CN111810129B - 一种测量探管及测量仪 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种测量探管及测量仪，所述测量探管包括：钻铤，所述钻铤包括本体和设于所述本体内的容置腔；所述测量探管还包括设于所述容置腔内的第一导流头、第二导流头、探管组件和传感器电路，所述探管组件设置在所述第一导流头和第二导流头之间、所述传感器电路设置在所述探管组件内；所述本体设有自所述第一导流头端贯通至第二导流头端的通孔，所述通孔配置成容纳所述第一导流头和第二导流头之间总线的走线通道。本公开实施例能够避免连接下流过的电流产生的磁场影响，提高了测量探管测量的精度。
Description
技术领域
本公开实施例涉及但不限于海上钻井技术领域，更具体地，涉及一种测量探管及测量仪。
背景技术
定向探管能够在井下高温、振动情况下精确测量钻具姿态，包括井斜角、方位角和工具面角，主要为随钻测量(MWD，Measure While Drilling)，系统提供工具姿态数据、随钻测井(LWD，Logging While Drilling)，及姿态参数获取、脉冲编码等功能。随着随钻定向测量发展，对电流值要求越来越高，根据毕奥-萨伐尔定律，通电直导线周围将产生磁场，从而对磁通门测量造成影响，影响测量精度，针对上述问题，发明了一种可过大电流的定向测量仪器结构，通过总线与传感器电路隔离方式，既满足大电流要求，同时又避免大电流产生的磁场影响，提高了仪器测量精度。
发明内容
本公开实施例提供一种测量探管包括：钻铤，所述钻铤包括本体和设于所述本体内的容置腔；所述测量探管还包括设于所述容置腔内的第一导流头、第二导流头、探管组件和传感器电路，所述探管组件设置在所述第一导流头和第二导流头之间、所述传感器电路设置在所述探管组件内；所述本体设有自所述第一导流头端贯通至第二导流头端的通孔，所述通孔配置成所述第一导流头和第二导流头之间总线的走线通道。
与现有技术相比，本公开实施例通过在钻铤本体上设置容纳总线的通孔，将总线与传感器元件隔离，能够避免总线流过的电流产生的磁场影响，提高了探管的测量精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、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技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本公开实施例测量探管第一位置的轴向剖视示意图；
图2为图1的C-C位置的截面示意图；
图3为本公开实施例测量探管第二方向的轴向剖视示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1-3所示，本公开实施例提供一种测量探管100，包括：钻铤1，所述钻铤1包括本体10和设于所述本体内的容置腔20；所述测量探管100还包括设于所述容置腔20内的第一导流头2、第二导流头3、探管组件4和传感器电路(未图示)。探管组件4设置在第一导流头2和第二导流头3之间，传感器电路设置在所述探管组件4内。本体10设有自第一导流头2端贯通至第二导流头3端的通孔5。通孔5配置成容纳第一导流头2和第二导流头3之间总线的走线通道。
上述传感电路能够把测量探管当前的物理姿态相对于重力的变化和相对于地磁场的变化转换成电信号。电信号经过数字处理转换成脉冲信号传送到地面设备上。
在一个示例性实施例中，传感电路包括测量井斜角的加速度传感器和测量方位角和工具面角的磁通门传感器。加速度传感器用于响应重力加速度，磁通门用于利用被测磁场高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁场感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场。
由于当电流经过总线时，会产生磁场，从而对感应元件感应到的信号产生影响，本公开实施例通过在钻铤1设置通孔5，将总线与感应元件隔离，避免从探管中心走线，从而避免总线流过的电流产生磁场对感应元件感应的信号的影响，提高了探管的测量精度，并且成本低。
本公开实施实施例通过总线与传感电路隔离的方式，既满足大电流要求，同时又避免大电流产生的磁场影响，提高了仪器测量精度。
在一个示例性实施了中，本公开实施例的测量探管的各个精度如下：
静态精度：方位±0.5°(井斜角≥5°)，工具面±0.6°(井斜角≥5°)，磁工具面±1°(井斜角≤85°)；连续精度：方位±1°(井斜角≥5°)，工具面±1.5°(井斜角≥5°)；振动20-2000Hz。
在一个示例性实施了中，上述总线可以采用最新的TBUS 2.0总线设计。
在一个示例性实施例中，如图1、图3所示，测量探管100还包括自所述测量探管100侧面伸入所述钻铤1并分别与所述第一导流头2的走线通道21和第二导流头3的走线通道31连通的第一插针6和第二插针7。第一插针6设置成能够将第一导流头2的走线通道21内的总线引入到钻铤1的通孔5内。第二插针7设置成能够将钻铤1的通孔5内的总线引出到第二导流头3的走线通道31内。总线通过第一导流头2和第二导流头3的第一插针6和第二插针7连接，传输电压数字信号。当要实现总线与外部通讯与数据下载时，可选取与第一导流头2和第二导流头3配合的信号插针，例如七心插针等。
在一个示例性实施例中，第一插针6和第二插针7在钻铤1的横截面上均偏离通孔5设置。示例性的，如图2所述，第一插针6和第二插针7在钻铤1的横截面上均偏离通孔5约80度角设置。
钻挺1的本体10还设有第一连接孔101和第二连接孔(与101相同，未图示)。通孔5内的总线能够通过第一连接孔101和第二连接孔分别与第一插针6朝向所述钻铤1外部的一端和所述第二插针7朝向钻铤1外部的一端连接。
本公开实施例通过将第一插针6和第二插针7在钻铤1的横截面上偏离通孔5设置能够避免通孔5与第一插针6和第二插针7设置的距离较近造成对壁厚的影响，从而影响测量探管的强度。
在一个示例性实施例中，如图3所示，钻铤1的本体10还包括分别与第一导流头2和第二导流头3对应设置的第一收容槽和第二收容槽。第一插针6和第二插针7朝向钻铤1外部的一端分别伸入所述第一收容槽和第二收容槽。测量探管100还包括分别安装于第一收容槽和第二收容槽并遮蔽所述第一插针6和第二插针7的第一盖板8和第二盖板9。通过设置第一收容槽和第二收容槽便于第一插针6和第二插针7与外部通讯，同时便于走线。
在一个示例性实施例中，如图1-3所示，所述钻铤1的本体10还包括分别与第一导流头2和第二导流头3对应设置并连通通孔5的第一凹槽和第二凹槽。测量探管100还包括与第一凹槽和第二凹槽配合安装的第一堵头11和第二堵头12。第一堵头11和第二堵头12的设置便于布线。
在一个示例性实施例中，如图2所示，第一连接孔101分别与第一凹槽和所述第一收容槽连通，以使第一导流头2的走线通道21与通孔5连通；第二连接孔分别与所述第二凹槽和所述第二收容槽连通，以使第二导流头3的走线通道31与通孔5连通。第一、第二连接孔101的设置能够在插针偏离通孔5设置时，也能够将总线从通孔5引到第一插针6和第二插针7处。
在一个示例性实施例中，如图1所示，所述第一导流头2和第二导流头3分别与钻铤1通过固定件(未图示)连接定位。示例性的，固定件可以为固定第一导流头2和第二导流头3端面与钻铤1螺钉，及轴向定位一导流头2和第二导流头3端面与钻铤1的定位销。
在一个示例性实施例中，测量探管100还包括用于测得的信号进行处理的电路板处理模块(未图示)。
本公开实施例还提供一种测量仪，包括测量探管100、与所述测量探管100连接的供电短节13。供电短节13配置成能够为测量探管100提供电源在一个示例性实施例中，供电短节13分别与第一导流头2、第二导流头3、及探管组件4电连接。
在一个示例性实施例中，第一导流头2与供电短节13通过专用转换适配器连接。探管组件4与供电短节13通过双公转接头连接。第二导流头3与供电短节13通过专用转接头连接。
在一个示例性实施例中，供电短节4还包括能够与总线连接的开关装置(未图示)。供电短节13通过设置开关装置能够实现开关总线的功能，可根据需求将供电短节13连接在随钻仪器串中。
在一个示例性实施例中，测量仪还包括设于探管组件4和供电短节13外侧的一个或多个间隔布置的扶正器14。
在一个示例性实施例中，如图1所示，扶正器14包括3个3翼保持一致并且距离一致的橡胶扶正器，提高了探管组件4抗振性。探管组件4一端第一导流头2支撑，另一端通过供电短节13与第二导流头3连接支撑。从而实现两端支撑固定，结构更稳定。
在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本公开实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。
Claims (6)
1.一种测量探管，其特征在于，所述测量探管包括：钻铤，所述钻铤包括本体和设于所述本体内的容置腔；
所述测量探管还包括设于所述容置腔内的第一导流头、第二导流头、探管组件和传感器电路，所述探管组件设置在所述第一导流头和第二导流头之间、所述传感器电路设置在所述探管组件内；所述本体设有自所述第一导流头端贯通至第二导流头端的通孔，所述通孔配置成所述第一导流头和第二导流头之间总线的走线通道；
所述测量探管还包括自所述测量探管侧面伸入所述钻铤并分别与所述第一导流头的走线通道和第二导流头的走线通道连通的第一插针和第二插针，所述第一插针设置成能够将所述第一导流头的走线通道内的总线引入到所述通孔内，所述第二插针设置成能够将所述通孔内的总线引出到所述第二导流头的走线通道内；
所述第一插针和第二插针在所述钻铤的横截面上均偏离所述通孔设置；所述钻铤的本体还设有第一连接孔和第二连接孔，所述通孔内的总线能够通过所述第一连接孔和第二连接孔分别与第一插针朝向所述钻铤外部的一端和所述第二插针朝向所述钻铤外部的一端连接；
所述钻铤的本体还包括分别与所述第一导流头和第二导流头对应设置的第一收容槽和第二收容槽；所述第一插针和第二插针朝向所述钻铤外部的一端分别伸入所述第一收容槽和第二收容槽；所述测量探管还包括分别安装于所述第一收容槽和第二收容槽并遮蔽所述第一插针和第二插针的第一盖板和第二盖板；
所述钻铤的本体还包括分别与所述第一导流头和第二导流头对应设置并连通所述通孔的第一凹槽和第二凹槽，所述测量探管还包括与所述第一凹槽和第二凹槽配合安装的第一堵头和第二堵头。
2.根据权利要求1所述的测量探管，其特征在于：所述第一连接孔分别与所述第一凹槽和所述第一收容槽连通，所述第二连接孔分别与所述第二凹槽和所述第二收容槽连通。
3.一种测量仪，包括：如权利要求1-2任意一项所述的测量探管、及与所述测量探管连接的供电短节。
4.根据权利要求3所述的测量仪，其特征在于：所述供电短节分别与所述第一导流头、第二导流头、及探管组件电连接。
5.根据权利要求4所述的测量仪，其特征在于：还包括设于所述探管组件和供电短节外侧的一个或多个间隔布置的扶正器。
6.根据权利要求3所述的测量仪，其特征在于：所述供电短节还包括开关装置，设置成能够与所述总线连接。
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