[发明专利]小口径深孔定向钻进井下信号对接系统

说明书

技术领域

本发明属于深孔定向钻进技术领域，具体而言，本发明涉及一种小口径深孔定向钻进井下信号对接系统。

背景技术

由于地面条件不允许、地层倾角太大或钻孔孔斜不满足设计要求等等原因，在钻孔施工时需要定向钻进。目前国内广泛应用的随钻定向设备采用有线随钻定向系统，如图1所示：有线随钻定向仪器包括探棒11、信号传输电缆12、地面绞车13及数字显示仪14等四部分组成(如图1)。探棒11由信号传输电缆12通过地面绞车13经过钻塔2的滑轮21，从钻机3的钻杆31内送入无磁钻铤4并通过定向键固定，探棒11与螺杆钻具5的上端接头51相连，实现螺杆钻具5的定向，通过泥浆泵6的高压管61的施力进而实现钻头52的动作。

有线随钻定向仪器价格低廉，使用方便。仪器的抗震性能非常高，能适用于各种地层及各类钻头，且维修相当方便。地质勘探时应用的地面小口径钻孔施工时一般采用Φ50mm或Φ60mm钻杆，这两种钻杆最小内径一般在Φ30mm左右，但有线随钻定向仪器的外径最小为Φ35mm，大于Φ50mm或Φ60mm钻杆的内径，故在钻杆内无法下入，也就不能便捷地实现定向。在钻孔中途需要定向时常用的做法是：更换大钻具(不小于Φ73mm钻杆)、加工水龙头、拉大泵、采用大功率发电机组等等。这些方案大大增加了钻孔施工成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，以至少解决现有技术中存在的有线随钻定向仪器无法适用到小口径深孔的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，其技术方案如下：

一种小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，探棒与信号传输电缆分开放置；所述探棒放入无磁钻铤内，所述探棒随所述无磁钻铤下入井下；所述小口径深孔定向钻进井下信号对接系统包括：井下信号对接装置，安装在所述探棒的上端部并下入井下；和地面信号对接装置，所述地面信号对接装置的上端部连接所述信号传输电缆，所述地面信号对接装置随所述信号传输电缆下入井下；所述地面信号对接装置的下端部与所述井下信号对接装置的上端部对接，使所述信号传输电缆与所述探棒之间连接，实现信号传输，完成定向。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述井下信号对接装置包括楔形杆体，所述楔形杆体的下端与所述探棒的螺纹连接，所述楔形杆体用于对所述地面信号对接装置提供支撑固定和导向作用；导电针头，竖直贯穿尼龙球头，用于提供导电；尼龙球头，设置在所述楔形杆体的上端内侧，用于固定所述导电针头、使所述导电针头与所述楔形杆体绝缘隔离。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述井下信号对接装置还包括信号源连接线，所述信号源连接线的两端分别与所述探棒和所述导电针头相连。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述导电针头为不锈钢材质制成。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述导电针头由中间的凸缘将所述导电针头分为针尖部、凸缘部和连接部；所述连接部贯穿所述尼龙球头并通过所述凸缘部搭接在所述尼龙球头上；优选地，所述导电针头的针尖部涂覆一层绝缘层，所述绝缘层的绝缘材料为AB胶，所述绝缘层厚度为1mm。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述尼龙球头的上端部设有内凹台沿，所述导电针头的凸缘部搭接在所述尼龙球头的内凹台沿处。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述地面信号对接装置第一外壳，用于提供支撑；第二外壳，所述第二外壳的底端与所述第一外壳的顶端螺纹连接；绝缘密封塞，置于所述第一外壳的顶端内部，使得所述第一外壳的下部内腔为中空设置；尼龙套，固定设置在所述第二外壳的内部；配重杆，放置在所述第二外壳的上端；和上连接针头，所述上连接针头的下端贯穿所述尼龙套，所述上连接针头的上端与所述信号传输电缆相连。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述绝缘密封塞为橡胶材质制成。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述尼龙套的下部设有空腔，所述尼龙套的底部与所述绝缘密封塞紧密接触；在所述空腔内装有软连接构件，所述上连接针头插入到所述软连接构件中，所述软连接构件用于导电；优选地，所述软连接构件靠近所述绝缘密封塞的一端涂覆有石墨粉。

如上述的小口径深孔定向钻进井下信号对接系统，进一步优选为：所述地面信号对接装置的外壳的外径不大于22mm。