一种模块化随钻参数测量短节的制作方法

本发明属于随钻测井装备，具体涉及一种模块化随钻参数测量短节。

背景技术：

1、随着勘探开发不断向深层发展，井下温度指标越来越高，井温超过175℃的情况逐步增多，震动强度大，对随钻参数测量仪器的高温连续工作可靠性提出了更高要求。

2、然而，传统的随钻参数测量仪器遇井下高温、高压、高腐蚀、冲刷强度大、振动强度高等多种恶劣工作环境，可靠性差，使用寿命短，很多难以满足实际使用需求。

3、其中，传统的随钻参数测量仪器一些结构上用到了探管式结构，但探管采用橡胶扶正器的方式进行居中连接，减震效果有时并不理想。具体而言，传统的随钻参数测量短节采用m30结构形式进行连接，对m30滑环的导电性能要求极高，当m30环在使用过程中减震橡胶由于老化弹性下降会直接影响m30环的接触可靠性，另外当m30滑环没有正确安装时也会导致电路上阻抗达不到设计要求，进而对电路通讯产生影响。通常将mwd定向部分和方位伽马总成采用独立的钻铤结构，电路的维修、更换极其不方便。在进行系统联调时需要通常将两部分钻铤通过m30滑环进行连接，并保证两端螺纹扣连接在一起保证两侧的m30充分的接触进行通讯，不便于在电子实验室内电路联调，并且在进行电路分析时通常在m30位置进行供电，需要将上下连接单元进行断开，大大的增加了机械操作难度。

4、并且，随着钻井工况越来越复杂，对钻井安全的要求越来越高，工程上如果能知道井底压力、环空压力大小，将更有利于对井底安全进行综合的判断。而传统的随钻参数测量短节不具有井底压力、环空压力测量的功能。

5、此外，在测量精度上，传统的随钻参数测量仪器伽马探测器直径小，并且伽马传感器位置的钻铤外壳厚度较厚，影响伽马的探测精度和距离，例如，传统的475随钻参数测量仪器和675规格仪器由于机械结构尺寸的不同、pcb固定方式的不同等原因，设计上需要按照两套系统来进行设计，最终不能实现模块间的互换。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模块化随钻参数测量短节，以解决现有技术中的问题；

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种模块化随钻参数测量短节，包括外壳和内部轴心，所述外壳构造为长条管状结构，所述内部轴心设置在所述外壳的内部，所述内部轴心包括：下端支撑导流器、方位伽马总成、数据读取装置、定向探管、扶正连接器和电池总成，所述下端支撑导流器、所述方位伽马总成、所述数据读取装置、所述定向探管、所述扶正连接器和所述电池总成沿所述外壳的轴向方向依次设置并且依次连接，所述电池总成远离所述扶正连接器的一侧设置有芯轴压紧扶正装置，所述芯轴压紧扶正装置与所述外壳的内部可拆卸地连接，所述下端支撑导流器与所述外壳的内部经由台阶结构连接，其中，所述扶正连接器设置有环控压力计和水眼压力计，并且所述扶正连接器还设置有流体通道以实现所述环控压力计对环空压力的采集，以及所述水眼压力计对水眼压力的采集。

4、进一步地，所述芯轴压紧扶正装置的外周设置有密封槽，所述密封槽内设置有第一密封圈和第二密封圈，所述芯轴压紧扶正装置经由所述第一密封圈和所述第二密封圈与所述外壳的内壁密封连接。

5、进一步地，所述电池总成远离所述扶正连接器的端部设置有插针座，所述芯轴压紧扶正装置靠近所述电池总成的一侧设置有承压连接器，所述插针座通过设置在其内部的2芯插针经由通讯线与所述承压连接器连接。

6、进一步地，所述电池总成的两端分别设置有第一减震环和第二减震环，所述第一减震环和所述第二减震环能够抵接至所述外壳的内壁。

7、进一步地，所述电池总成靠近所述扶正连接器的端部设置有双头插针座，所述双头插针座的内部设置有单芯插针座，所述扶正连接器靠近所述电池总成的端部设置有单芯插针，所述单芯插针能够与所述单芯插针座连接。

8、进一步地，所述扶正连接器靠近所述定向探管的端部设置有眼压力计座，所述眼压力计座经由导线与所述定向探管连接。

9、进一步地，所述扶正连接器的表面为流线型曲面结构。

10、进一步地，所述定向探管、所述方位伽马总成通过所述数据读取装置进行桥接，所述数据读取装置安装有数据读取口插针，以用于读取电路相关存储数据。

11、进一步地，所述扶正连接器和所述外壳的内壁为刚性接触，所述数据读取装置与所述外壳的内壁相抵接。

12、进一步地，所述方位伽马总成靠近所述数据读取装置的端部设置有第一滚动轴承和第一碟簧，所述方位伽马总成靠近所述下端支撑导流器的端部设置有第二滚动轴承和第二碟簧，所述方位伽马总成经由所述第一滚动轴承、所述第一碟簧、第二滚动轴承和第二碟簧抵接至所述外壳的内壁。

13、与现有技术相比，本发明的一种模块化随钻参数测量短节具有以下优点：

14、通过设置环控压力计和水眼压力计，添加了水眼压力和环空压力测量功能，实现了随钻测量功能的扩展。将电池总成、压力测量、定向模块、方位伽马总成的机械结构采用模块化方式连接，实现了电路的快速更换，维修保养更加便捷；采用特殊的数据读取口结构实现数据的快速读取，比采用m30滑环形式相比，不需要将上端、下端的连接螺纹进行断开，效率更高；与上部通讯供电控制短节、下部执行机构连接采用特殊的连接结构及连接方法，从而避开了m30滑环连接失效或者阻抗降低的问题，最终实现仪器的可靠性，挂接效率提高，同时拆卸以及电路测试更加简单；扶正连接器、数据读取装置、下端支撑导流器采用刚性扶正提高了工具的抗振性能，同时采用探管式两侧密封方式，辅助碟簧减震、固定半环密封组合，能够获取更好的密封及减震效果；

15、进一步地，只需要安装本发明相同的随钻参数测量模块而采用不同的外壳尺寸便可实现475与675规格仪器的快速互换，在安装及拆卸测量模块时只需要配合合适的工装和芯轴压紧扶正器装置进行连接便可将测量模块进行安装到位及拆卸出来进行电路检修；

16、进一步地，在外壳上靠近伽马传感器的位置将外壳的壁厚减薄可以大大的提高伽马的伽马的探测距离，提高探测精度；

17、进一步地，关键零件采用特殊的流道设计以及表面处理方法，提高了抗冲刷能力。

技术特征：

1.一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，包括外壳(1)和内部轴心，所述外壳(1)构造为长条管状结构，所述内部轴心设置在所述外壳(1)的内部，所述内部轴心包括：下端支撑导流器(21)、方位伽马总成(25)、数据读取装置(28)、定向探管(30)、扶正连接器(33)和电池总成(6)，所述下端支撑导流器(21)、所述方位伽马总成(25)、所述数据读取装置(28)、所述定向探管(30)、所述扶正连接器(33)和所述电池总成(6)沿所述外壳(1)的轴向方向依次设置并且依次连接，所述电池总成(6)远离所述扶正连接器(33)的一侧设置有芯轴压紧扶正装置(2)，所述芯轴压紧扶正装置(2)与所述外壳(1)的内部可拆卸地连接，所述下端支撑导流器(21)与所述外壳(1)的内部经由台阶结构连接，其中，所述扶正连接器(33)设置有环控压力计(11)和水眼压力计(32)，并且所述扶正连接器(33)还设置有流体通道以实现所述环控压力计(11)对环空压力的采集，以及所述水眼压力计(32)对水眼压力的采集。

2.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述芯轴压紧扶正装置(2)的外周设置有密封槽，所述密封槽内设置有第一密封圈(40)和第二密封圈(41)，所述芯轴压紧扶正装置(2)经由所述第一密封圈(40)和所述第二密封圈(41)与所述外壳的内壁密封连接。

3.根据权利要求2所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述电池总成(6)远离所述扶正连接器(33)的端部设置有插针座(5)，所述芯轴压紧扶正装置(2)靠近所述电池总成(6)的一侧设置有承压连接器(3)，所述插针座(5)通过设置在其内部的2芯插针(4)经由通讯线与所述承压连接器(3)连接。

4.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述电池总成(6)的两端分别设置有第一减震环(52)和第二减震环(53)，所述第一减震环(52)和所述第二减震环(53)能够抵接至所述外壳(1)的内壁。

5.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述电池总成(6)靠近所述扶正连接器(33)的端部设置有双头插针座(8)，所述双头插针座(8)的内部设置有单芯插针座(47)，所述扶正连接器(33)靠近所述电池总成(6)的端部设置有单芯插针(46)，所述单芯插针(46)能够与所述单芯插针座(47)连接。

6.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述扶正连接器(33)靠近所述定向探管(30)的端部设置有水眼压力计座(31)，所述水眼压力计座(31)经由导线与所述定向探管(30)连接。

7.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述扶正连接器(33)的表面为流线型曲面结构。

8.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述定向探管(30)、所述方位伽马总成(25)通过所述数据读取装置(28)进行桥接，所述数据读取装置(28)安装有数据读取口插针(27)，以用于读取电路相关存储数据。

9.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述扶正连接器(33)和所述外壳(1)的内壁为刚性接触，所述数据读取装置(28)与所述外壳(1)的内壁相抵接。

10.根据权利要求1所述的一种模块化随钻参数测量短节，其特征在于，所述方位伽马总成(25)靠近所述数据读取装置(28)的端部设置有第一滚动轴承(17)和第一碟簧(29)，所述方位伽马总成(25)靠近所述下端支撑导流器的端部设置有第二滚动轴承(20)和第二碟簧(23)，所述方位伽马总成(25)经由所述第一滚动轴承(17)、所述第一碟簧(29)、第二滚动轴承(20)和第二碟簧(23)抵接至所述外壳(1)的内壁。

技术总结本发明提供了一种模块化随钻参数测量短节，包括外壳和内部轴心，外壳构造为长条管状结构，内部轴心设置在外壳的内部，内部轴心包括：下端支撑导流器、方位伽马总成、数据读取装置、定向探管、扶正连接器和电池总成，其中，扶正连接器设置有环控压力计和水眼压力计，并且扶正连接器还设置有流体通道以实现环控压力计对环空压力的采集，以及水眼压力计对水眼压力的采集。由此，通过设置环控压力计和水眼压力计，添加了水眼压力和环空压力测量功能，实现了随钻测量功能的扩展。技术研发人员：孙衍,张军锋,魏晓东,李晓军,范永涛,陶忠义,梁耀,张铎,李志广,张健阁受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30