CN116427914A - 一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪及其使用方法，以解决现有技术存在的有线式随钻测量仪使用成本较高，通信容易出现中断或采用无线随钻测量仪，使用容易受地理环境限制的问题。本申请包括依次连接的脉冲器信号发生装置、脉冲器短节、电池短节和探管短节，探管短节用于采集姿态参数，并将参数发送给脉冲器短节，脉冲器短节控制脉冲器信号发生装置产生循环水脉冲波动，电池短节用于提供动力；本申请可满足地质勘探及煤矿行前探作业钻孔时，实时提供钻孔轨迹姿态参数，从而控制钻孔轨迹，获得最精准的地层数据；提高了通信效果，并解决了使用电磁波仪器使用环境的限制，采用实时数据传输，提高生产效率，减少等待时间。

Description

一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪及其使用方法

技术领域

本申请涉及石油钻井井下测量仪器技术领域，具体涉及一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪及其使用方法。

背景技术

在地质勘探及煤矿行业一直以来借鉴石油行仪器施工过程，但受作业条件、地层条件、技术和装备能力等因素的影响很多地面先进的熟钻进技术的实施受到一定的限制，在石油和非开挖领域已比较成熟的定向钻孔仪器，不能适应煤矿井下钻探施工的特点和需求。

目前行业内大量使用带通信电缆式轨迹仪进行钻孔施工，或其他信号传输方式的无线测量仪，在使用过程中存在很大的限制。

有线式随钻测量仪必须使用专用的通信钻杆，连接地面仪器和井下仪器，进行数据交互，使用成本较高，通信容易出现中断；其他信号传输方式的无线随钻测量仪，使用容易受地理环境限制，如电磁波，地层介质对信号的影响较大，低电阻率地层电磁波不能穿过，电磁波传输的距离也有限不适合深井施工等。

发明内容

为此，本申请提供一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪及其使用方法，以解决现有技术存在的有线式随钻测量仪使用成本较高，通信容易出现中断或采用无线随钻测量仪，使用容易受地理环境限制的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，包括：依次连接的脉冲器信号发生装置、脉冲器短节、电池短节和探管短节，所述脉冲器信号发生装置安装在主阀头钻铤内，所述脉冲器短节、电池短节、探管短节安装在与所述主阀头钻铤连接的矿用无磁钻铤内；

所述探管短节包括机芯外筒，所述机芯外筒内设置有定向传感器组件、主控机芯组件，所述主控机芯组件用于控制所述脉冲器短节工作，所述定向传感器组件用于采集姿态参数，并推算出探管短节的空间姿态；所述主控机芯组件将所述姿态参数发送给所述脉冲器短节，所述脉冲器短节控制所述脉冲器信号发生装置产生循环水脉冲波动，所述电池短节用于提供动力。

可选地，所述主阀头钻铤与所述矿用无磁钻铤通过转换接头连接；还包括定位螺钉，所述定位螺钉穿过所述转换接头与脉冲器短节连接；

所述电池短节的一端与脉冲器短节通过第一插头组件连接，另一端与探管短节通过第二插头组件连接。

可选地，所述电池短节前部的外壁设置有第一扶正环，所述探管短节前部的外壁设置有第二扶正环，且所述第一扶正环、第二扶正环均与所述矿用无磁钻铤的内壁接触。

可选地，所述脉冲器信号发生装置包括阀头、阀座、阀杆，所述阀头位于阀座的前部，且位于阀杆的外部，阀杆沿轴向设置有第一流道；

所述阀杆后部的外侧设置有安装座，所述安装座与脉冲器连接座连接，所述脉冲器连接座的内部安装有活塞，且所述活塞位于所述阀杆的后端，所述活塞与所述脉冲器连接座之间设置有缸套，且活塞与脉冲器连接座内壁的后端之间设置有弹簧。

可选地，所述阀杆的后部位于阀座的内部，阀杆的前部通过滤网连接座与滤网连接；

所述主阀头钻铤与阀杆之间设置有导流环，使得所述阀头刚好能够通过所述导流环。

可选地，所述脉冲器短节包括依次连接的第一连接头、上堵头、出水接头、转接头、第一电路板、第二连接头、连接筒，所述第一连接头伸入所述转换接头的内部，且与所述脉冲器连接座的后部连接；连接筒与第一插头组件连接；所述出水接头后部与所述转接头前部之间的空间内设置有电磁阀组件。

可选地，所述电磁阀组件包括上静磁铁、下静磁铁、动磁铁、线圈组件，所述动磁铁位于所述上静磁铁和下静磁铁之间，所述线圈组件位于上静磁铁与动磁铁的外部。

可选地，还包括第一轴向缓冲器、电路外筒和电路板支架，所述第一轴向缓冲器位于电磁阀组件的后方；

所述电路外筒与矿用无磁钻铤的内壁接触，所述电路板支架用于对第一电路板进行固定。

可选地，所述探管短节包括依次连接的第三连接头、机芯外筒、第四连接头，所述第三连接头与第二插头组件连接；

所述主控机芯组件包括第二电路板和第三电路板，所述第二电路板控制所述脉冲器短节工作；所述定向传感器组件包括第一探管电路板和第二探管电路板，所述第一探管电路板用于采集姿态参数，所述第二探管电路板用于推算出探管短节的空间姿态。

第二方面，上述矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪的的使用方法，具体步骤如下：

步骤一、探管短节通过测量并计算出姿态参数，并根据泥浆脉冲编码算法将采集的数据进行编码；

步骤二、探管短节将步骤一中的数据发送给脉冲器短节，并根据时间编码给脉冲器短节发送拉起、放下指令，当脉冲器短节收到探管短节的信号后，控制脉冲器信号发生装置产生循环水脉冲波动，钻孔液以压力波动的形式向地面传输数据，最终实现数据的传输。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

1、本申请提供了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪及其使用方法，通过探管短节采集姿态参数(夹角、方位、高边)，并将参数发送给脉冲器短节，脉冲器短节控制脉冲器信号发生装置产生循环水脉冲波动，实现钻孔过程中实时测量、实时数据传输的功能，电池短节为整机提供动力；本申请可满足地质勘探及煤矿行前探作业钻孔时，实时提供钻孔轨迹姿态参数(夹角、方位、高边)，从而控制钻孔轨迹，按照设计的要求到达预定区域，获得最精准的地层数据；增加了地质勘探及煤矿行业钻孔轨迹测量仪器的多样性，解决了优先仪使用通信钻杆的弊端，相对于有线式随钻测量仪使用成本较低，提高了通信效果，使得通信过程不易出现中断的现象，并解决了使用无线随钻测量仪(电磁波仪器)使用环境的限制，采用钻孔液为载体，排除了地层及环境限制，采用实时数据传输，提高生产效率，减少等待时间。

2、本申请在电磁阀组件的后方设置第一轴向缓冲器，起到保护第一电路板内各个元器件的作用，保证其在阀头一开一合的过程中不会受到太大冲击，从而增加使用寿命；还在定向传感器组件的前方设置第二轴向缓冲器，起到保护主控机芯组件的作用，增加使用寿命。

3、本申请在阀杆的前部设置滤网，能够过滤掉液体中的杂质，防止堵塞阀头、阀座及阀杆内部的通道。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请一个实施例提供的结构示意图；受限于文档篇幅尺寸，该图将矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪的结构划分了多段予以展示，图1中的虚线旨在表达各段的对应连接关系；

图2为图1中脉冲器短节与脉冲器信号发生装置连接的结构示意图；

图3为图1中电池短节与脉冲器短节连接的结构示意图；

图4为图1中电池短节与探管短节连接的结构示意图；

图5为图1中脉冲器信号发生装置的结构示意图；

图6为图1中脉冲器短节的结构示意图；

图7为图6中的局部示意图一；

图8为图6中的局部示意图二；

图9为图7中电磁阀组件的示意图；

图10为图1中探管短节的结构示意图；

图11为图10中的局部示意图一；

图12为图10中的局部示意图二；

图13为图11中定向传感器组件与主控机芯组件的示意图；

图14为本申请一个实施例提供的使用方法结构图。

附图标记说明：

1、主阀头钻铤；2、矿用无磁钻铤；3、脉冲器信号发生装置；301、阀头；302、阀座；303、阀杆；304、安装座；305、脉冲器连接座；306、活塞；307、缸套；308、弹簧；309、滤网；310、滤网连接座；311、滤网压盖；312、导流环；313、第一流道；314、过流通道；

4、脉冲器短节；401、第一连接头；402、上堵头；403、出水接头；404、转接头；405、第一电路板；406、第二连接头；407、连接筒；408、电磁阀组件；4081、上静磁铁；4082、下静磁铁；4083、动磁铁；4084、线圈组件；4085、动磁铁连接杆；4086、伸缩杆；4087、活塞座；409、电路外筒；410、电路板支架；411、第一轴向缓冲器；412、第二流道；413、对扣尾座；414、压线对开环；415、缩线橡胶圈；416、第一对扣半套；417、十芯插头转接小板；418、6孔十芯插头座；419、螺堵；420、连接座；

5、电池短节；501、第一插头组件；502、第二插头组件；503、第一扶正环；6、探管短节；601、第三连接头；602、机芯外筒；603、第四连接头；604、下堵头；605、主控机芯组件；6051、第二电路板；6052、第三电路板；606、定向传感器组件；6061、第一探管电路板；6062、第二探管电路板；607、第二轴向缓冲器；608、连接线组件；609、第二对扣半套；610、十芯插头座；611、上电插头组件；612、对扣挡环；613、由壬；614、十芯转15针连接线组件；7、转换接头；8、定位螺钉；9、第二扶正环；10、扶正器护帽。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

实施例

地质勘探及煤矿行业前探作业是地矿、煤炭开发前重要的环节，可以提前探明地层特性，在煤矿行业也可以提前排放瓦斯、探明漏水、地质塌方等危险情况，对后续的安全

开采提供重要保障。因此，前探作业钻孔时钻孔轨迹控制由为重要，钻孔方位需要根据设计控制打到目标，从而满足生产需求。

因此，本申请提供了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其可满足地质勘探及煤矿行前探作业钻孔时，实时提供钻孔轨迹姿态参数(夹角、方位、高边)，从而控制钻孔轨迹，按照设计的要求到达预定区域，获得最精准的地层数据。

如图1-图4所示，本申请提供的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪包括：依次连接的脉冲器信号发生装置3、脉冲器短节4、电池短节5和探管短节6，脉冲器信号发生装置3安装在主阀头钻铤1内，脉冲器短节4、电池短节5、探管短节6安装在与主阀头钻铤1连接的矿用无磁钻铤2内；矿用无磁钻铤2的长度为3m，载体为钻孔液。

脉冲器信号发生装置3目的是为了通过改变内部过流面积大小，促使流道的液体产生压力波动，并最终转化为脉冲器信号，向地面传输数据；脉冲器短节4控制脉冲器信号发生装置3产生循环水脉冲波动；探管短节6用于钻孔轨迹参数测量及存储，并根据设定程序向脉冲器短节4发送指令及数据，控制整套仪器工作，实现数据的传输；电池短节5的作用是为整机提供动力。

优选地，主阀头钻铤1与矿用无磁钻铤2通过转换接头7连接；还包括定位螺钉8，定位螺钉8穿过转换接头7与脉冲器短节4连接；

电池短节5的一端与脉冲器短节4通过第一插头组件501连接，另一端与探管短节6通过第二插头组件502连接；电池短节5前部的外壁设置有第一扶正环503，探管短节6前部的外壁设置有第二扶正环9，且第一扶正环503、第二扶正环9均与矿用无磁钻铤2的内壁接触；第一扶正环503和第二扶正环9起到支撑及扶正作用，使得整个仪器处于居中位置。另外，还配备有与第二扶正环9配套的扶正器护帽10。

转换接头7的作用：一是连接主阀头钻铤1与矿用无磁钻铤2；二是通过定位螺钉8可将位于两个钻铤(主阀头钻铤1与矿用无磁钻铤2)内的仪器(包括脉冲器信号发生装置3、脉冲器短节4、电池短节5和探管短节6)连接起来，具体是当脉冲器短节4、电池短节5和探管短节6串接后形成整体，通过定位螺钉8将该整体结构与脉冲器信号发生装置3通过转换接头7连接在一起。

进一步优选地，第一插头组件501与脉冲器短节4之间、第二插头组件502与探管短节6通过螺纹方式连接；脉冲器短节4、电池短节5和探管短节6彼脉冲器信此之间通过螺纹方式连接。

本实施例中，如图5所示，脉冲器信号发生装置3包括阀头301、阀座302和阀杆303，阀头301位于阀座302的前部(上部，即沿液体流动的方向)，且位于阀杆303的外部，阀杆303沿轴向设置有第一流道313；

阀杆303后部的外侧设置有安装座304，安装座304与脉冲器连接座305连接，脉冲器连接座305的内部安装有活塞306，且活塞306位于阀杆303的后端，活塞306与脉冲器连接座305之间设置有缸套307，且活塞306与脉冲器连接座305内壁的后端之间设置有弹簧308，该弹簧308为复位弹簧308。

优选地，阀杆303的后部位于阀座302的内部，阀杆303的前部通过滤网连接座310与滤网309连接。

进一步优选地，滤网309的前侧设置有滤网压盖311；主阀头钻铤1的内部为空心的过流通道314；滤网309的作用是过滤掉液体(钻井液)中的杂质，防止堵塞阀头301、阀座302及阀杆303内部的通道。

优选地，主阀头钻铤1与阀杆303之间设置有导流环312，使得阀头301刚好能够封堵导流环312；当阀头301关闭时，其刚好位于导流环312处，此时液体只能从第一流道313处流过；当阀头301打开时，其位于导流环312的前部，此时液体既可以沿第一流道313流过，也可以从阀杆303与主阀头钻铤1之间的过流通道314流过。

如图6-9所示，脉冲器短节4包括依次连接的第一连接头401、上堵头402、出水接头403、转接头404、第一电路板405、第二连接头406、连接筒407，第一连接头401伸入转换接头7的内部，且与脉冲器连接座305的后部连接；上堵头402位于第一连接头401的后部的内部，且与其后部连接，且第一连接头401和上堵头402沿轴向设置有与第一流道313连通的第二流道412；连接筒407与第一插头组件501连接；出水接头403后部与转接头404前部之间的空间内设置有电磁阀组件408。

电磁阀组件408包括上静磁铁4081、下静磁铁4082、动磁铁4083、线圈组件4084和动磁铁连接杆4085，动磁铁4083位于上静磁铁4081和下静磁铁4082之间，线圈组件4084位于上静磁铁4081与动磁铁4083的外部；动磁铁连接杆4085穿过上静磁铁4081的中部，并与动磁铁4083连接，动磁铁连接杆4085的前部设置有伸缩杆4086，伸缩杆4086的外部设置有活塞座4087。

伸缩杆4086的前端位于第二流道412的后端，其刚好能够封堵第二流道412，当线圈组件4084断电时，电磁阀组件408关闭，伸缩杆4086的前端刚好位于第二流道412处，此时压力全部集中在上方的阀头301处，阀头301和阀杆303一起向下移，会压缩弹簧308后部的弹簧308(复位弹簧308)，从而实现阀头301的关闭，此时液体只能沿第一流道313、第二流道412流过；

当为线圈组件4084供电时，产生大电磁，电磁阀组件408打开，拉动动磁铁4083与伸缩杆4086一起移动，使得伸缩杆4086的前端刚好位于第二流道412的后方，此时阀头301处压力减小，阀头301和阀杆303一起向上移，阀头301位于导流环312的前部，处于打开状态，此时液体既能沿第一流道313、第二流道412流过，也可以向外流出，即沿着阀杆303与主阀头钻铤1之间的过流通道314、脉冲器短节4与矿用无磁钻铤2之间的过流通道314流出；

通过电磁阀组件408控制阀杆303(伸缩杆4086)动作，打开/关闭内部流道(第一流道313、第二流道412)，完成阀头301的开启闭合，使得脉冲器信号发生装置3内的流体不断产生压力波动，从而产生脉冲器信号。

优选地，还包括第一轴向缓冲器411，第一轴向缓冲器411位于电磁阀组件408的后方(下方)。

第一轴向缓冲器411的作用是：起到保护第一电路板405内各个元器件的作用，保证其在阀头301一开一合的过程中不会受到太大冲击，从而增加使用寿命。

进一步优选地，还包括电路外筒409和电路板支架410，电路外筒409与矿用无磁钻铤2的内壁接触，电路板支架410用于对第一电路板405进行固定。

优选地，第一电路板405与第二连接头406之间设置有对扣尾座413、压线对开环414、缩线橡胶圈415；连接筒407的内部、第二连接头406的后部设置有第一对扣半套416、十芯插头转接小板417、6孔十芯插头座418；转接头404的外部设置有螺堵419，转接头404的后部还设置有连接座420。

如图10-13所示，探管短节6包括依次连接的第三连接头601、机芯外筒602、第四连接头603和下堵头604，第三连接头601与第二插头组件502连接，机芯外筒602内设置有定向传感器组件606、主控机芯组件605，其中：主控机芯组件605包括第二电路板6051和第三电路板6052，第二电路板6051为主控电路板，第三电路板6052为通信转换电路板(通信转接板)，主控电路板向通信转换电路板索要三轴数据，并进行姿态参数运算，目的是把夹角参数换算为倾角、方位角、工具面夹角，同时把换算后的数据发送至脉冲器短节4，转化为脉冲信号发送至地面进行数据解码；通信转换电路板可以通过振动、转速判断整机的工作状态，控制整机今入待机模式，降低功耗，提高整机工装时间。

定向传感器组件606包括第一探管电路板6061和第二探管电路板6062，第一探管电路板6061用于采集空间坐标数据，第二探管电路板6062用于推算出探管短节6的空间姿态。

第一探管电路板6061为数据采集电路，主要是记录“X\Y\Z”三轴探头的空间姿态参数(夹角、方位、高边)，第二探管电路板6062用于模拟电路，通过第一探管电路板6061的数据计算三轴探头三块电路板的相对位置，推算出整个探管短节6的空间姿态；第三电路板6052(通信转换电路板)根据第二电路板6051(主控电路板)的指令向第二探管电路板6062索要数据，并把数据发送给主控电路板；主控电路板根据设置向第三电路板6052(通信转换电路板)发送指令索要数据，并根据通信协议把数据转换成16进制代码，同时根据程序设置及工作状态(转动/滑动，振动状态)控制脉冲器短节4与脉冲器信号发生装置3工作，转换成脉冲信号，最终完成数据上传。

优选地，还包括第二轴向缓冲器607，第二轴向缓冲器607位于定向传感器组件606的前方(上方)；第二轴向缓冲器607的作用是：起到保护主控机芯组件605的作用，增加使用寿命。

优选地，主控机芯组件605的后部、第四连接头603的内部设置有连接线组件608、第二对扣半套609；下堵头604内部的前部设置有十芯插头座610，下堵头604内部的后部设置有上电插头组件611；第三连接头601的外壁、第一扶正环503的前侧设置有对扣挡环612、由壬613，第三连接头601的内部设置有十芯转15针连接线组件614。

本申请还提供了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪的使用方法，采用上述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，如图14所示，具体步骤如下：

步骤一、探管短节6通过测量并计算出姿态参数(夹角、方位、高边)，并根据泥浆脉冲编码算法将采集的数据进行编码；

具体是：通过安装在内部的第一探管电路板6061测量探管短节6与空间X、Y、Z三轴的不同夹角，通过第二探管电路板6062计算出探管短节6的姿态参数(夹角、方位、高边)，并把参数发送给第二电路板6051(主控电路板)存储；

步骤二、探管短节6将步骤一中的数据发送给脉冲器短节4，与脉冲器短节4进行通信，控制脉冲器短节4工作；当脉冲器短节4在收到探管短节6的信号后，控制脉冲器信号发生装置3产生循环水脉冲波动，钻孔液以压力波动的形式向地面传输数据，最终实现数据的传输；

具体是：主控电路板对步骤一中的参数进行存储，根据程序设置及工作状态(转动/滑动，振动状态)，发送数据给脉冲器短节4，并控制脉冲器短节4工作，当脉冲器短节4在收到探管短节6的指令和数据后，控制电磁阀组件408动作，打开/关闭的内部流道，完成阀头301的开启/闭合，产生脉冲器信号；

根据时间编码给脉冲器短节4发送拉起、放下指令，把编码发给地面，i＝mi+n*bw，这是编码规则，mi是脉冲周期，bw是脉宽一半，n是数据位，比如1s脉宽，给脉冲器短节4发拉起，过1s发放下，连续3次就是同步头，然后间隔4s后发拉起，保持1s放下，这就是序列四，这就是一个完整的3+1，后面以此类推；

当未达到编码中的拉起时间，主控电路板不与脉冲器短节4通信；

当达到编码中的拉起时间后，主控电路板会给脉冲器短节4(具体是电磁阀组件408)发送拉起阀门指令；再判断该时间是否达到当前脉宽的计时时间，若达到当前脉宽的计时时间，则主控电路板会给脉冲器短节4发送放下阀门指令；若未达到当前脉宽的计时时间，则主控电路板不与脉冲器短节4通信。

本申请通过探管短节采集姿态参数(夹角、方位、高边)，并将参数发送给脉冲器短节，脉冲器短节控制脉冲器信号发生装置产生循环水脉冲波动，实现钻孔过程中实时测量、实时数据传输的功能，电池短节为整机提供动力；本申请可满足地质勘探及煤矿行前探作业钻孔时，实时提供钻孔轨迹姿态参数(夹角、方位、高边)，从而控制钻孔轨迹，按照设计的要求到达预定区域，获得最精准的地层数据；增加了地质勘探及煤矿行业钻孔轨迹测量仪器的多样性，解决了优先仪使用通信钻杆的弊端，相对于有线式随钻测量仪使用成本较低，提高了通信效果，使得通信过程不易出现中断的现象，并解决了使用无线随钻测量仪(电磁波仪器)使用环境的限制，采用钻孔液为载体，排除了地层及环境限制，采用实时数据传输，提高生产效率，减少等待时间。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，包括：依次连接的脉冲器信号发生装置、脉冲器短节、电池短节和探管短节，所述脉冲器信号发生装置安装在主阀头钻铤内，所述脉冲器短节、电池短节、探管短节安装在与所述主阀头钻铤连接的矿用无磁钻铤内；

所述探管短节包括机芯外筒，所述机芯外筒内设置有定向传感器组件、主控机芯组件，所述主控机芯组件用于控制所述脉冲器短节工作，所述定向传感器组件用于采集姿态参数，并推算出探管短节的空间姿态；所述主控机芯组件将所述姿态参数发送给所述脉冲器短节，所述脉冲器短节控制所述脉冲器信号发生装置产生循环水脉冲波动，所述电池短节用于提供动力。

2.根据权利要求1所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，所述主阀头钻铤与所述矿用无磁钻铤通过转换接头连接；还包括定位螺钉，所述定位螺钉穿过所述转换接头与脉冲器短节连接；

所述电池短节的一端与脉冲器短节通过第一插头组件连接，另一端与探管短节通过第二插头组件连接。

3.根据权利要求2所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，所述电池短节前部的外壁设置有第一扶正环，所述探管短节前部的外壁设置有第二扶正环，且所述第一扶正环、第二扶正环均与所述矿用无磁钻铤的内壁接触。

4.根据权利要求2所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，所述脉冲器信号发生装置包括阀头、阀座、阀杆，所述阀头位于阀座的前部，且位于阀杆的外部，阀杆沿轴向设置有第一流道；

所述阀杆后部的外侧设置有安装座，所述安装座与脉冲器连接座连接，所述脉冲器连接座的内部安装有活塞，且所述活塞位于所述阀杆的后端，所述活塞与所述脉冲器连接座之间设置有缸套，且活塞与脉冲器连接座内壁的后端之间设置有弹簧。

5.根据权利要求4所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，所述阀杆的后部位于阀座的内部，阀杆的前部通过滤网连接座与滤网连接；

所述主阀头钻铤与阀杆之间设置有导流环，使得所述阀头刚好能够通过所述导流环。

6.根据权利要求4所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，所述脉冲器短节包括依次连接的第一连接头、上堵头、出水接头、转接头、第一电路板、第二连接头、连接筒，所述第一连接头伸入所述转换接头的内部，且与所述脉冲器连接座的后部连接；连接筒与第一插头组件连接；所述出水接头后部与所述转接头前部之间的空间内设置有电磁阀组件。

7.根据权利要求6所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，所述电磁阀组件包括上静磁铁、下静磁铁、动磁铁、线圈组件，所述动磁铁位于所述上静磁铁和下静磁铁之间，所述线圈组件位于上静磁铁与动磁铁的外部。

8.根据权利要求7所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，还包括第一轴向缓冲器、电路外筒和电路板支架，所述第一轴向缓冲器位于电磁阀组件的后方；

所述电路外筒与矿用无磁钻铤的内壁接触，所述电路板支架用于对第一电路板进行固定。

9.根据权利要求7所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪，其特征在于，所述探管短节包括依次连接的第三连接头、机芯外筒、第四连接头，所述第三连接头与第二插头组件连接；

所述主控机芯组件包括第二电路板和第三电路板，所述第二电路板控制所述脉冲器短节工作；所述定向传感器组件包括第一探管电路板和第二探管电路板，所述第一探管电路板用于采集姿态参数，所述第二探管电路板用于推算出探管短节的空间姿态。

10.权利要求1-9任一所述的矿用泥浆脉冲无线随钻测量仪的使用方法，具体步骤如下：

步骤一、探管短节通过测量并计算出姿态参数，并根据泥浆脉冲编码算法将采集的数据进行编码；

步骤二、探管短节将步骤一中的数据发送给脉冲器短节，并根据时间编码给脉冲器短节发送拉起、放下指令，当脉冲器短节收到探管短节的信号后，控制脉冲器信号发生装置产生循环水脉冲波动，钻孔液以压力波动的形式向地面传输数据，最终实现数据的传输。

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