一种近钻头方位伽马随钻测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及钻井工程技术领域，具体为一种近钻头方位伽马随钻测量系统。


背景技术：

2.目前，在石油钻井工程中，常规的随钻伽马测量盲区过长，判断地层岩性滞后，不能及时判断优质储层位置并调整井眼轨迹，且在水平段钻进时不能及时发现泥质夹层，钻头容易钻出储层，导致频繁调整轨迹，井眼轨迹不规则等现象。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种近钻头方位伽马随钻测量系统，可准确的获得钻头处的动态方位伽马数据和静态井斜数据，解决常规伽马地质导向工具的不足，可以避免钻出储层以及频繁调整轨迹，保证井眼轨迹规则，为复杂地层、薄油层的开发提供先进的工具，推动超薄油层及各类复杂油气层的开采，缩短钻井周期,降低钻井成本，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种近钻头方位伽马随钻测量系统，包括发射接头、接收接头、发射骨架和接收骨架；
5.所述发射接头和接收接头的外侧中部均开设有环形槽，所述环形槽的两端分别套接有密封圈，所述环形槽内套接有磁环，且环形槽底部位于磁环的内侧部分涂抹有环氧树脂，所述环形槽的外侧套接有与密封圈接触的绕组线圈，所述绕组线圈的外侧套接有天线外筒，所述发射接头和接收接头内分别设有连通环形槽的通道，在通道内分别安装有单芯密封塞；
6.所述发射接头的端部连接发射骨架，且发射骨架上分别安装有电池组、发射模块、伽马机芯、伽马传感器和控制机芯，所述接收接头的端部连接接收骨架，所述接收骨架上安装有电池组和接收模块。
7.发射接头和接收接头的外壁上分别设计环形槽用于安装固定磁环，同时环形槽内进行绝缘处理，环形槽外两侧密封槽内安装密封圈，以达到克服钻井液压力的作用，发射接头和接收接头同时承受钻压扭矩，磁环固定利用耐压环氧树脂材料，采用特殊的封胶工艺、处理方式固定磁环与绕组线圈，通过提前预装的单芯密封塞，接通安装在发射骨架和接收骨架上的电路板，实现通讯，磁环固定后为了保护环氧树脂，同时不能屏蔽通讯信号，设计特殊的天线外筒，系统由发射接头和接收接头组成的发射短节和接收短节共同组成，绕组线圈完成加工后需要根据实际的阻抗值进行调谐，已达到最佳通信效果，发射接头连接的发射骨架内放置伽马传感器、主控机芯，用于采集及判断地层伽马值，并计算不同方向上的伽马值。
8.进一步的，所述伽马机芯和伽马传感器的输出端电连接控制机芯的输入端，所述控制机芯的输出端电连接发射模块的输入端，所述发射接头上的电池组输出端电连接伽马机芯、伽马传感器和控制机芯的输入端。
9.进一步的，所述接收骨架上的电池组输出端电连接接收模块的输入端。
10.进一步的，还包括导流套，所述接收骨架远离接收接头的端部安装有导流套。接收接头和接收骨架连接方式与发射接头一样，接线方式增加右侧的导流套用于走线，使数据通过其他件发送。
11.进一步的，还包括套筒，所述发射骨架和接收骨架的外侧分别套接有套筒。发射骨架和接收骨架安放伽马传感器、主控机芯、电池组，同时发射骨架和接收骨架两端设计密封结构，防止水进入，在发射骨架和接收骨架外设计套筒，用于保护发射骨架和接收骨架内的器件，并承受力量。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本近钻头方位伽马随钻测量系统，具有以下好处：
13.1、在发射接头和接收接头上车槽固定磁环(铁氧体)，磁环外设有绕组线圈，绕组线圈外安装天线外筒以保护天线的结构，内部通过两个单芯密封塞引出，与电路板联通形成发射和接收回路，实现数据短距离的无线传输。同时电路板接收、发送布置在发射端骨架内的伽马传感器、主控机芯，采集及处理的地层方位数据，完成跨螺杆无线数据传输。
14.2、结构设计科学合理，具有结构简单、制作成本低、使用寿命长，可广泛的在钻井现场推广，用于在水平段钻进时不能及时发现泥质夹层，及时判断优质储层位置并调整井眼轨迹。
15.3、可准确的获得钻头处的动态方位伽马数据和静态井斜数据，解决常规伽马地质导向工具的不足，可以避免钻出储层以及频繁调整轨迹，保证井眼轨迹规则，为复杂地层、薄油层的开发提供先进的工具，推动超薄油层及各类复杂油气层的开采，缩短钻井周期,降低钻井成本。
附图说明
16.图1为本实用新型发射短节结构示意图；
17.图2为本实用新型图1中a处剖面结构示意图；
18.图3为本实用新型接收短节结构示意图。
19.图中：1发射接头、2天线外筒、3绕组线圈、4磁环、5环氧树脂、6密封圈、7单芯密封塞、8电池组、9发射模块、10伽马机芯、11伽马传感器、12控制机芯、13接收接头、14接收模块、15导流套、16发射骨架、17接收骨架。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请参阅图1
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3，本实用新型提供一种技术方案：一种近钻头方位伽马随钻测量系统，包括发射接头1、接收接头13、发射骨架16和接收骨架17；
22.发射接头1和接收接头13的外侧中部均开设有环形槽，环形槽的两端分别套接有密封圈6，环形槽内套接有磁环4，且环形槽底部位于磁环4的内侧部分涂抹有环氧树脂5，环
形槽的外侧套接有与密封圈6接触的绕组线圈3，绕组线圈3的外侧套接有天线外筒2，发射接头1和接收接头13内分别设有连通环形槽的通道，在通道内分别安装有单芯密封塞7；
23.发射接头1与发射骨架16通过端面6个m8螺钉固定连接，发射接头上加工过3个线孔，天线接线空过过线孔与发射模块9导通，骨架上圆周铣7个圆弧槽用于安装电池组8、发射模块9、伽马机芯10、伽马传感器11和控制机芯12，在发射骨架16一端铣槽接线，接线顺序为：伽马机芯10和伽马传感器11接入控制机芯12，控制机芯12与发射模块9接通，全部机芯由电池组8供电。
24.发射接头1的端部连接发射骨架16，且发射骨架16上分别安装有电池组8、发射模块9、伽马机芯10、伽马传感器11和控制机芯12，接收接头13的端部连接接收骨架17，接收骨架17上安装有电池组8和接收模块14。
25.在不改边现有钻具组合的条件下，把靠近钻头部位的地层伽马数据，通过无线传输把数据传输到螺杆上端，利用随钻仪器发送至地面。
26.在发射接头1和接收接头13上车槽固定磁环4(铁氧体)，磁环4外设有绕组线圈3，绕组线圈3外安装天线外筒2以保护天线的结构，内部通过两个单芯密封塞7引出，与电路板联通形成发射和接收回路，实现数据短距离的无线传输。同时电路板接收、发送布置在发射端骨架内的伽马传感器、主控机芯，采集及处理的地层方位数据，完成夸螺杆无线数据传输。
27.发射接头1和接收接头13的外壁上分别设计环形槽用于安装固定磁环4，同时环形槽内进行绝缘处理，环形槽外两侧密封槽内安装密封圈6，以达到克服钻井液压力的作用，发射接头1和接收接头13同时承受钻压扭矩，磁环4固定利用耐压环氧树脂材料，采用特殊的封胶工艺、处理方式固定磁环4与绕组线圈3，通过提前预装的单芯密封塞7，接通安装在发射骨架16和接收骨架17上的电路板，实现通讯，磁环4固定后为了保护环氧树脂，同时不能屏蔽通讯信号，设计特殊的天线外筒2，系统由发射接头1和接收接头13组成的发射短节和接收短节共同组成，绕组线圈3完成加工后需要根据实际的阻抗值进行调谐，已达到最佳通信效果，发射接头1连接的发射骨架16内放置伽马传感器、主控机芯，用于采集及判断地层伽马值，并计算不同方向上的伽马值。
28.伽马机芯10和伽马传感器11的输出端电连接控制机芯12的输入端，控制机芯12的输出端电连接发射模块9的输入端，发射接头1上的电池组8输出端电连接伽马机芯10、伽马传感器11和控制机芯12的输入端。接收骨架17上的电池组8输出端电连接接收模块14的输入端。
29.还包括导流套15，接收骨架17远离接收接头13的端部安装有导流套15。接收接头13和接收骨架17连接方式与发射接头1一样，接线方式增加右侧的导流套15用于走线，使数据通过其他件发送。
30.还包括套筒，发射骨架16和接收骨架17的外侧分别套接有套筒。发射骨架16和接收骨架17安放伽马传感器11、主控机芯、电池组8，同时发射骨架16和接收骨架17两端设计密封结构，防止水进入，在发射骨架16和接收骨架17外设计套筒，用于保护发射骨架16和接收骨架17内的器件，并承受力量。
31.设计的发射、接收天线结构，解决了井下随钻仪器无法安装在螺杆钻具之前的问题，在成实际钻井中随钻仪器测量点远离钻头，产生经验轨迹控制误差，在薄油层钻井中，
由于测点数据滞后，往往需要根据个人经验提前判断或频繁调整经验轨迹，满足钻井需求，造成了极大资源浪费。
32.通过在钻头附近安装伽马传感器与主控机芯测量单元，通过本系统跨越螺杆把数据发送至地面，准确判断井眼的真实数据，为现场地质导向师提供及时数据。
33.解决目前随钻仪器无法刮越螺杆测量，造成测量点零长过长的问题，由于数据的滞后，在复杂井及薄油层钻井作业中，频繁调整井眼轨迹，及出油层频出，对后续的油气采收带来了困难，本系统成功的解决了上述问题，能及时准确的发送数据，降低了钻井难度，提高了采收率，创造增多经济价值。
34.值得注意的是，环形槽构设计及环形槽的槽底绝缘处理，需要根据通讯距离设计磁环4的大小及绕组线圈3绕线的阻抗值与感抗，并考虑接头本体的受力结构，必须满足钻井需求。槽底绝缘处理，采用喷涂氧化锆等绝缘性物质，绝缘性好，且不易脱落；
35.环氧树脂5根据钻井技术要求抗120mpa、耐温150℃，为了满足技术要求选取多种环氧树脂配方，采用多级保温封胶，温度梯度升降，使环氧树脂固化后达到最佳性能状态，同时设计封胶工装，保证胶体内无气泡残存，提高抗压性能；
36.由于环氧树脂5抗冲刷性能弱，特设计天线外筒2进行保护，同时环向开槽，避免天线外筒2对线圈磁场的屏蔽，天线外筒2一端设计出头，与天线接头上的插槽定位，另一端使用焊接或紧固螺钉紧固，达到对天线的保护作用。
37.近钻头地质导向工具距离钻头只有0.5米，该系统可准确的获得钻头处的动态方位伽马数据和静态井斜数据，解决常规伽马地质导向工具的不足，为复杂地层、薄油层的开发提供先进的工具，推动超薄油层及各类复杂油气层的开采，缩短钻井周期,降低钻井成本。
38.本实施例中所公开的电气元件及其连接控制关系均为本领域的普通技术人员所公知的常规技术。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。