一种微波通讯中继短节的制作方法

本实用新型涉及油气井钻进用随钻通讯工具，具体是一种微波通讯中继短节。

背景技术：

在钻井工程中，随钻测量是井眼轨迹监测与控制中的一项关键技术。

电磁随钻测量(Electromagnetic Measurement While Drilling，简称EM-MWD)是进入工业化应用的一项新技术，其具有信号传输速率高、不需要循环钻井液便可传送数据、测量时间短、成本低等特点，它不仅适用于常规钻井液中的随钻测量，还适合于在气体、泡沫、雾化、空气、充气等钻井液中使用，这是钻井液脉冲MWD系统无法媲拟的。然而，EM-MWD技术的数据传输是以电磁波传输实现的。电磁波信号在气体钻井环境条件下，在地层中传播会受到地层特性的影响，特别是低电阻率地层信号衰减严重，进而有效测量深度受到限制。

基于EM-MWD技术中电磁波随钻通讯所存在的问题，行业内研发了各种微波通讯的中继短节，以微波通讯的定向传输所具有的传输功率损耗小的特性，适应于EM-MWD技术中的数据传输通讯。例如，中国专利文献公开的“气体钻井随钻通讯中继短节”（公开号：CN 203308457 ，公开日：2013年11月27日），但是，该中继短节的整个结构过于臃肿、结构体积大，在下入其他测量工具时需要起钻才能实现；而且，其需要针对井下钻杆的安装孔径进行整体的“定制”，无通用性。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种传输功率损耗小、结构紧凑而体积小、通用性好的微波通讯中继短节。

本实用新型所采用的技术方案是：一种微波通讯中继短节，所述中继短节具有至少一部中继器，所述中继器以柱体状成型，中继器轴向安装在环形托架的圆周一角，所述环形托架的直径大于中继器的直径、且匹配于井下钻杆的安装孔径。

作为优选方案，所述环形托架上轴向安装的中继器为两部。进一步的，所述中继器主要由架体以及从上而下布置在架体内的电池组、电路板、微波通讯模块和天线组成，所述架体通过连接螺栓轴向安装在环形托架上。再进一步的，所述架体主要由组合在一起的上架体和下架体组成，所述上架体主要用于装配电池组，所述下架体主要用于装配微波通讯模块。更进一步的，所述天线通过组合连接件安装在微波通讯模块上，二者呈L形状。

所述架体外依次套装有耐高温胶套和金属护壳。

本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型以定向传输、传输功率损耗小的微波通讯模块作为中继器的数据传输通讯单元，且整个中继器以通用性好、能够悬挂于钻杆内的柱状结构设置成型，整体结构紧凑而体积小，有利于降低钻井作业中其它工具下入的难度，可靠而实用；

2. 本实用新型的环形托架与中继器之间的结构、以及中继器本身的结构，使得本实用新型在保证结构强度的前提下，进一步提高了下井操作的灵活性和通用性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是本实用新型在井下钻杆内安装结构示意图。

图中代号含义：1—环形托架；2—中继器；21—连接螺栓；22—架体；23—电池组；24—微波通讯模块；25—天线；26—电路板；3—钻杆。

具体实施方式

参见图1、图2和图3所示，本实用新型为油气井钻进用的微波通讯中继短节，其包括环形托架1和安装于环形托架1上的两部中继器2。

其中，环形托架1顾名思义为环状结构，其采用合金钢制成。环形托架1的外径匹配于井下钻杆3的安装孔径，环形托架1的外壁优选上大下小的锥面结构，这样有利于提高环形托架1在井下钻杆3上的悬挂可靠性。

两部中继器2间隔开、以可拆卸的安装结构轴向安装于环形托架1的圆周上，每部中继器2处于环形托架1的圆周的一角上，在本实施例中两部中继器2处在环形托架1圆周的四分之一弧段两端处（即经二者的经线夹角约为90°）。如此，使两部中继器2相互独立化，进而形成冗余设置，避免一部中继器故障后而导致的随钻通讯网络中断。

每部中继器2以柱体状成型（近似于手电筒状）。由于每部中继器2轴向安装在环形托架1的圆周一角，因而，中继器2的直径是小于环形托架1，通常是环形托架1直径的1/6～1/4，具体大小使井下钻具的设计要求而定。每部中继器2主要由架体22以及从上而下依序布置在架体22内的电池组23、电路板26、微波通讯模块24和天线25组成。其中，架体22采用合金钢制成，架体22主要由组合连接（例如卡扣连接或丝扣连接）在一起的上架体和下架体组成；上架体主要用于装配电池组23，上架体的上端端面通过连接螺栓21固定于环形托架1上；下架体主要用于装配微波通讯模块24。在本实施例中，电池组23采用六节电池组成，这六节电池为一个整体电池组，可以实现一次性整体充电。电路板26可以安装于架体22的上架体下端、也可以安装于架体22的下架体上端，具体视使用要求而定，通常安装于架体22的上架体下端。微波通讯模块24可以选用ZIGBEE模块，其倒装于架体22的下架体内，微波通讯模块24的信号端从下架体的下端面形成接头。天线25通过组合连接件-例如锁紧螺母等安装在微波通讯模块24的信号端上，微波通讯模块24和天线25组合后，二者呈L形状，天线25的顶端应朝向环形托架1的圆心投影处。为了保证中继器2的结构强度和抗震性，上述架体22的圆周外壁上依次套装有耐高温胶套和金属护壳（例如不锈钢护壳等）。

以上具体技术方案仅用以说明本实用新型，而非对其限制。尽管参照上述具体技术方案对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。