CN114776241B - 带有旋通装置的随钻测量送水器、无线及有线旋通装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带有旋通装置的随钻测量送水器、无线及有线旋通装置。该送水器包括送水器静态外壳体、旋转送水轴安装轴承、旋转送水轴、送水器后端盖，和送水器前接头；旋转送水轴、送水器后端盖和送水器前接头内的空间为高压钻井液输送通道，送水器前接头与送水器静态外壳体之间的旋转送水轴上设置有无线旋通装置或有线旋通装置。本发明的带有旋通装置的随钻测量送水器与多通道并联式穿线式钻杆配套使用时，配合多条钻孔检测仪导线和孔底检测传感器导线，能够在定向钻进施工的同时，高效、快速、稳定地进行孔底信号传输和电力传输。

Description

带有旋通装置的随钻测量送水器、无线及有线旋通装置

技术领域

本发明属于地下工程勘探技术领域，涉及随钻测量技术，具体涉及一种带有旋通装置的随钻测量送水器、无线及有线旋通装置。

背景技术

定向钻进的有线随钻测量技术在煤矿井下瓦斯抽采、水害防治工程中已经得到了广泛应用。授权公告号为CN110905422B的中国专利公开了一种随钻测量用多通道并联式穿线钻杆，该穿线钻杆拓宽了有线随钻测量技术的应用范围。该穿线钻杆在满足常规钻杆输送钻井液需求的基础上，增加了传递孔口电力和孔底测量信号的功能，从结构上实现了钻井液通道和信号传输通道的分离，改善了绝缘和密封效果，进一步提高信号传输的可靠性和稳定性。

通缆送水器短节是钻杆柱结构的一个重要组成部分，通缆送水器短节的前端与穿线钻杆相连接，通缆送水器短节的尾部与水泵和钻孔检测仪相连接，该种连接方式导致了孔内旋转钻杆和孔口静止设备的过度连接。此外，通缆送水器短节还具有内部结构复杂、密封难度高、旋转摩擦阻力大、信号传输不稳定等缺点。

授权公告号为CN101725342B的中国专利公开了一种中心通缆式定向送水器，该定向送水器能够实现有线随钻测量，同时满足孔底组合钻具钻进及孔底马达钻进两种钻进工艺的要求。授权公告号为CN102926686B的中国专利公开了一种定向送水器及定向钻机，该定向送水器解决信号测量不方便及测量结果不可靠的问题，而且有效提高了钻进效率。

在上述的两种送水器中，中心单根缆线与送水器导体外壳共同构成一组导电回路，通缆结构和外壳之间的环空间隙为钻井液通道。然而，现场应用结果表明，上述的两种送水器的结构不能满足多通道并联式穿线钻杆在定向钻进施工的同时，进行钻井液输送和测量信号实时传输的使用要求。此外，由于上述的两种送水器的密封件老化或磨损后，高压钻井液容易进入中心通缆装置，造成测量信号传输不稳定。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种带有旋通装置的随钻测量送水器、无线及有线旋通装置，解决现有技术中的送水器无法满足多通道并联式穿线钻杆在定向钻进施工的同时进行钻井液输送和测量信号实时传输的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种带有旋通装置的随钻测量送水器，包括送水器静态外壳体，送水器静态外壳体的两端均开放，送水器静态外壳体内设置有一对旋转送水轴安装轴承，旋转送水轴安装轴承内安装有旋转送水轴；

所述的旋转送水轴的后端可转动式安装在送水器后端盖内，送水器后端盖的内壁上设置有与旋转送水轴相接触密封的动态密封圈，送水器后端盖安装在送水器静态外壳体开放的后端内；所述的旋转送水轴的轴向前端伸出送水器静态外壳体开放的前端，旋转送水轴的轴向前端外安装有能够一起转动的送水器前接头；

所述的旋转送水轴、送水器后端盖和送水器前接头的两端均开放，旋转送水轴、送水器后端盖和送水器前接头内的空间为高压钻井液输送通道；

所述的送水器前接头与送水器静态外壳体之间的旋转送水轴上设置有无线旋通装置或有线旋通装置；

所述的送水器外壳体内沿着轴向开设有多个钻孔检测仪导线走线孔，钻孔检测仪导线走线孔内设置有钻孔检测仪导线；所述的送水器前接头内沿着轴向开设有多个孔底检测传感器导线走线孔，所述的孔底检测传感器导线走线孔内设置有孔底检测传感器导线；所述的送水器前接头端面开设有端面环槽，端面环槽内装配有导电环；

所述的钻孔检测仪导线的后端与钻孔检测仪相连接，钻孔检测仪导线的前端与无线旋通装置或有线旋通装置的后端相连接，无线旋通装置或有线旋通装置的前端与孔底检测传感器导线的后端相连接，孔底检测传感器导线的前端与导电环相连接，导电环通过穿线钻杆与孔底检测传感器相连接。

本发明还具有如下技术特征：

所述的无线旋通装置包括固定设置在旋转送水轴外侧的无线旋通转子，还包括与送水器静态外壳体固定连接的无线旋通定子；所述的无线旋通定子的轴向后端内设置有无线旋通装置左轴承，无线旋通定子的轴向前端内设置有无线旋通装置右轴承，无线旋通装置左轴承和无线旋通装置右轴承内安装有无线旋通转子。

所述的无线旋通转子的外壁上设置有信号发射天线；所述的无线旋通定子的内壁上设置有信号接收器和控制器；所述的信号发射天线的信号接收端与孔底检测传感器导线的后端相连接，信号发射天线用于将来自孔底检测传感器的信号传输给信号接收器的信号接收端，信号接收器的信号输出端与控制器的信号接收端相连接，控制器的信号输出端与钻孔检测仪导线的前端相连接。

所述的无线旋通定子的内壁上设置有电力发射天线；所述的无线旋通转子的外壁上设置有环形整流器，环形整流器上设置有故障反馈电路和电力接收器。

所述的钻孔检测仪导线的后端与钻孔检测仪的电源相连接，钻孔检测仪导线的前端与控制器的电力接收端相连接，控制器的电力输出端与电力发射天线相连接，电力发射天线用于向电力接收器的电力接收端传输电能，电力接收器的电力输出端与环形整流器的电力接收端相连接，环形整流器的电力输出端与孔底检测传感器导线的后端相连接，孔底检测传感器导线的前端与孔底检测传感器的电力接收端相连接；

所述的环形整流器上还设置有环形充电电池；所述的电力接收器的电力输出端还与环形充电电池的电力接收端相连接，环形充电电池的电力输出端与孔底检测传感器导线的后端相连接，孔底检测传感器导线的前端与孔底检测传感器的电力接收端相连接。

所述的无线旋通定子的内壁上涂覆有隔磁屏蔽层，所述的电力发射天线、控制器和信号接收器设置在隔磁屏蔽层上。

所述的无线旋通转子的外壁上还设置有锁定螺母。

所述的无线旋通定子的轴向后端封闭，无线旋通定子的轴向前端设置有无线旋通装置端盖，无线旋通装置端盖位于无线旋通装置右轴承的轴向前侧。

所述的有线旋通装置包括固定设置在旋转送水轴外侧的有线旋通转子，还包括与送水器静态外壳体固定连接的有线旋通定子；所述的有线旋通定子的轴向后端内设置有有线旋通装置左轴承，有线旋通定子的轴向前端内设置有有线旋通装置右轴承，有线旋通装置左轴承和有线旋通装置右轴承内安装有有线旋通转子。

所述的有线旋通转子包括安装在有线旋通装置左轴承和有线旋通装置右轴承内的有线旋通转子芯轴，有线旋通转子芯轴的外壁上固定设置有环状导体，环状导体上设置有多个绝缘挡板，环状导体被多个绝缘挡板分割为多段。

所述的有线旋通定子包括与送水器静态外壳体固定连接的有线旋通定子外壳，有线旋通定子外壳内设置有绝缘支撑板；绝缘支撑板的内壁上设置有多个弹性电刷。

所述的弹性电刷的外侧与钻孔检测仪导线的前端相连接，弹性电刷的内侧与环状导体的外侧相接触，环状导体的内侧与孔底检测传感器导线的后端相连接。

所述的有线旋通转子芯轴的轴向两端分别伸出有线旋通装置左轴承和有线旋通装置右轴承外，伸出的有线旋通装置右轴承外的有线旋通转子芯轴上设置有前接头连接件。

所述的有线旋通定子外壳的轴向后端设置有有线旋通定子外壳端盖。

所述的导电环的后侧通过孔底检测传感器导线与无线旋通装置或有线旋通装置相连接，导电环的前侧通过穿线钻杆与孔底检测传感器相连接；

所述的导电环包括内导电环，内导电环外部分包裹有绝缘材料层，未被绝缘材料层包裹的内导电环上设置有导电尾线，导电尾线通过孔底检测传感器导线和无旋通装置或有线旋通装置相连接，导电环的前侧与穿线钻杆上的导电环相接触。

本发明还保护一种如上所述的无线旋通装置。

本发明还保护一种如上所述的有线旋通装置。

本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：

(Ⅰ)本发明的带有旋通装置的随钻测量送水器与多通道并联式穿线钻杆配套使用时，配合多条钻孔检测仪导线和孔底检测传感器导线，能够在定向钻进施工的同时，高效、快速、稳定地进行孔底信号传输和电力传输。

(Ⅱ)本发明的带有旋通装置的随钻测量送水器，用于信号传输和电力传输的结构不占用高压钻井液输送通道，因此能够满足绳索取心和连续油管取心等打捞工具对取心钻具的结构要求，进而使得随钻测量送水器的应用范围能够推广至不提钻定向连续取心钻进工艺。

(Ⅲ)本发明的带有旋通装置的随钻测量送水器，采用模块化设计，整体结构的集成度高，具有结构紧凑、易损件少、维修方便等优点。

(Ⅳ)本发明的无线旋通装置，通过信号发射天线、信号接收器和控制器实现孔底检测信号的传输，通过电力发射天线、环形整流器、故障反馈电路和电力接收器实现电能传输。本发明的无线旋通装置，在无线旋通转子和无线旋通定子之间以无线方式传输电能和孔底检测信号，能够满足孔底多种测量信号的实时、双向与高速传输。

(Ⅴ)本发明的有线旋通装置，在有线旋通转子芯轴上设置了环状导体，在有线旋通定子内设置了弹性电刷，通过环状导体和弹性电刷的接触式设计，实现了在旋转钻进的同时，能够进行电能和信号的高速传输。

附图说明

图1为带有旋通装置的随钻测量送水器的整体结构示意图。

图2为无线旋通装置的结构示意图。

图3为有线旋通装置的结构示意图。

图4为有线旋通转子的结构示意图。

图5为有线旋通定子的结构示意图。

图6为送水器后端盖的结构示意图。

图7为导电环的剖面图。

图8为导电环的的结构示意图。

图9为无线旋通装置的电力故障判断原理示意图。

图10为无线旋通装置的电力输送和信号检测的原理示意图。

图中各标号的含义为：1-送水器静态外壳体，2-旋转送水轴安装轴承，3-旋转送水轴，4-送水器后端盖，5-送水器前接头，6-无线旋通装置，7-有线旋通装置，8-钻孔检测仪导线走线孔，9-钻孔检测仪导线，10-孔底检测传感器导线，11-导电环，12-高压钻井液输送通道，13-动态密封圈；

401-钻孔检测仪接头，402-水管接口；

501-孔底检测传感器导线走线孔，502-旋转送水轴连接部，503-钻杆连接部，504-端面环槽，505-内螺纹，506-外螺纹；

601-无线旋通转子，602-无线旋通定子，603-无线旋通装置左轴承，604-无线旋通装置右轴承，605-信号发射天线，606-信号接收器，607-控制器，608-电力发射天线，609-环形整流器，610-故障反馈电路，611-电力接收器，612-环形充电电池，613-隔磁屏蔽层，614-锁定螺母，615-无线旋通装置端盖；

701-有线旋通转子，702-有线旋通定子，703-有线旋通装置左轴承，704-有线旋通装置右轴承；

1101-内导电环，1102-绝缘材料层，1103-导电尾线；

70101-有线旋通转子芯轴，70102-环状导体，70103-绝缘挡板，70104-前接头连接件；

70201-有线旋通定子外壳，70202-绝缘支撑板，70203-弹性电刷，70204-有线旋通定子外壳端盖；

7010201-环状导体a段，7010202-环状导体b段，7010203-环状导体c段；

7020301-弹性电刷A，7020302-弹性电刷B，7020303-弹性电刷C。

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

具体实施方式

现有技术中的通缆送水器，采用一根中心通缆进行电力和信号传输，该中心通缆沿着轴向设置并贯穿整个高压钻井液输送通道，即中心通缆与高压钻井液输送通道在空间上重合，在施工过程中，若高压钻井液发生泄露，则会导致中心通缆无法进行电力和信号传输。

与现有技术相比，本发明的带有旋通装置的随钻测量送水器中，采用旋通装置、钻孔检测仪导线以及孔底检测传感器导线等零部件组成的结构进行电力和信号传输，其中旋通装置套设在旋转送水轴外部，钻孔检测仪导线和孔底检测传感器导线均布设在旋转送水轴外部，即电力和信号传输结构与主要位于旋转送水轴内部的高压钻井液输送通道在空间上实现了分离。该种分离式的结构设计的绝缘和密封效果好，能够降低因高压水密封失效而引起的信号短路或丢失的风险，提高了信号传输的稳定性和可靠性。

需要说明的是，本发明中的所有用到的零部件、仪器和电路，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件、仪器和电路，例如：

穿线钻杆采用现有技术中已知的多通道并联式穿线钻杆。

钻孔检测仪采用现有技术中已知的钻孔检测仪，具体为计算机。

孔底检测传感器采用现有技术中已知的常规的传感器。

故障反馈电路610采用现有技术中已知的故障反馈电路。

弹性电刷70203采用现有技术中已知的常规的弹性电刷。

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种无线旋通装置，如图1至图2所示，包括固定设置在旋转送水轴3外侧的无线旋通转子601，还包括与送水器静态外壳体1固定连接的无线旋通定子602；无线旋通定子602的轴向后端内设置有无线旋通装置左轴承603，无线旋通定子602的轴向前端内设置有无线旋通装置右轴承604，无线旋通装置左轴承603和无线旋通装置右轴承604内安装有无线旋通转子601。

无线旋通转子601的外壁上设置有信号发射天线605；无线旋通定子602的内壁上设置有信号接收器606和控制器607；信号发射天线605的信号接收端与孔底检测传感器导线10的后端相连接，信号发射天线605用于将来自孔底检测传感器的信号传输给信号接收器606的信号接收端，信号接收器606的信号输出端与控制器607的信号接收端相连接，控制器607的信号输出端与钻孔检测仪导线9的前端相连接。

本实施例中，无线旋通转子601和无线旋通定子602为同轴式结构，通过电磁共振原理实现电能从无线旋通定子602向无线旋通转子601的无接触式传输，同时满足孔底检测信号从无线旋通转子601向无线旋通定子602传输，孔底检测信号传输的具体方式采用无线电波、微波或红外。

本实施例中，孔底检测信号传输的具体过程为：信号接收器606主要接收信号发射天线605传输的孔底检测信号，钻孔检测仪的信号输出端与信号发射天线605的信号接收端相连接，来自钻孔检测仪的孔底检测信号依次通过信号发射天线605、信号接收器606和控制器607，最终传输至钻孔检测仪中。

作为本实施例的一种具体方案，无线旋通定子602的内壁上设置有电力发射天线608；无线旋通转子601的外壁上设置有环形整流器609，环形整流器609上设置有故障反馈电路610和电力接收器611。

钻孔检测仪导线9的后端与钻孔检测仪的电源相连接，钻孔检测仪导线9的前端与控制器607的电力接收端相连接，控制器607的电力输出端与电力发射天线608相连接，电力发射天线608用于向电力接收器611的电力接收端传输电能，电力接收器611的电力输出端与环形整流器609的电力接收端相连接，环形整流器609的电力输出端与孔底检测传感器的第一电力接收端相连接。

本实施例中，信号发射天线605也设置在环形整流器609上。

本实施例中，电力发射天线608在控制器607的作用下能够向电力接收器611发射电能，环形整流器609用于向钻孔检测仪输送稳定的电流和电压。

作为本实施例的一种具体方案，环形整流器609上还设置有和环形充电电池612；电力接收器611的电力输出端还与环形充电电池612的电力接收端相连接，环形充电电池612的电力输出端与孔底检测传感器导线10的后端相连接，孔底检测传感器导线10的前端与孔底检测传感器的第二电力接收端相连接。

本实施例中，在系统发生故障时，环形充电电池612能够代替环形整流器609继续向钻孔检测仪提供电能，同时通过故障反馈电路向控制器607提供故障警报。

作为本实施例的一种具体方案，无线旋通定子602的内壁上涂覆有隔磁屏蔽层613，电力发射天线608、控制器607和信号接收器606设置在隔磁屏蔽层613上。本实施例中，隔磁屏蔽层613能够防止金属组件在磁场作用下产生磁涡流并发热。

作为本实施例的一种具体方案，无线旋通转子601的外壁上还设置有锁定螺母614，锁定螺母614能够防止无线旋通转子601的零部件由于振动而导致的不稳定。

作为本实施例的一种具体方案，无线旋通定子602的轴向后端封闭，无线旋通定子602的轴向前端上设置有无线旋通装置端盖615，无线旋通装置端盖615位于无线旋通装置右轴承604的轴向另一侧。

本实施例中，无线旋通定子602和无线旋通装置端盖615内的空间为密封防水空间，该密封防水空间能够有效防止了环形整流器609、信号发射天线605、故障反馈电路610、电力接收器611、电力发射天线608、控制器607、信号接收器606和隔磁屏蔽层613被液体浸湿而导致损坏，进而避免了由于密封可靠性不足而引发的孔底检测信号传输不稳定的现象。

实施例2：

本实施例给出一种有线旋通装置，如图3至图5所示，包括固定设置在旋转送水轴3外侧的有线旋通转子701，还包括与送水器静态外壳体1固定连接的有线旋通定子702；有线旋通定子702的轴向后端内设置有有线旋通装置左轴承703，有线旋通定子702的轴向前端内设置有有线旋通装置右轴承704，有线旋通装置左轴承703和有线旋通装置右轴承704内安装有有线旋通转子701。

有线旋通转子701包括安装在有线旋通装置左轴承703和有线旋通装置右轴承704内的有线旋通转子芯轴70101，有线旋通转子芯轴70101的外壁上固定设置有环状导体70102，环状导体70102上设置有多个绝缘挡板70103，环状导体70102被多个绝缘挡板70103分割为多段。

有线旋通定子702包括与送水器静态外壳体1固定连接的有线旋通定子外壳70201，有线旋通定子外壳70201内设置有绝缘支撑板70202；绝缘支撑板70202的内壁上设置有多个弹性电刷70203。

弹性电刷70203的外侧与钻孔检测仪导线9的前端相连接，弹性电刷70203的内侧与环状导体70102的外侧相接触，环状导体70102的内侧与孔底检测传感器导线10的后端相连接。

本实施例中，绝缘支撑板70202沿圆周均布，并固定在有线旋通定子外壳端盖70204的内侧，保证了绝缘支撑板70202上设置的弹性电刷70203与有线旋通转子芯轴70101上的环状导体70102能够稳定接触。

本实施例中，通过弹性电刷70203与环状导体70102的接触实现传输电流和孔底检测信号，弹性电刷70203采用高弹性低电阻率金属材料，该金属材料能够保证信号和电力的高效传输。

本实施例中，有线旋通定子702与送水器静态外壳体1通过螺纹固定连接，有线旋通定子702不随钻杆作旋转运动。

本实施例中，旋转送水轴3的外表面设置有旋通装置装配有台阶和轴承装配有台阶，有线旋通装置左轴承703和有线旋通装置右轴承704与旋转送水轴3过盈配合。有线旋通装置左轴承703和有线旋通装置右轴承704采用深沟球轴承，深沟球轴承能够保证有线旋通转子701与有线旋通定子702之间的实现高速的相对旋转运动，此外，由于深沟球轴承在高速转动下能够承受较大的径向载荷，因此有线旋通装置左轴承703和有线旋通装置右轴承704同时还具有轴向限位功能。

作为本实施例的一种具体方案，绝缘挡板70103的数目为两个，环状导体70102被两个绝缘挡板70103分割为三段，分别为环状导体a段7010201、环状导体b段7010202和环状导体c段7010203。弹性电刷70203的数目为三个，从左到右依次为弹性电刷A7020301、弹性电刷B7020302和弹性电刷C7020303。弹性电刷A7020301与环状导体a段7010201相连接，弹性电刷B7020302与环状导体b段7010202相连接，弹性电刷C7020303与环状导体b段7010203相连接。

本实施例中，多段环状导体70102与多个弹性电刷70203一一对应，组成若干条独立传输通道，实现了信号的快速高效传输。

作为本实施例的一种具体方案，有线旋通转子芯轴70101的轴向两端分别伸出有线旋通装置左轴承703和有线旋通装置右轴承704外，伸出的有线旋通装置右轴承704外的有线旋通转子芯轴70101上设置有前接头连接件70104。

本实施例中，前接头连接件70104采用传动销或者花键结构的连接头。前接头连接件70104能够保证有线旋通转子701与送水器前接头5固定连接，进而保证了有线旋通转子701与送水器前接头5和旋转送水轴3进行同步旋转。

作为本实施例的一种具体方案，有线旋通定子外壳70201的轴向后端设置有有线旋通定子外壳端盖70204，有线旋通定子外壳70201和有线旋通定子外壳端盖70204能够对内部的零部件起到保护作用。

实施例3：

本实施例给出了一种带有旋通装置的随钻测量送水器，如图1、图2以及图6至图10所示，包括送水器静态外壳体1，送水器静态外壳体1的两端均开放，送水器静态外壳体1内设置有一对旋转送水轴安装轴承2，旋转送水轴安装轴承2内安装有旋转送水轴3；

旋转送水轴3的后端可转动式安装在送水器后端盖4内，送水器后端盖4的内壁上设置有与旋转送水轴3相接触密封的动态密封圈13，送水器后端盖4安装在送水器静态外壳体1开放的后端内；旋转送水轴3的轴向前端伸出送水器静态外壳体1开放的前端，旋转送水轴3的轴向前端外安装有能够一起转动的送水器前接头5；

旋转送水轴3、送水器后端盖4和送水器前接头5的两端均开放，旋转送水轴3、送水器后端盖4和送水器前接头5内的空间为高压钻井液输送通道12；

送水器前接头5与送水器静态外壳体1之间的旋转送水轴3上设置有无线旋通装置6；

送水器外壳体1内沿着轴向开设有多个钻孔检测仪导线走线孔8，钻孔检测仪导线走线孔8内设置有钻孔检测仪导线9；送水器前接头5内沿着轴向开设有多个孔底检测传感器导线走线孔501，孔底检测传感器导线走线孔501内设置有孔底检测传感器导线10；送水器前接头5端面开设有端面环槽504，端面环槽504内装配有导电环11；

钻孔检测仪导线9的后端与钻孔检测仪相连接，钻孔检测仪导线9的前端与无线旋通装置6的后端相连接，无线旋通装置6的前端与孔底检测传感器导线10的后端相连接，孔底检测传感器导线10的前端与导电环11相连接，导电环11通过穿线钻杆与孔底检测传感器相连接。

作为本实施例的一种具体方案，送水器后端盖4的边缘处设置有钻孔检测仪接头401，钻孔检测仪接头401的两端分别与钻孔检测仪导线9和钻孔检测仪相连接；送水器后端盖4的中心处设置有水管接口402，水管接口402与高压钻井液输送通道12同轴设置，水管接口402用于连接泥浆泵输出的高压钻井液。

本实施例中，钻孔检测仪接头401与孔底检测传感器导线走线孔501的数量相同。钻孔检测仪接头401用于向孔底发送控制孔底检测信号，同时检测孔内的测量孔底检测信号，在特殊工况下，还能够通过钻孔检测仪接头401向钻孔检测仪传输电力。钻孔检测仪接头401、无线旋通装置6、钻孔检测仪导线9、孔底检测传感器导线10和导电环11构成了低压区的孔底检测信号传输结构。

本实施例中，送水器前接头5、旋转送水轴3、旋转送水轴安装轴承2、送水器静态外壳体1和送水器后端盖4的水管接口402构成了高压区的钻井液输送结构。钻井液输送结构输送钻井液的工作原理为：将送水器与钻杆相连接后，将高压钻井液从水管接口402处送入高压钻井液输送通道12中，高压钻井液通过高压钻井液输送通道12输送到钻杆中心通道中，再进入孔底后从钻柱和孔壁环空间隙排出，实现冷却钻头和孔内排渣功能。

本实施例中，孔底检测信号传输结构嵌套于钻井液输送结构的外壳夹层中，在传输导体外侧填充绝缘材料，能够实现孔底检测信号传输结构与钻井液输送结构之间的绝缘和密封。

作为本实施例的一种具体方案，旋转送水轴3与送水器后端盖4之间的动态密封圈13采用多级组合密封结构，多级组合密封结构选用盘根和O型圈的组合，或选用防磨圈和O型圈的组合。通过多级组合密封结构能够提高密封的可靠性，同时能够降低旋转送水轴3与送水器后端盖4之间由于相对旋转运动而产生的摩擦阻力。

作为本实施例的一种具体方案，送水器前接头5包括一体化设置的旋转送水轴连接部502和钻杆连接部503，旋转送水轴连接部502上开设有端面环槽504，端面环槽504的槽底分布有多个孔底检测传感器导线走线孔501。

旋转送水轴连接部502与旋转送水轴3的连接处设置有内螺纹505，钻杆连接部503与钻杆的连接处设置有外螺纹506，外螺纹506与钻杆末端的内螺纹连接，内螺纹505和外螺纹506实现了送水器前接头5与旋转送水轴3和钻杆的稳定连接。

作为本实施例的一种具体方案，导电环的后侧通过孔底检测传感器导线10与无线旋通装置6连接，导电环11的前侧通过穿线钻杆与孔底检测传感器相连接；

导电环11包括内导电环1101，内导电环1101外部分包裹有绝缘材料层1102，未被绝缘材料层1102包裹的内导电环1101上设置有导电尾线1103，导电尾线1103通过孔底检测传感器导线10和无旋通装置6相连接，导电环11的前侧与穿线钻杆上的导电环相接触。

本实施例中，导电环11与端面环槽504形成过盈配合，借助外螺纹506预紧时绝缘材料的压缩量提供密封能力。

本实施例中，内导电环1101与钻杆末端的导体结构相匹配，内导电环1101采用整段圆环结构或分段式弧环结构，内导电环1101的分段数量与孔底检测传感器导线走线孔501的数量相同。

本实施例中，内导电环1101采用铜或银等低阻值材质降低回路电阻。绝缘材料层1102采用柔性绝缘材料，例如橡胶材料。

实施例4：

本实施例给出了一种带有旋通装置的随钻测量送水器，如图1以及图3至图8所示，该送水器的结构与实施例3基本相同，区别在于，送水器前接头5与送水器静态外壳体1之间的旋转送水轴3上设置有实施例2中的有线旋通装置7。

本实施例中，钻孔检测仪导线9的前端与有线旋通装置7的后端相连接，有线旋通装置7的前端与孔底检测传感器导线10的后端相连接。

本实施例中，钻孔检测仪接头401、有线旋通装置7、钻孔检测仪导线9、孔底检测传感器导线10和导电环11构成了低压区的孔底检测信号传输结构。

本实施例中，导电尾线1103通过孔底检测传感器导线10和有线旋通装置7相连接。

Claims (6)

1.一种带有旋通装置的随钻测量送水器，其特征在于，包括送水器静态外壳体（1），送水器静态外壳体（1）的两端均开放，送水器静态外壳体（1）内设置有一对旋转送水轴安装轴承（2），旋转送水轴安装轴承（2）内安装有旋转送水轴（3）；

所述的旋转送水轴（3）的后端可转动式安装在送水器后端盖（4）内，送水器后端盖（4）的内壁上设置有与旋转送水轴（3）相接触密封的动态密封圈（13），送水器后端盖（4）安装在送水器静态外壳体（1）开放的后端内；所述的旋转送水轴（3）的轴向前端伸出送水器静态外壳体（1）开放的前端，旋转送水轴（3）的轴向前端外安装有能够一起转动的送水器前接头（5）；

所述的旋转送水轴（3）、送水器后端盖（4）和送水器前接头（5）的两端均开放，旋转送水轴（3）、送水器后端盖（4）和送水器前接头（5）内的空间为高压钻井液输送通道（12）；

所述的送水器前接头（5）与送水器静态外壳体（1）之间的旋转送水轴（3）上设置有无线旋通装置（6）或有线旋通装置（7）；

所述的送水器静态外壳体（1）内沿着轴向开设有多个钻孔检测仪导线走线孔（8），钻孔检测仪导线走线孔（8）内设置有钻孔检测仪导线（9）；所述的送水器前接头（5）内沿着轴向开设有多个孔底检测传感器导线走线孔（501），所述的孔底检测传感器导线走线孔（501）内设置有孔底检测传感器导线（10）；所述的送水器前接头（5）端面开设有端面环槽（504），端面环槽（504）内装配有导电环（11）；

所述的钻孔检测仪导线（9）的后端与钻孔检测仪相连接，钻孔检测仪导线（9）的前端与无线旋通装置（6）或有线旋通装置（7）的后端相连接，无线旋通装置（6）或有线旋通装置（7）的前端与孔底检测传感器导线（10）的后端相连接，孔底检测传感器导线（10）的前端与导电环（11）相连接，导电环（11）通过穿线钻杆与孔底检测传感器相连接；

所述的无线旋通装置（6）包括固定设置在旋转送水轴（3）外侧的无线旋通转子（601），还包括与送水器静态外壳体（1）固定连接的无线旋通定子（602）；所述的无线旋通定子（602）的轴向后端内设置有无线旋通装置左轴承（603），无线旋通定子（602）的轴向前端内设置有无线旋通装置右轴承（604），无线旋通装置左轴承（603）和无线旋通装置右轴承（604）内安装有无线旋通转子（601）；

所述的无线旋通转子（601）的外壁上设置有信号发射天线（605）；所述的无线旋通定子（602）的内壁上设置有信号接收器（606）和控制器（607）；所述的信号发射天线（605）的信号接收端与孔底检测传感器导线（10）的后端相连接，信号发射天线（605）用于将来自孔底检测传感器的信号传输给信号接收器（606）的信号接收端，信号接收器（606）的信号输出端与控制器（607）的信号接收端相连接，控制器（607）的信号输出端与钻孔检测仪导线（9）的前端相连接；

所述的有线旋通装置（7）包括固定设置在旋转送水轴（3）外侧的有线旋通转子（701），还包括与送水器静态外壳体（1）固定连接的有线旋通定子（702）；所述的有线旋通定子（702）的轴向后端内设置有有线旋通装置左轴承（703），有线旋通定子（702）的轴向前端内设置有有线旋通装置右轴承（704），有线旋通装置左轴承（703）和有线旋通装置右轴承（704）内安装有有线旋通转子（701）；

所述的有线旋通转子（701）包括安装在有线旋通装置左轴承（703）和有线旋通装置右轴承（704）内的有线旋通转子芯轴（70101），有线旋通转子芯轴（70101）的外壁上固定设置有环状导体（70102），环状导体（70102）上设置有多个绝缘挡板（70103），环状导体（70102）被多个绝缘挡板（70103）分割为多段；

所述的有线旋通定子（702）包括与送水器静态外壳体（1）固定连接的有线旋通定子外壳（70201），有线旋通定子外壳（70201）内设置有绝缘支撑板（70202）；绝缘支撑板（70202）的内壁上设置有多个弹性电刷（70203）；

所述的弹性电刷（70203）的外侧与钻孔检测仪导线（9）的前端相连接，弹性电刷（70203）的内侧与环状导体（70102）的外侧相接触，环状导体（70102）的内侧与孔底检测传感器导线（10）的后端相连接。

2.如权利要求1所述的带有旋通装置的随钻测量送水器，其特征在于，所述的无线旋通定子（602）的内壁上设置有电力发射天线（608）；所述的无线旋通转子（601）的外壁上设置有环形整流器（609），环形整流器（609）上设置有故障反馈电路（610）和电力接收器（611）；

所述的钻孔检测仪导线（9）的后端与钻孔检测仪的电源相连接，钻孔检测仪导线（9）的前端与控制器（607）的电力接收端相连接，控制器（607）的电力输出端与电力发射天线（608）相连接，电力发射天线（608）用于向电力接收器（611）的电力接收端传输电能，电力接收器（611）的电力输出端与环形整流器（609）的电力接收端相连接，环形整流器（609）的电力输出端与孔底检测传感器导线（10）的后端相连接，孔底检测传感器导线（10）的前端与孔底检测传感器的电力接收端相连接；

所述的环形整流器（609）上还设置有和环形充电电池（612）；所述的电力接收器（611）的电力输出端还与环形充电电池（612）的电力接收端相连接，环形充电电池（612）的电力输出端与孔底检测传感器导线（10）的后端相连接，孔底检测传感器导线（10）的前端与孔底检测传感器的电力接收端相连接。

3.如权利要求2所述的带有旋通装置的随钻测量送水器，其特征在于，所述的无线旋通定子（602）的内壁上涂覆有隔磁屏蔽层（613），所述的电力发射天线（608）、控制器（607）和信号接收器（606）设置在隔磁屏蔽层（613）上。

4.如权利要求1所述的带有旋通装置的随钻测量送水器，其特征在于，所述的无线旋通转子（601）的外壁上还设置有锁定螺母（614）；

所述的无线旋通定子（602）的轴向后端封闭，无线旋通定子（602）的轴向前端设置有无线旋通装置端盖（615），无线旋通装置端盖（615）位于无线旋通装置右轴承（604）的轴向前侧。

5.如权利要求1所述的带有旋通装置的随钻测量送水器，其特征在于，所述的有线旋通转子芯轴（70101）的轴向两端分别伸出有线旋通装置左轴承（703）和有线旋通装置右轴承（704）外，伸出的有线旋通装置右轴承（704）外的有线旋通转子芯轴（70101）上设置有前接头连接件（70104）；

所述的有线旋通定子外壳（70201）的轴向后端设置有有线旋通定子外壳端盖（70204）。

6.如权利要求1所述的带有旋通装置的随钻测量送水器，其特征在于，所述的导电环的后侧通过孔底检测传感器导线（10）与无线旋通装置（6）或有线旋通装置（7）相连接，导电环（11）的前侧通过穿线钻杆与孔底检测传感器相连接；

所述的导电环（11）包括内导电环（1101），内导电环（1101）外部分包裹有绝缘材料层（1102），未被绝缘材料层（1102）包裹的内导电环（1101）上设置有导电尾线（1103），导电尾线（1103）通过孔底检测传感器导线（10）和无旋通装置（6）或有线旋通装置（7）相连接，导电环（11）的前侧与穿线钻杆上的导电环相接触。