专利名称：一种感应式井下数据连接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数据传输领域，特别涉及石油天然气、地质勘探等钻井 施工随钻测量和随钻测井作业中井下工具间的数据传输技术，具体的讲是一 种感应式井下数据连接装置。
背景技术：
当前在石油，矿山，地质勘探等钻井工程中为了能使钻井轨迹更准确的 按照工程设计要求钻进，以及更及时准确的掌握地层信息，就需要把定向传 感器和采集地质信息的传感器等传感器安装在靠近钻头的位置。这些传感器 随着钻机的钻进在井下进行测量，同时传感器测量到的数据还要实时感应到 遥测系统传输到地面，以便使工程技术人员及时了解井筒的轨迹和地层信息 的变化。而这感应井下测量信息的系统称为"感应式井下数据连接器"。
现有技术中，钻井工程中传递井下测量信息一般采用data-link插针接 触式井下数据连接器的"接触式传递方法"。"接触式传递方法"，如图1 所示，测量系统104具有对接插头101，遥测系统103具有对接插座102，用 对接插头101和对接插座102连接测量系统104和遥测系统103，测量仪器获 得的数据由对接插头101传输到遥测系统103。但这种方法在井下进行测量时， 由于测量系统104和遥测系统103分别位于两个短节，所以短节之间的对接 插头不易密封，泥浆容易侵入，造成短路，连接不很可靠；另外，由于井下 仪器的剧烈震动，容易造成对接插头与测量系统的断路，使数据不能正常的 传输。
中国发明专利公开号CN1975095A，发明名称为"一种带有电流回路感应 耦合器的带线管接头"，该方案公开了一种坚固的带线管接头，使得在传导层存在空隙时还能够工作。而该方案同样在测量系统和遥测系统之间采用插 头连接，虽然插头的设计很特别，但是在井下恶劣的工作环境下很难保证工 作的稳定性。
中国实用新型专利公告号CN2599238Y，名称为"井下参数测量无线传输 装置"公开了通过井下振子根据井下参数进行振动，通过油管传递振动，并 在地面接收、分析所述振动得出井下信息。虽然省却了导线传递信号，但是 钻井工具本身就产生振动，所以会对振子生成的振动产生干扰，影响地面接 收数据的准确性。
以弓I入方式将上述技术内容合并于本申请。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种感应式井下数据连接装置，用于解决现 有技术中在测量短节和遥测短节之间使用插针、插座进行数据连接，容易造 成损坏，数据传输不稳定等问题。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种感应式井下数据连接装 置，包括测量短节端导线和遥测短节端导线，其特征在于该连接装置还包括 线圈A、线圈B，后级电路；所述测量短节端导线与所述线圈A电连接，将井 下传感器釆集的数据传送给所述线圈A，所述线圈A根据所述数据生成电磁信 号；所述遥测短节端导线与所述线圈B电连接，所述线圈B接收所述电磁信 号，并将所述电磁信号对应的电信号传送给后级电路，所述后级电路将所述 电信号转换为供遥测系统处理的信号。
根据本实用新型所述的一种感应式井下数据连接装置的一个进一步的方 面，所述后级电路包括比较电路和电平转换电路，所述比较电路接收所述线 圈B输出的电信号，将所述电信号整流成方波，所述电平转换电路接收所述 方波信号，将所述方波信号转换成符合RS-232标准的信号。
根据本实用新型所述的一种感应式井下数据连接装置的再一个进一步的方面，所述线圈A和线圈B分别具有一个隔磁套，每个所述隔磁套分别套于 所述线圈A和线圈B外围，使得线圈B只接收线圈A辐射的电磁信号。
根据本实用新型所述的一种感应式井下数据连接装置的另一个进一步的 方面，所述线圈A和线圈B相对应的一侧分别具有一导磁压盖，防止线圈A 和线圈B直接接触。
根据本实用新型所述的一种感应式井下数据连接装置的另一个进一步的 方面，所述线圈A和线圈B分别具有减震缓冲垫，以减小振动对线圈A和线 圈B的影响。
根据本实用新型所述的一种感应式井下数据连接装置的另一个进一步的 方面，还包括一接头与接座，所述接头为凸柱，所述接座为凹槽，所述线圈A 或线圈B套接于所述接头，所述线圈B或者线圈A套接于所述接座，所述接 头插接于所述接座内从而固定所述线圈A和线圈B的相互位置。
根据本实用新型所述的一种感应式井下数据连接装置的另一个进一步的 方面，所述线圈B所在的遥测短节的短节壁上具有减震器，用于减小所述遥 测短节外侧套管对所述遥测短节的振动。
本实用新型实施例的有益效果在于，与现有技术相比较本实用新型更容 易密封，阻止泥浆溢入仪器仓，保证仪器不被破坏。另外，保证了井下数据 的良好传递，避免了接触式连接器在震动环境下，容易断路的问题。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的 一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中-
图1是现有技术测量短节和遥测短节数据连结结构图2是本实用新型功能模块图3是本实用新型电路原理图4是本实用新型测量短节结构示意图；图5是本实用新型遥测短节结构示意图6是本实用新型测量短节和遥测短节连接的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施 方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性 实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
本实用新型实施例提供一种感应式井下数据连接装置，解决了现有技术 中测量短节与遥测短节之间通过导线进行数据连接的不足。
如图2所示为本实用新型功能模块图，包括测量系统201,线圈A202， 线圈B203，后级电路204，遥测系统205;所述测量系统201与所述线圈A202 相连接，所述线圈A202与所述线圈B203通过磁感应信号互传数据，所述线 圈B203与所述后级电路204相连接，所述后级电路204与所述遥测系统205 相连接。
测量系统201，位于钻头等钻井工具附近，采集所述钻井工具的实时状态 参数数据。
线圈A202，根据所述测量系统201采集的钻井工具状态参数数据生成相 应的电磁信号。
线圈B203，接收所述线圈A202发射的电磁信号，将所述电磁信号传送给 后级电路204。
后级电路204，将上述电磁信号产生的电信号转换为标准RS-232信号。 遥测系统205，接收上述RS-232信号，将该信号呈现给操作者。 本实用新型的井下数据连接装置通过线圈A202接收测量系统201输出的 钻井工具的状态信号，所述线圈A202通过电磁信号的方式将所述信号发送出 去，所述线圈B203接收上述电磁信号，并将其输送到后级电路204进行信号 转换，最终以RS-232的信号格式输出至遥测系统205。如图3所示为本实用新型电路原理图，测量系统输出钻井工具状态数据Ui， 通过三极管Ql放大将所述Ui，并将所述状态信号传送给线圈302，所述线圈 302通过电磁信号的方式将所述状态信号发射出去，所述线圈303接收所述状 态信号，并传送给后级电路304进行信号转换。所述后级电路304进一步包 括，比较器U1和电平转换器U2，所述比较器U1用于对所述状态信号整波， 将其所述代表状态信号的电磁信号变成方波，所述电平转换器U2用于将所述 方波转换为符合标准RS-232的电信号Uo，遥测系统(图未示)接收所述电 信号Uo用于呈现给操作人员。
如图4所示为本实用新型测量短节结构示意图，包括外壳401、隔磁套 402、感应线圈A403、减震缓冲垫404、护翼405、定位套406、压盖407、接 头408、导线409。感应线圈A403装在隔磁套402内，通过减震缓冲垫404 减震保护线圈，定位套406装在线圈内孔内防止线圈与接头408碰撞，借由 压盖407将隔磁套402及感应线圈A403等固定在外壳401内，外壳401用螺 纹连接在护翼405内，这样既保证了连接的可靠性，又保证了密封性。所述 接头408用于将所述测量短节与遥测短节固定，所述导线409 —端穿过外壳 401、隔磁套402、减震缓冲垫404与感应线圈A403电连接，另一端与钻具附 近的传感器(图未示)相连接，例如定向传感器和采集地质信息的传感器， 将所述传感器检测的信号以顺序的方式传送给所述感应线圈A403，例如先将 定向传感器的信号传送给感应线圈A403，再将采集地质信息的传感器的信号 传送给感应线圈A403。
作为优选的实施例，所述减震缓冲垫404还可以包裹于所述感应线圈A403 的外围，以减小振动对所述感应线圈A403的影响。
如图5所示为本实用新型遥测短节结构示意图，包括外壳501、压盖502、 隔磁套503、感应线圈B504、减震缓冲垫505、线路板506、紧固装置507、 销钉508、短节壁509、接座510、导线511、减震器512。感应线圈B504安 装于隔磁套503内，所述感应线圈B504后面连接有减震缓冲垫505，该减震缓冲垫505起缓冲作用；所述线路板506穿过所述减震缓冲垫505与所述感 应线圈B504相连接，该线路板506上的电路如图3中的后级电路304所示， 主要用于转换所述感应线圈B504接收到的测量信号为标准RS-232信号；外 壳501借由销钉508连接在紧固装置507上，在外壳501直径较细处与紧固 装置507连接部位安装有一弹簧513，紧固装置507通过螺纹连接在短节壁 509上，所述弹簧513可以使外壳501在轴向上有一定的预紧力，使外壳501 与紧固装置507连接更紧密可靠。所述接座510用于容纳图4中的接头408， 通过接头408和接座510插接的结构能够定位更加准确的使测量短节和遥测 短节相连接。所述导线511 —端与所述线路板506相连接，另一端沿着所述 遥测短节内部与地面的遥测系统相连接，将转换后的RS-232类型的测量信号 呈现给操作人员。所述减震器512，连接于所述短节壁509的外侧，其包括外 层橡胶和内层螺栓，将所述遥测短节固定于套筒内，并起到减震的作用。
作为优选的实施例，所述减震缓冲垫505还可以包裹于所述感应线圈 B504的外围，以减小振动对所述感应线圈B504的影响。
如图6所示为本实用新型测量短节和遥测短节结合的结构示意图，包括 测量短节端感应线圈A外壳601、测量短节端隔磁套602、感应线圈A603、测 量短节端减震缓冲垫604、测量短节端护翼605、测量短节端定位套606、测 量短节端压盖607、测量短节端接头608、测量短节端导线609，遥测短节端 感应线圈B外壳610、遥测短节端压盖611、遥测短节端隔磁套612、感应线 圈B613、遥测短节端减震缓冲垫614、遥测短节端线路板615、遥测短节端紧 固装置616、遥测短节端销钉617、遥测短节端短节壁618、遥测短节端接座 619、遥测短节端导线620、遥测短节端减震器621、遥测短节端套筒622，遥 测短节端弹簧623。
感应线圈A603装在测量短节端隔磁套602内，通过测量短节端减震缓冲 垫604减震保护线圈A，测量短节端定位套606装在线圈内孔内防止线圈与测 量短节端接头608碰撞，借由测量短节端压盖607将测量短节端隔磁套602及感应线圈A603等固定在测量短节端外壳601内，测量短节端外壳601用螺 纹连接在测量短节端护翼605内，这样既保证了连接的可靠性，又保证了密 封性。所述测量短节端接头608用于将所述测量短节与遥测短节固定，所述 测量短节端导线609 —端穿过测量短节端外壳601、测量短节端隔磁套602、 测量短节端减震缓冲垫604与感应线圈A603电连接，另一端与钻具附近的传 感器(图未示)相连接，例如定向传感器和采集地质信息的传感器，将所述 传感器检测的信号以顺序的方式传送给所述感应线圈A603,例如先将定向传 感器的信号传送给感应线圈A603,再将采集地质信息的传感器的信号传送给 感应线圈A603。
遥测短节端感应线圈B613安装于遥测短节端隔磁套612内，所述感应线 圈B613后面连接有遥测短节端减震缓冲垫614，该遥测短节端减震缓冲垫614 起缓冲作用；所述遥测短节端线路板615穿过所述遥测短节端减震缓冲垫614 与所述感应线圈B613相连接，该遥测短节端线路板615上的电路如图3中的 后级电路304所示，主要用于转换所述感应线圈B613接收到的测量信号为标 准RS-232信号；遥测短节端外壳610借由遥测短节端销钉617连接在遥测短 节端紧固装置616上，在遥测短节端外壳610直径较细处与遥测短节端紧固 装置616连接部位安装有一弹簧623，遥测短节端紧固装置616通过螺纹连接 在遥测短节端短节壁618上，该弹簧623可以使遥测短节端外壳610在轴向 上有一定的预紧力，使遥测短节端外壳610与遥测短节端紧固装置616连接 更紧密可靠。所述遥测短节端接座619用于容纳测量短节端接头608，通过测 量短节端接头608和遥测短节端接座619插接的结构能够更加牢固的使测量 短节和遥测短节相连接。所述遥测短节端导线520 —端与所述遥测短节端线 路板615相连接，另一端沿着所述遥测短节内部与地面的遥测系统相连接， 将转换后的RS-232格式的测量信号呈现给操作人员。所述遥测短节端减震器 621，连接于所述遥测短节端短节壁618的外侧，其包括外层橡胶和内层螺栓， 将所述遥测短节固定于遥测短节端套筒622内，并起到减震的作用。所述测量短节端护翼605套接于遥测短节端套筒622内，所述测量短节 端压盖607与遥测短节端压盖611相接触(或者具有一定距离)，使得感应 线圈A和感应线圈B之间可以通过电磁感应传递信号。
本实用新型的有益效果在于，在测量短节和遥测短节之间使用感应线圈 代替了现有技术中的插针、插座的设计，与现有技术相比较本实用新型更容 易密封，阻止泥浆溢入仪器仓，保证仪器不被破坏。另外，保证了井下数据 的良好传递，避免了接触式连接器在震动环境下，容易断路的问题。
以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果 进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实 施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神 和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.一种感应式井下数据连接装置，包括测量短节端导线和遥测短节端导线，其特征在于该连接装置还包括线圈A、线圈B，后级电路；所述测量短节端导线与所述线圈A电连接，将井下传感器采集的数据传送给所述线圈A，所述线圈A根据所述数据生成电磁信号；所述遥测短节端导线与所述线圈B电连接，所述线圈B接收所述电磁信号，并将所述电磁信号对应的电信号传送给后级电路，所述后级电路将所述电信号转换为供遥测系统处理的信号。
2. 根据权利要求1所述的一种感应式井下数据连接装置，其特征在于所 述后级电路包括比较电路和电平转换电路，所述比较电路接收所述线圈B输 出的电信号，将所述电信号整流成方波，所述电平转换器接收所述方波信号， 将所述方波信号转换成符合RS-232标准的信号。
3. 根据权利要求1所述的一种感应式井下数据连接装置，其特征在于所 述线圈A和线圈B分别具有一个隔磁套，每个所述隔磁套分别套于所述线圈A 和线圈B外围，使得线圈B只接收线圈A辐射的电磁信号。
4. 根据权利要求1所述的一种感应式井下数据连接装置，其特征在于所 述线圈A和线圈B相对应的一侧分别具有一导磁压盖，防止线圈A和线圈B 直接接触。
5. 根据权利要求1所述的一种感应式井下数据连接装置，其特征在于所 述线圈A和线圈B分别具有减震缓冲垫，以减小振动对线圈A和线圈B的影响。
6. 根据权利要求1所述的一种感应式井下数据连接装置，其特征在于还 包括一接头与接座，所述接头为凸柱，所述接座为凹槽，所述线圈A或线圈B 套接于所述接头，所述线圈B或者线圈A套接于所述接座，所述接头插接于 所述接座内从而固定所述线圈A和线圈B的相互位置。
7. 根据权利要求1所述的一种感应式井下数据连接装置，其特征在于所 述线圈B所在的遥测短节的短节壁上具有减震器，用于减小所述遥测短节外 侧套管对所述遥测短节的振动。
专利摘要本实用新型涉及钻探领域，具体地讲是一种感应式井下数据连接装置。为了解决现有技术中信号传输不是很可靠的问题。提供了一种感应式井下数据连接装置，测量短节端导线与所述线圈A电连接，将井下传感器采集的数据传送给线圈A，线圈A根据数据生成电磁信号；遥测短节端导线与线圈B电连接，线圈B接收所述电磁信号，并将所述电磁信号对应的电信号传送给后级电路，后级电路将所述电信号转换为供遥测系统处理的信号。本实用新型的有益效果在于，保证了井下数据的良好传递，避免了接触式连接器在震动环境下，容易断路的问题并且易于密封。
文档编号E21B47/12GK201221352SQ20082010850
公开日2009年4月15日 申请日期2008年6月11日 优先权日2008年6月11日
发明者冲 曹, 林 李, 盛利民, 范锦辉, 陈文艺 申请人:中国石油集团钻井工程技术研究院