[发明专利]电磁随钻测量中继器和电磁随钻测量系统

说明书

本发明提供了一种用于电磁随钻测量的中继器，包括：作为偶极天线的一极的圆柱形的本体，所述本体的两端分别构造成具有正、负锥形连接扣；连接在所述本体的正锥形连接扣上的接头；形成在所述本体的外周表面上的台阶部分，所述台阶部分的自由端与所述正锥形连接扣光滑连接，所述台阶部分的底面相对于所述本体的外周表面径向下凹。其中，在所述台阶部分上布置了作为所述偶极天线的另一极的天线。本发明还提供了一种包括上述中继器的电磁随钻测量系统。

技术领域

本发明涉及石油钻井井下信息传输领域，更具体地涉及一种电磁随钻测量中继器。本发明还涉及一种包含这种电磁随钻测量中继器的电磁随钻测量系统。

背景技术

目前，国内外随钻测量系统普遍采用钻井液脉冲随钻测量来上传井下测量数据，在钻井工程中发挥了重要作用。然而，在充气或有堵漏材料的钻井液中工作时，采用钻井液脉冲随钻测量而发送至地面的信号很弱，甚至不能正常工作。

为此，在现有技术中开发了电磁随钻测量技术。电磁随钻测量仪器具有不受钻井液影响、传输速率高、测量时间短、操作简单、使用成本低等特点。电磁随钻测量解决了钻井液脉冲随钻测量在非液相钻井液中不能正常工作的技术难题，是使用空气等非液相流体的定向井、水平井及提高低压、低渗油气田产量的关键技术。

然而，电磁随钻测量的测量深度会受到地层电阻率的限制。一般来说，电磁随钻测量的测量深度为2000m左右。因此，亟需有效地增强地面接收信号强度，以便增大测量深度。

中国石化石油工程技术研究院研制出了一种无缆井下电磁信号中继器。这种中继器初步解决了电磁随钻测量系统中的测量深度受地层电阻率制约的技术难题。然而，电磁随钻测量系统的中继器在进入套管后容易造成中继器的偶极天线发生两极短路，导致地面无法解码，对信号传输造成极大困难。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提供一种电磁随钻测量中继器，其能够避免电磁随钻测量系统中的中继器在进入套管后所造成的中继器偶极天线发生两极短路的问题。同时，这种电磁随钻测量中继器具有很高的集成度，缩短了仪器的长度，能够方便地安装在钻杆上，并且体积较小，显著地节省了井下空间。

本发明还提供了一种电磁随钻测量系统，其包括如上所述的电磁随钻测量中继器。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于电磁随钻测量的中继器，包括：作为偶极天线的一极的圆柱形的本体，所述本体的两端分别构造成具有正、负锥形连接扣；连接在所述本体的正锥形连接扣上的接头；形成在所述本体的外周表面上的台阶部分，所述台阶部分的自由端与所述正锥形连接扣光滑连接，所述台阶部分的底面相对于所述本体的外周表面径向下凹。其中，在所述台阶部分上布置了作为所述偶极天线的另一极的天线。

在一个优选的实施例中，在所述台阶部分上设置有带法兰部分的绝缘套筒和带法兰部分的保护壳，其中，所述绝缘套筒的法兰部分与所述保护壳的自由端接合，所述保护壳的法兰部分与所述绝缘套筒的自由端接合，从而构成用于容纳所述天线的空间。

在一个优选的实施例中，所述绝缘套筒的法兰部分沿轴向抵靠在所述台阶部分的台阶面上，所述绝缘套筒的自由端沿轴向抵靠在所述保护壳的法兰部分上。

在一个优选的实施例中，所述保护壳的法兰部分在轴向上还与所述接头相抵靠，而在径向上抵靠在所述台阶部分的底面上。

在一个优选的实施例中，在所述保护壳和所述绝缘套筒的接合处设置有密封圈。

在一个优选的实施例中，所述保护壳的外周表面与所述本体的外周表面平齐。

在一个优选的实施例中，在所述本体的外周表面上相对于所述台阶部分轴向间隔开地设置若干凹槽，所述凹槽沿周向均匀分布。

在一个优选的实施例中，所述中继器包括两个径向上相对的凹槽，其中第一凹槽内设置有电源，第二凹槽内设置有电路板。