[发明专利]一种钻井井下参数振动波传输装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于石油钻井过程动态监测的井下参数信息传输装置，属石油钻井工程随钻测试技术类。

背景技术

在石油钻井施工过程中，为了了解正在钻进的施工井的井眼轨迹或地层参数，需要对施工井进行动态监测，将所需的测量参数及时迅速地传递到地面。目前，现场通常采用的施工井井下参数测试方法是：1)停钻、停泵后，卸开钻具，通过测斜绞车在钻杆中下入测斜仪器进行井斜和方位测量；2)在钻具中，接上随钻测量的泥浆脉冲传感装置MWD系统进行井斜、方位或地层参数测量。上述方法中，第一种方法需要停泵、停钻，每次测量要几个小时，费工耗时，由于停泵时间较长，常常会造成钻具卡钻事故，且只能测量当前井深的参数，实时性差；第二种方法虽施工方便，但大多为进口设备，设备费用高，维护费用昂贵，并需要配备专门的施工队伍，一般只用在水平井上，不能大范围推广，使其应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在井下长时间连续工作且不需要补充电能并可为钻井过程动态监测传输井下参数信息的钻井井下参数振动波传输装置。

本发明的技术方案如下。此种传输装置由上接头、动子套筒、动子磁铁组、密封圈、上轴承、下轴承、定位短丝、底座、金属导线护套、定子线圈、定子轴、涡轮叶片、定子铁芯、密封材料、控制器、电磁振荡器、参数传感器、内筒、外筒和地面接收装置组成，外筒上端以螺纹连接有上接头，外筒内上部设有动子套筒，动子套筒内侧设有动子磁铁组、定子线圈、定子铁芯和定子轴，定子线圈镶嵌在定子铁芯中，定子铁芯通过花键固定在定子轴上，定子轴上下方分别设有上轴承和下轴承；动子套筒外壁设有涡轮叶片，下端内圆面的密封槽内设有密封圈，通过定位短丝将其压紧；定子轴下部固定在底座上，金属导线护套上端固定在定子轴底部，下端穿过密封材料与控制器相连接；外筒内下部设有内筒，内外筒之间由上至下依次设有密封材料、控制器、电磁振荡器和参数传感器，并用导线依次相连接。

钻井施工时，将该装置组装在井下钻柱上，上下端分别与钻杆和钻铤相连接，钻井过程中，钻杆内的泥浆流体冲击动子套筒壁上的叶片旋转，带动动子磁铁组沿着定子线圈组和铁芯转动，在线圈组内产生瞬时电流，通过三相全桥整流电路将三组交变的交流电整流成直流电，将参数传感器接收的模拟或脉冲信号经过采集及数字编码，以与数字编码相对应的振动频率驱动电磁振荡器带动钻杆振动，通过振动钻杆将井下信息传到设置在井口钻具上的接收装置。由于两块电磁振荡器的相位呈相反设置，二者相对安装，因而产生的振动波波形增强，振动功率提高。井内钻柱将振动波传到设置在井口钻具的声波接收装置，进行信号滤波、放大及解调，还原成对应的参数数值，这样即可及时获得井下参数资料，并对钻进过程加以相应控制或调整。该装置由于通过即时发电驱动，因而不需附加任何电源，且使用寿命长。本发明能够传输井下井斜、方位、压力、地层参数等各种参数信息，为钻井井下参数信息的传输提供一个新的途径。

本发明构思新颖，设计合理，工作可靠。它利用钻柱内的流体旋转发电，用瞬时产生的电能驱动大功率电磁振荡器使钻杆振动，传输参数信息，能长时间在井下工作。利用该装置可以方便、及时、准确地获得钻井井下参数信息，达到实时测量钻进井眼轨迹控制和地层参数的目的。

附图说明：

图1为本发明的总体结构示意图，其中标号“20”为井壁或套管。

图2为A-A剖面视图

图3为本发明的另一种结构示意图

具体实施方式：

以下结合附图，对本发明的实施加以说明。