[发明专利]一种电磁随钻测量井下信号接收短节设备

说明书

本发明提供了一种电磁随钻测量井下信号接收短节设备，主要包括：短节基体、金属环、固定螺钉和铠装电缆；金属环隔着绝缘层套设在短节基体，短节基体中空，铠装电缆位于短节基体中空内；铠装电缆上具有一螺纹接头，短节基体上具有一圆孔，螺纹接头位于圆孔内，金属环上具有通孔，固定螺钉穿过通孔螺纹连接至螺纹接头上，以将金属环固定于金属环上；固定螺钉与金属环电性连接，螺纹接头与固定螺钉为可导电材料制成。本发明的有益效果是：增大井下信号接收间距能够在一定程度上提高接收信号强度，解决电磁随钻测量下行通讯井下接收信号微弱的难题。

技术领域

本发明涉及石油和地矿定向钻井领域，尤其涉及一种电磁随钻测量井下信号接收短节设备。

背景技术

随钻测量(EM-MWD)能将井底工程参数实时传输至地面，是定向钻井施工中的重要技术手段。国内随钻测量有两种：泥浆脉冲随钻测量系统与电磁波随钻测量系统(EM-MWD)。泥浆脉冲随钻测量通过控制泥浆压力变化传输数据，其主要应用于液态钻井液循环中，而EM-MWD采用电磁波传输数据，信号传输不受钻井液性质影响，具有良好的应用前景。

目前，国内研制的电磁随钻测量均为井下—地面的单向上行通讯。但由于电磁信号传输受地层介质的影响显著，不合适的信号发射参数(频率和功率等)可能导致地面无法检测到信号或导致发射机电能浪费，因此，非常迫切需求具有井下—地面通讯能力的电磁随钻测量系统，工程师通过下行通讯实时调节井下仪器的发射参数，增强信号对地层的适应性，同时也能够提高井下仪器在井下的续航能力。而且，相比泥浆脉冲，电磁随钻测量更易实现，可以为导向钻井闭环通讯提供技术支撑。

常规的下行通讯是以钻柱和发射电极为骨架构成下行通讯发射天线，在钻柱和发射电极之间施加激励源，井下接收机采集绝缘短节两端钻柱的电势差，经处理获取地面下传的指令数据。然而，电磁随钻测量下行信号同样受地层影响而衰减，在深井和地层电阻率低的情况下信号强度衰减较严重，井下接收机可能无法正确检测信号，导致下行通讯失败。

本发明的目的是为了解决电磁随钻测量下行通讯井下接收信号微弱的难题。为提高EM-MWD下行通讯井下接收信号强度，本发明以钻柱和发射电极为骨架构成下行通讯发射天线，在钻柱和发射电极之间施加激励源，井下接收机采集下部钻柱和信号接收短节外围的金属环之间的电势差，经处理获取地面下传的指令数据。发明人前期研究表明，增大井下信号接收间距能够在一定程度上提高接收信号强度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电磁随钻测量井下信号接收短节设备

一种电磁随钻测量井下信号接收短节设备，包括：短节基体、固定螺钉、金属环和铠装电缆；短节基体外有一层绝缘层，金属环套设在绝缘层上；短节基体中空，铠装电缆位于短节基体中空内；铠装电缆上具有一螺纹接头，短节的侧壁开设了一圆孔，螺纹接头位于圆孔内，金属环上具有与圆孔对应的通孔，固定螺钉穿过所述通孔并螺纹连接至所述螺纹接头上，以将金属环固定于绝缘层上；固定螺钉与金属环电性连接，螺纹接头与固定螺钉为可导电材料制成，短节基体上端与下端分别具有用于与钻具连接的上连接部和下连接部，铠装电缆穿过所述下连接部后连接有一接头。

进一步地，所述绝缘层内层为柔性陶瓷，外层为玻璃钢布。

进一步地，所述上连接部为公扣，所述下连接部为母扣；其中，公扣台肩处带有外螺纹，母扣台肩处带有内螺纹。

进一步地，所述固定螺钉包括带有十字槽的螺帽和螺栓，螺栓外表面靠近螺帽一端设有外螺纹，螺栓远离螺帽一端设有螺纹内槽，所述螺纹内槽的内壁设有内螺纹，该内螺纹与铠装电缆的螺纹接头相匹配；外螺纹长度和螺纹内槽的长度之和小于螺栓长度。

进一步地，固定螺钉和圆孔之间空隙处灌有绝缘强力胶。