器装置的成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种随钻方位组合测量装置，包括：

其中形成有泥浆通道的短节本体；

安装在所述短节本体外壁上的方位电阻率测量模块；

设置在所述泥浆通道内的流道转换接头，所述流道转换接头的第一端密封式接合于所述泥浆通道的内壁，而第二端以无接触的方式在所述泥浆通道内延伸；

安装在所述流道转换接头的第二端处的方位伽马测量模块，其中，

安装在所述流道转换接头的第一端处的所述方位电阻率测量模块与所述方位伽马测量模块电连接，其中，所述方位电阻率测量模块包括至少一个信号发射设备和信号处理设备，所述信号处理设备包含若干电阻率采集单元，各电阻率采集单元以预设的间隔角度沿短节外壁均匀分布，其中，所述信号发射设备安装于所述短节本体的外壁上的环形凹槽内，用于在通入交变电流信号后产生交变磁场，

各所述电阻率采集单元包括：

信号接收器，其安装于短节本体外壁的阶梯形圆柱凹槽内，用于测量受到所述交变磁场影响的相应位置处的地层产生的感应电流信号；

采集控制器，其与所述信号接收器连接，用于实时获取所述感应电流信号，并将其进行放大、滤波处理后，得到相应的方位电阻率信号，其中，

所述流道转换接头具备第一穿线孔，所述第一穿线孔构成为所述方位电阻率测量模块中的第一主控模块与所述方位伽马测量模块中的第二主控模块之间的线路连接通道。

2.根据权利要求1所述的随钻方位组合测量装置，其特征在于，所述方位伽马测量模块包括：

伽马探管外筒，其设置成与所述流道转换接头同轴，并与所述流道转换接头的第二端连接；

安装在所述伽马探管外筒内的伽马传感器；和

与所述伽马传感器连接的第二主控模块，其用于获取所述伽马传感器采集到的测量信号，并将所述测量信号转换成相应的方位伽马数据。

3.根据权利要求1所述的随钻方位组合测量装置，其特征在于，所述方位电阻率测量模块具备第一主控模块，所述第一主控模块与所有所述采集控制器以及所述信号发射设备连接，向所述信号发射设备输入所述交变电流信号，同时，收集各所述采集控制器发送的所述方位电阻率信号，并将其进行整合处理，生成整合后的方位电阻率数据。

4.根据权利要求3所述的随钻方位组合测量装置，其特征在于，所述第一主控模块集成于任一所述采集控制器内。

5.根据权利要求3所述的随钻方位组合测量装置，其特征在于，

所述第二主控模块构造成从所述第一主控模块中读取方位电阻率数据，并将所述方位电阻率数据和已生成的所述方位伽马数据传输至外部设备，或者，

所述第一主控模块构造成从所述第二主控模块中读取方位伽马数据，并将所述方位伽马数据和已生成的所述方位电阻率数据传输至外部设备。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的随钻方位组合测量装置，其特征在于，所述流道转换接头在轴向上设置成紧邻于所述方位电阻率测量模块中的信号发射设备。

7.根据权利要求1~5中任一项所述的随钻方位组合测量装置，其特征在于，所述方位电阻率测量模块具备第二穿线孔，所述第二穿线孔在短节本体内沿轴向延伸，构成为每个所述采集控制器和与其对应的所述信号接收器的线路连接通道，其中，所述第二穿线孔与所述流道转换接头中的第一穿线孔连通。

8.根据权利要求5所述的随钻方位组合测量装置，其特征在于，所述方位伽马测量模块还包括：

随钻传输模块，其与所述第一主控模块或所述第二主控模块连接，将接收到的所述方位电阻率数据和/或所述方位伽马数据传输至外部设备，用以进行地层分析。

Images