[发明专利]一种随钻测量钻具及其测量短节

说明书

技术领域

本发明总体来说涉及一种随钻测量钻具，具体而言，涉及一种随钻测量钻具及其测量短节。

背景技术

近年来MWD和LWD随钻测井技术在测井服务中越来越成为主流，渐渐有替代大部分电缆测井仪器的趋势，随钻测井的优势很明显。目前主要的随钻仪器是LWD仪器，如图1所示，现有钻具主要包括钻杆101、测井仪器102、钻铤马达103、造斜短节104以及钻头105，上述各部件依次连接形成钻具，测井仪器102做成钻铤外形，连接在钻铤螺杆马达103的上部提供钻井数据采集和存储服务，并可以通过泥浆脉冲发生器上传数据。由于测井仪器距离钻头(中间隔着10米左右的钻铤螺杆马达)比较远不能实时反应钻孔的情况，在薄油层和定向钻井的使用中地层中导向不及时，所以近钻头随钻测量技术在钻井测量服务市场上有很大的需求。

如图2及图3所示，现有的已经商用的近钻头仪器，主要采用在钻头105后部安装一只小于一米的测量短节106，负责采集部分测井数据和发射低频无线电磁信号，在钻铤马达103上部安装一个低频无线电磁信号接收短节107。这种结构要求测量短节和接收短节要实现上下信号回路分开的偶极天线结构。目前一般采用使用的技术方案为，在钻铤马达103的上下两端设置绝缘短节108用于分隔上下信号回路，如图3所示，绝缘短节108通过设置绝缘段109来分隔上下信号回路，绝缘短节108的上下两部分之间依靠绝缘涂层实现绝缘，在绝缘短节作业时施加的扭矩是有限制，否则会导致涂层破损绝缘失效。

在现有技术中，由于绝缘短节108连接在钻头后部，在钻井过程中承受了很大的扭矩，所以绝缘短节108对结构强度要求很高，但是采用绝缘短节108的工艺在国内制造工艺尚不过关，所以使用这种结构的仪器作业时会有很高的风险性。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种高强度且发射效率高的随钻测量短节。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种高强度且发射效率高的随钻测量钻具。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种随钻测量短节，所述测量短节安装于一钻头以及一钻杆之间，包括：

本体，包括第一端和第二端，所述第一端连接所述钻头，所述第二端连接所述钻杆；

传感器，设置于所述本体上，用于测量钻井数据；以及

天线，绕设于所述本体上，并与所述传感器电连接，用于将所述钻头工作数据直接发射至远端接收器。

根据本发明的一实施方式，其中所述天线为环形线圈天线。

根据本发明的一实施方式，其中所述本体上设置有多个轴向的安装槽，所述传感器为多个且分别设置于所述安装槽内。

根据本发明的一实施方式，其中所述本体的圆周方向上还设置有绝缘带，所述绝缘带位于所述传感器以及所述天线之间。

根据本发明的一实施方式，其中还包括一连接座，所述连接座的一端与所述钻头连接，另一端与所述第一端连接以包覆所述天线。

根据本发明的一实施方式，其中所述本体上具有一安装部，所述天线绕设于所述安装部上，各所述安装槽以及安装部之间还设置有过线通道，所述过线通道能连通所述各所述安装槽以及安装部。

根据本发明的一实施方式，其中所述多个安装槽沿所述本体的周向间隔布置。

根据本发明的一实施方式，其中还包括电池模块和计算模块，所述电池模块和计算模块安装于所述安装槽内；

所述电池模块为所述传感器、天线以及计算模块供电，所述计算模块采集所述工作数据并通过所述天线发出。

根据本发明的一实施方式，其中所述绝缘带的材质为PEEK材料。

根据本发明的一实施方式，其中所述安装部位于所述本体上邻近所述第一端处，所述传感器设置于所述本体邻近所述第二端处。

根据本发明的一实施方式，其中所述传感器为测斜定向探管和/或伽马探管。

根据本发明的一实施方式，其中所述本体具有中空的腔体，所述钻杆能通过所述腔体驱动所述钻头运作。