一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置的制作方法

本技术涉及地质钻探，更具体的说是涉及一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置。

背景技术：

1、目前，近钻头随钻测量系统的各参数传感器都安装在靠近钻头的位置，能够对地层伽马、电阻率、井斜、方位角等地质参数及工程参数进行测量。近钻头随钻测量技术的工作原理是将近钻头传感器采集到的数据传输给信号发射机，信号发射机安装在螺杆钻具下方，对测量结果进行编码、调制后生成电磁信号，通过发射天线将数据输出，信号接收机安装在螺杆钻具上方，接收天线接收到电磁信号后经前置放大、滤波、解调解码后，将还原后的测量数据传输给上端的mwd，由mwd利用泥浆脉冲方式将数据发送至地面接收机，实现了近钻头测量参数向地面发送的全过程。

2、但由于mwd易受泥浆压力环境影响，传输距离也有限，往往遇到井漏、泥浆失返等复杂情况，很难通过泥浆脉冲形式将数据发送到地表，并且采用泥浆脉冲信号，数据传输速率较低，因此很难应用于复杂地质勘探。

3、因此，如何提供一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，能够提高信号传输效率与传输距离，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供了一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，利用绝缘间隙将发射极板进行有效电器隔离，上下发射极板提供发射电极电压激励，有助于实现远距离信号传输；利用上下绝缘丝扣将上发射极板与下发射极板分隔为相互绝缘的两个独立部分，组成一种带绝缘间隙且具有电压激励的不对称长源距偶极发射天线，延长了上下极板距离，增强了上下发射极板间的阻抗，提高了信号传输距离。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，包括地面子系统和井下子系统，所述地面子系统和所述井下子系统通讯连接，其中，

4、所述井下子系统内具有调制电路和传感器，所述传感器用于采集井下参量信息，所述井下参量信息经所述调制电路输出携带所述井下参量信息的低频电磁波信号；所述井下子系统包括无磁测量钻铤，以及设置在所述无磁测量钻铤内部的上发射极板和下发射极板；所述解调电路的两端分别与所述上发射极板和所述下发射极板电连接；所述上发射极板和所述下发射极板之间设置有绝缘间隙。

5、所述地面子系统内具有解调电路和接收装置，用于接收所述低频电磁波信号进行解调后由所述接收装置接收。

6、进一步的，所述地面子系统还包括导体钻具和接地电极；

7、所述导体钻具、所述解调电路、所述接收装置和所述接地电极依次连接。

8、进一步的，所述上发射极板和所述下发射极板之间设置有绝缘螺纹。

9、进一步的，还包括上发射极板短节和下发射极板短节，所述上发射极板短节节和所述下发射极板短节分别与所述上发射极板和所述下发射极板对应连接。

10、进一步的，所述上发射极板短节和所述下发射极板短节的端部分别对应设置有上绝缘公扣和下绝缘母扣。

11、进一步的，所述无磁测量钻铤还包括绝缘钻铤钻具，所述绝缘钻铤钻具的上端设置有与所述上绝缘公扣对应的上绝缘母扣，所述绝缘钻铤钻具的下端设置有与所述下绝缘母扣对应的下绝缘公扣。

12、进一步的，还包括工程参数主控短节和电池单元，所述电池单元与所述工程参数主控短节电连接；所述工程参数主控短节设置在所述调制电路和所述传感器之间。

13、进一步的，还包括接收天线和绝缘天线；

14、所述调制电路与所述绝缘天线连接，所述绝缘天线将经所述调制电路输出的低频电磁波信号耦合至地层；

15、所述接收天线与所述解调电路连接，所述接收天线接收经地层衰减后的所述低频电磁波信号。

16、本实用新型的有益效果：

17、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，利用上下绝缘丝扣将上发射极板与下发射极板分隔为相互绝缘的两个独立部分，组成一种带绝缘间隙且具有电压激励的不对称长源距偶极发射天线，延长了上下极板距离，增强了上下发射极板间的阻抗，提高了信号传输距离。

技术特征：

1.一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，包括地面子系统和井下子系统，所述地面子系统和所述井下子系统通讯连接；

2.根据权利要求1所述的一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，所述地面子系统还包括导体钻具和接地电极；

3.根据权利要求1所述的一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，所述绝缘间隙为设置于所述上发射极板和所述下发射极板之间的绝缘螺纹。

4.根据权利要求3所述的一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，所述绝缘螺纹包括上发射极板短节和下发射极板短节，所述上发射极板短节和所述下发射极板短节分别与所述上发射极板和所述下发射极板对应连接。

5.根据权利要求4所述的一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，所述上发射极板短节和所述下发射极板短节的端部分别对应设置有上绝缘公扣和下绝缘母扣。

6.根据权利要求5所述的一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，所述上下发射极板短节中间中间还设有绝缘钻铤钻具，所述绝缘钻铤钻具的上端设置有与所述上绝缘公扣对应的上绝缘母扣，所述绝缘钻铤钻具的下端设置有与所述下绝缘母扣对应的下绝缘公扣，保证上下发射极板短节充分绝缘。

7.根据权利要求6所述的一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，还包括工程参数主控短节和电池单元，所述电池单元与所述工程参数主控短节电连接；所述工程参数主控短节设置在所述调制电路和所述传感器之间。

8.根据权利要求1所述的一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，其特征在于，还包括接收天线和绝缘天线；

技术总结本技术公开了一种近钻头随钻工程参数用电磁波数据收发装置，包括地面子系统和井下子系统，地面子系统和井下子系统通讯连接，其中，井下子系统内具有调制电路和传感器，传感器用于采集井下参量信息，井下参量信息经调制电路输出携带井下参量信息的低频电磁波信号；井下子系统包括无磁测量钻铤，以及设置在无磁测量钻铤内部的上发射极板和下发射极板；解调电路的两端分别与上发射极板和下发射极板电连接；上发射极板和下发射极板之间设置有绝缘间隙；本技术利用绝缘间隙提供电压激励，有助于实现远距离信号传输。技术研发人员：贺云超,翁炜,吴烁,冯美贵,徐军军,赵志涛,张德龙,郭强,杨鹏,欧阳志勇,张培丰,蒋睿,赵永尚,金博受保护的技术使用者：北京探矿工程研究所技术研发日：20231117技术公布日：2024/6/23