专利名称：多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法
技术领域：
本发明涉及一种多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法，具体地说是一种在随钻测量过程中，安装两根或两根以上绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法。
背景技术：
电磁随钻测量(EM-MWD)是20世纪80年代进入工业化应用的一项新技术，受泥浆介质影响小，不仅可以用于泥浆钻井，而且可以用于泡沫、空气钻井。在实际测井过程中，由于电磁波要经过地层进行传输，受地层电阻率的影响很大，尤其在地层电阻率在0 10 Ω ·πι时，对地面信号的接收影响极大。通常情况下，地层电阻率越小，信号的衰减就越严重，当达到一定深度时，在地面将难以检测到有效的电磁波信号。究其原因，主要是由于单绝缘短节的长度一般小于1米，其绝大部分或者全部将置身于低电阻率地层中，在激励电流的作用下，发射两极的距离近，易形成较大的局部电流，使得反馈到地面的电压极小，难以实现信号的接收。目前现场使用的电磁波无线随钻系统大多使用电池组供电，在电池容量一定的情况下，提高电池组单次充满电后的井下使用时间，可以有利于减少了起下钻更换的次数，提高钻井效率，同时节约钻井成本。另外，在钻遇低电阻率地层时，为能在地面接收到井下测井的信息，可以采取提高电磁波无线随钻测量系统发射功率的方法，但又会导致电池组单次充满电后井下使用时间较短的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在问题，而提出一种在正常发射功率下，面对低电阻率地层，采用安装2根或2根以上绝缘短节来增加信号发射端两极的距离，避免形成局部涡流，达到提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法。本发明为了达到上述目的，采用如下技术方案提出一种多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法，包括如下步骤(1)、在运用随钻测量系统进行钻井的钻具组合中，在钻头、下部钻具与内含探管的无磁钻具之上，先安装一根绝缘短节，作为最下部绝缘短节；(2)在安装了最下部绝缘短节之后，依次间隔安装有中间钻具再安装一根绝缘短节，直到安装最后一根绝缘短节，将其作为最上部绝缘短节；(3)将探管发射端的激励源的一极连接到最下部绝缘短节下面的钻具上，另一极通过铠装电缆连接到最上部绝缘短节的上部钻具上；(4)采集的信息通过探管中的电路处理，将信息编码与调制，由探管的发射端直接发送；(5)在近井架的地面上安装接收装置和接地电极，地面接收装置通过电缆一端连接井架，另一端连接接地电极，接收随钻测量系统发射的信号。
本发明所述的绝缘短节安装2根或2根以上。所述的最下部绝缘短节与最上部绝缘短节的间距为9 300m。在钻具组合中至少安装2根绝缘短节，这样可以最大限度的避免绝缘短节全部失效的概率，保证正常的信号发射与接收。同时，可以增加信号发射端两极的距离，避免形成局部涡流，从而提高发射效率。本发明提出的多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法，可以使现有电磁波无线随钻系统具有以下优势1、相对于单绝缘短节来说，极大的降低了绝缘短节绝缘性能完全失效的概率，保障了井下信号发射与接收工作的正常运转。2、单绝缘短节处于低电阻率地层中易形成较大的局部涡流使信号发射效率降低， 而采用安装多绝缘短节的方式，可以增加信号发射端两极的距离，避免此类问题发生。3、在发射功率不变的情况下，多绝缘短节可以增加信号发射的距离，提高测井深度。4、本发明的方法操作简单，实用性强，明显地提高电磁波无线随钻测量系统发射效率。
图1是本发明为提高电磁波无线随钻测量系统发射效率所安装的2个绝缘短节结构示意图。图中1-井架；2-井壁；3-上部钻具；4-最上部绝缘短节；5-中间钻具；6_铠装电缆；7-最下部绝缘短节；8-无磁钻具；9-探管；10-接收装置；11-接地电极；12-下部钻具；13-钻头。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的方法作进一步详述。实施例1 本发明的多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法应用在电磁波无线随钻测量中，如图1所示，钻头13在井壁2中钻进，绝缘短节的数量为两根，最下部绝缘短节7安装在钻头13、下部钻具12与内含探管9的无磁钻具8之上；在安装了最下部绝缘短节7之后，间隔安装有中间钻具5再安装一根最上部绝缘短节4 ；将探管 8发射端的激励源的一极连接到最下部绝缘短节下面的下部钻具12上，另一端通过铠装电缆6连接到最上部绝缘短节4的上部钻具3上；探管9中的测量仪器对钻进过程中的几何和地质状况进行测量；采集的信息通过探管中的电路处理，将信息编码与调制，由探管9的发射端直接发送；由在近井架1的地面上安装接收装置10接收随钻测量系统发射的信号； 地面接收装置10通过电缆一端连接井架1，另一端连接接地电极11。采用本发明的方法可以提高电磁波无线随钻测量系统发射效率。实施例2 本发明的多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法应用在电磁波无线随钻测量中，随钻测量系统的结构同实施例1，不同的是，接入的绝缘短节的数目为5，其中每相邻两根绝缘短节间安装有中间钻具5，最上部绝缘短节4与最下部绝缘短节7之间的距离不超过300m。采用本发明的方法可以较大幅度地提高电磁波无线随钻测量系统发射效率。
权利要求
1.一种多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法，其特征在于包括如下步骤(1)、在随钻测量系统的钻具组合中，在钻头、下部钻具与内含探管的无磁钻具之上，先安装一根绝缘短节，作为最下部绝缘短节；(2)在安装了最下部绝缘短节之后，依次间隔安装有中间钻具再安装一根绝缘短节，直到安装最后一根绝缘短节，将其作为最上部绝缘短节；(3)将探管发射端的激励源的一极连接到最下部绝缘短节下面的钻具上，另一极通过铠装电缆连接到最上部绝缘短节的上部钻具上；(4)采集的信息通过探管中的电路处理，将信息编码与调制，由探管的发射端直接发送；(5)在近井架的地面上安装接收装置和接地电极，地面接收装置通过电缆一端连接井架，另一端连接接地电极，接收随钻测量系统发射的信号。
2.根据权利要求1所述的多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法， 其特征在于所述的绝缘短节安装2根或2根以上。
3.根据权利要求1所述的多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法， 其特征在于所述的最下部绝缘短节与最上部绝缘短节的间距为9 300m。
全文摘要
本发明涉及一种多绝缘短节提高电磁波无线随钻测量系统发射效率的方法，方法为在运用随钻测量系统进行钻井的钻具组合中，在内含探管的无磁钻具之上，安装2根或2根以上绝缘短节，最下部绝缘短节与最上部绝缘短节间距为9～300m；将探管发射端激励源的一极连接到最下部绝缘短节下的钻具上，另一端由铠装电缆接到最上部绝缘短节上部的钻具上；采集的信息通过探管中的电路处理，将信息编码与调制，由探管的发射端直接发送；在近井架的地面上安装接收装置和接地电极，接收随钻测量探管发射的信号。这样可避免绝缘短节处于低电阻率地层中形成较大局部涡流，从而提高系统发射效率，同时可最大限度地避免绝缘短节全失效的概率，保证信号发射与接收。
文档编号E21B47/01GK102536204SQ201210006940
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者付信信, 李田军, 邵春, 陈鹏飞 申请人:中国地质大学(武汉)