[实用新型]一种新型井下随钻测量系统信息传输装置

说明书

本实用新型涉及信号传输领域，一种新型井下随钻测量系统信息传输装置，包括测量探管1、钻杆3，钻杆3为首尾相连的多根且每根都为筒状导体，每根钻杆3的一端外壁内凹且凹处有外螺纹31，另一端内壁内凹且凹处有与外螺纹31配合的内螺纹32。相邻两根钻杆3之间通过螺纹连接。即一根钻杆3的首部与与之相邻的一根钻杆3的尾部通过外螺纹31、内螺纹32连接在一起。相比于现有技术的无线通信、电缆通信具有传输速度快、信号强且稳定、成本低几乎不存在背景噪音的优点。

技术领域

本实用新型涉及信号传输领域，特别涉及井下随钻测量系统信息传输领域。

背景技术

随钻测量系统主要用于煤矿井下近水平定向钻孔施工过程中的随钻监测，可随钻测量钻孔倾角、方位角及螺杆钻具工具面向角等主要参数，同时可实现钻孔参数、钻孔轨迹的即时显示，便于施钻人员随时了解钻孔施工情况，并及时调整螺杆钻具工具面方向和工艺参数，使钻孔尽可能地按照设计的轨迹延伸。

井下随钻测量系统包括测量探管、钻杆、相关通信方式和主机（可以是计算机），用于满足水平定向钻进的测量和控制。在定向钻进过程中，测量探管是整个测量系统的核心部件，可在停钻或不停钻状态下实时采集钻具姿态参数，并通过各种的通讯方式将采集的数据发送给信号控制主机，工作人员可根据显示的测量数据和钻孔轨迹及时调整工具面向角，进行钻孔轨迹的控制。

现有技术中，通讯方式主要有1.钻井液脉冲传输：传输速度慢，当钻井液循环停止后，数据信息就无法进行传输。2.电磁波传输：由于高频信号在地层中散失较快，所以只能传输低频信号。然而，这些低频信号的频率接近于大地的频率，因此背景噪音将导致对信号的探测和恢复都是很困难的。电磁信号沿钻柱的严重衰减也使其应用受到了限制。3.声波传输：在钻井时声波受环境噪音的干扰、信号弱、中继装置的可靠性差、成本较高。4.导线传输：导线传输使用通缆钻杆，一方面成本高。另一方面，通缆之间采用弹簧接触连接，当某一个接触点出现问题时，需要把整套钻杆全部抽出，才能检查问题所在。

随钻测量系统的信号传输方式分为有线(电缆)和无线两种。通过对各类信号传输方式的研究，认为泥浆脉冲、电磁波、声波等线传输方式目前还不能适应煤矿并下近水定向孔的施工条件:而有线(电缆)方式具有结构原理简单、实时性好、数据传输率高等优点，可通过电缆直接向孔底传感器供电，实现孔底与孔口设备之间的双向通讯，能够满足煤矿井下近水平定向钻孔施工的条件。早期采用电缆进行钻孔参数测量，电缆一般都设置在钻杆外部，测量时需要提钻后，通过电缆将测量仪器下孔内进行钻孔参数侧量，这样测量会耽误正常钻进，不能实现即时随钻测量；后来的有线传输都通过钻杆“埋缆”方式进行，通过特殊结构的钻杆结构实现加接钻杆时电缆的对接，在不影响正常钻进的情况下可实现即时随钻测量。采用钻杆“埋缆”方式进行信号传输的关键技术是解决钻杆接头的密封和有效传导问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种用于随钻测量的测量探管与主机的通信方式，从而解决现有技术中传输速度慢、信号不稳定、背景噪音大、成本高的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种新型井下随钻测量系统信息传输装置，包括测量探管（1）、钻杆（3），钻杆（3）为首尾相连的多根且每根都为筒状导体，相邻两根钻杆（3）之间通过螺纹连接，每根钻杆（3）的内部都有绝缘涂层（5），在测量过程中，首尾相连的多根钻杆（3）内部充有钻井液（2），测量探管（1）的“+”信号端子（测量探管的“M”信号端子）通过一根导线（4）连接首部的钻杆（3）的筒壁上，测量探管（1）的“-”信号端子（测量探管的“N”信号端子）通过另外一根导线（4）连接到首部的钻杆（3）的内部的钻井液（2），尾部的钻杆（3）的筒壁和内部的钻井液（2）分别通过一根不同的导线（4）连接到信号主机上。

每根钻杆（3）的一端外壁内凹且凹处有外螺纹（31），另一端内壁内凹且凹处有与外螺纹（31）配合的内螺纹（32）。

绝缘涂层（5）覆盖外螺纹（31）的外端头和内螺纹（32）的内端头。