專利名稱：一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及隨鉆測量技術領域，尤其涉及一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法及系統(tǒng)。
背景技術：
石油鉆井隨鉆測量井下遙測數(shù)據上傳方法有多種，目前電磁波傳輸是工程上應用比較廣泛的一種無線傳輸方式，例如中國專利公告號CN100513742C，發(fā)明名稱為一種隨鉆測量的電磁遙測方法及系統(tǒng)，其中利用金屬鉆桿傳遞的電壓信號和地面接收到的電壓信號之差從而獲得遙測數(shù)據，在該方法中檢測儀器要內置于鉆頭的無磁鉆鋌內，通過金屬鉆桿將檢測數(shù)據的電壓信號傳送到地面井架的接收裝置中。另外，在檢測儀器部分加入電磁信號發(fā)射器，將遙測信號轉換為電磁信號通過地層傳送給地面的天線，所述天線將電磁信號傳送給電磁信號接收器，該電磁信號接收器接收鉆桿傳遞的電壓信號和電磁信號轉換的電壓信號，利用兩者之差獲得遙測數(shù)據，但是，電磁信號在地層中傳輸會受到地層特性的影響，特別是對于低電阻率地層信號衰減嚴重。因此其有效測量深度會受到一定的限制。由于地層特性是不可控因素，電磁波的應用受到限制，能有效延長電磁波傳輸距離的方法就成為工程上迫切需要的技術。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足，而提供一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術中電磁波傳送信號由于地層原因導致的信號衰減的問題。本發(fā)明實施例提供了一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法，包括，在主井周邊一定范圍內找一口測試井，它可以是具有一定深度的廢井，或專門打一口淺井，放入信號探測器，用于在所述測試井中接收所述主井內檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號；地面接收機利用同時接收的來自于主井內檢測儀器的測量信號，和所述信號探測器獲得的測量信號，計算出測量數(shù)據。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法的一個進一步的方面，所述地面接收機接收來自于主井內檢測儀器的測量信號包括，所述地面接收機通過鉆桿獲得的檢測儀器發(fā)出的測量信號；或者，所述地面接收機通過地面天線接收來自于檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法的再一個進一步的方面，所述測試井中的信號探測器和主井中的檢測儀器之間的距離小于主井中檢測儀器與地面天線之間的距離。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法的另一個進一步的方面，在主井周邊一定范圍內具有一定深度的測試井中放入信號探測器，用于在所述測試井中接收所述主井內檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號之后還包括，所述信號探測器將接收到的電磁波形式的測量信號轉換為電壓信號通過電纜傳送到地面接收機。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法的另一個進一步的方面，在將電磁波形式的測量信號轉換為電壓信號后，還包括將該電壓信號放大和濾波， 將放大和濾波后的電壓信號通過電纜傳送到地面接收機。本發(fā)明實施例還提供了一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)，包括，檢測儀器置于主井中，電磁波發(fā)射器與所述檢測儀器相連接，所述電磁波發(fā)射器將所述檢測儀器的測量信號以電磁波的形式發(fā)射出去；信號探測器置于與所述主井周邊一定范圍內具有一定深度的測試井中，接收所述電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號，并將該測量信號傳送給地面接收機；所述地面接收機接收主井中的檢測儀器發(fā)送的測量信號，還接收所述信號探測器傳送來的測量信號，利用這兩路測量信號計算測量數(shù)據。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)的一個進一步的方面，所述地面接收機通過鉆桿獲得所述檢測儀器的測量數(shù)據；或者，所述地面接收機通過地面天線獲得所述電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的
測量信號。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)的再一個進一步的方面，所述測試井中的信號探測器和主井中的檢測儀器之間的距離小于主井中檢測儀器與地面天線之間的距離。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)的另一個進一步的方面，所述信號探測器還包括信號接收單元，所述信號接收單元將電磁波形式的測量信號轉換為電壓信號，通過電纜傳送到地面接收機。根據本發(fā)明實施例所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)的另一個進一步的方面，所述信號探測器還包括放大電路和濾波電路，所述放大電路與所述信號接收單元相連接，將所述電壓信號放大，所述濾波電路與所述放大電路相連接，對所述放大后的電壓信號進行濾波，濾除噪聲，然后將所述濾波后的電壓信號通過電纜傳送給地面接收機。本發(fā)明實施例通過上述，由于縮短了通過地層傳輸信號的距離從而降低信號的衰減，因此實現(xiàn)了增長電磁波測量系統(tǒng)可施工的深度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本發(fā)明實施例隨鉆測量電磁波信號的傳輸方法流程圖；圖2所示為本發(fā)明實施例一種隨鉆測量電磁波信號的傳輸系統(tǒng)結構圖；圖3所示為本發(fā)明實施例一種隨鉆測量電磁波信號的傳輸系統(tǒng)的另一結構圖4所示為本發(fā)明實施例一種隨鉆測量電磁波信號的傳輸系統(tǒng)的另一結構圖；圖5所示為本發(fā)明實施例信號探測器的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖1所示為本發(fā)明實施例隨鉆測量電磁波信號的傳輸方法流程圖。包括步驟101，在主井周邊一定范圍內具有一定深度的測試井中放入信號探測器， 用于在所述測試井中接收所述主井內檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號。通常，測試井均在主井周邊幾百米范圍之內，并且測試井的深度通常都具有一定深度，但是測試井的深度通常都小于最終的主井深度，所述測試井中的信號探測器和主井中的檢測儀器之間的距離小于主井中檢測儀器與地面天線之間的距離。步驟102，地面接收機利用同時接收的來自于主井內檢測儀器的測量信號，和所述信號探測器獲得的測量信號，計算出測量數(shù)據。其中，可以使用現(xiàn)有技術中的隨鉆測量的電磁遙測計算方法利用來自于主井內檢測儀器的測量信號和信號探測其獲得的測量信號計算出遙測數(shù)據。在所述步驟101之后還包括，所述信號探測器將接收到的電磁波形式的測量信號轉換為電壓信號通過電纜傳送到地面接收機。在轉換為電壓信號后，還包括將該電壓信號放大和濾波步驟，將放大和濾波后的電壓信號通過電纜傳送到地面接收機，這樣可以避免探測器獲得的電磁信號太過微弱，造成轉換后的微弱電壓信號在電纜的傳輸過程中受到干擾。其中，信號探測器可以為現(xiàn)有技術中的地面天線。在所述步驟102中所述地面接收機接收來自于主井內檢測儀器的測量信號包括， 所述地面接收機通過鉆桿獲得的檢測儀器發(fā)出的測量信號。所述在所述步驟102中所述地面接收機接收來自于主井內檢測儀器的測量信號包括，所述地面接收機通過地面天線接收來自于檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號。由于置于測試井中的電磁波接收器與主井中的電磁波發(fā)射器之間的距離明顯小于主井中的電磁波發(fā)射器與地面的距離，因此電磁波的測量信號在地層中傳輸時的信號衰減相對較低，并且由于測試井中并不進行鉆井工作，因此電磁波接收器的安裝和其與地面接收機之間的電纜連接可靠性更高。如圖2所示為本發(fā)明實施例一種隨鉆測量電磁波信號的傳輸系統(tǒng)結構圖。包括檢測儀器201，主井202，電磁波發(fā)射器203，鉆桿204，信號探測器205，測試井 206，電纜207，地面接收機208，地面天線209，放大電路211和濾波電路212。其中所述檢測儀器201置于所述主井202中，所述電磁波發(fā)射器203與所述檢測儀器201相連接，所述信號探測器205置于所述測試井206中，所述測試井206具有一定深度并且在所述主井202周邊的一定范圍內，所述電磁波發(fā)射器203將所述檢測儀器201 的測量信號以電磁波的形式發(fā)射出去，所述信號探測器205接收所述電磁波形式的測量信號，并將該測量信號發(fā)送給所述地面接收機208，所述地面接收機208還接收所述檢測儀器 201的測量信號，利用從所述信號探測器205獲得的測量信號和從檢測儀器201獲得的測量信號計算測量數(shù)據。其中，所述地面接收機208可以通過鉆桿204獲得所述檢測儀器201的測量數(shù)據。所述地面接收機208還可以通過地面天線209獲得所述電磁波發(fā)射器203發(fā)射的電磁波形式的測量信號。 所述信號探測器205還包括電纜207，所述信號探測器205將電磁波形式的測量信號轉換為電流信號，通過電纜207傳送到地面接收機208。所述信號探測器205還包括放大電路211和濾波電路212，所述放大電路211與所述信號探測器205相連接，將所述電流信號放大，所述濾波電路212與所述放大電路211相連接，對所述放大后的電壓信號進行濾波，然后將所述濾波后的電壓信號通過電纜207傳送給地面接收機208。所述信號探測器205可以為金屬天線，其與測試井的巖層接觸，將接收到的電磁波形式的測量信號轉換成電流信號。如圖3所示為本發(fā)明實施例一種隨鉆測量電磁波信號的傳輸系統(tǒng)的另一結構圖。包括主井301，鉆桿302，無磁鉆鋌303，檢測儀器304，測試井305，信號探測器 306，電纜307，地面接收機308。所述檢測儀器304置于所述主井301的無磁鉆鋌303內，所述檢測儀器304的測量信號通過鉆桿302以脈沖電流的方式傳送給地面接收機308。在所述測試井305中放置所述信號探測器306，所述信號探測器306接收所述檢測儀器304在主井301中發(fā)射的電磁波形式的測量信號，所述信號探測器306將該測量信號轉換為電流信號，然后通過放大和濾波電路進行信號處理，將微弱的測量信號放大并濾除干擾信號，通過與所述信號探測器306相連接的電纜307發(fā)送給地面接收機308，所述地面接收機308可以利用現(xiàn)有技術中的計算方法，根據兩路測量信號計算得到測量數(shù)據。如圖4所示為本發(fā)明實施例一種隨鉆測量電磁波信號的傳輸系統(tǒng)的另一結構圖。包括主井401，無磁鉆鋌402，檢測儀器403，地面天線404，測試井405，信號探測器 406，電纜407，地面接收機408。所述檢測儀器403置于所述主井401的無磁鉆鋌402內，通過檢測儀器403的電磁發(fā)射器發(fā)射測量信號，地面接收機408通過與其相連接的地面天線404接收所述電磁波形式的測量信號。 在所述測試井405中放置所述信號探測器406，所述信號探測器406接收所述檢測儀器403在主井401中發(fā)射的電磁波形式的測量信號，所述信號探測器406將該測量信號轉換為電流信號，然后通過放大和濾波電路進行信號處理，將微弱的測量信號放大并濾除干擾信號，通過與所述信號探測器406相連接的電纜407發(fā)送給地面接收機408，所述地面接收機408可以利用現(xiàn)有技術中的計算方法，根據兩路測量信號計算得到測量數(shù)據。如圖5所示為本發(fā)明實施例信號探測器的結構示意圖。包括探測器殼體501，扶正器502，加重桿503，信號接收單元504，放大電路506，濾波電路507，繩帽頭508。前述的圖1至圖4的實施例均可以使用圖5中的信號探測器。所述加重桿503，信號接收單元504，放大電路506和濾波電路507均置于所述探測器殼體501內，所述加重桿503用于給所述信號探測器增加重量，以便于可以將所述信號探測器更加方便的放置入測試井中。所述扶正器502連接于所述探測器殼體501的外側，用于保持所述信號探測器在測試井中的穩(wěn)定性。所述繩帽頭508連接于所述探測器殼體501 的頂端，該繩帽頭508用于連接鋼纜，從而可以在測試井中釋放或者提升所述信號探測器。信號接收單元504可以為金屬天線，與所述信號發(fā)大單元506相連接，所述信號接收單元504接收主井中電磁波發(fā)射器發(fā)送的電磁波形式的測量信號，并將其轉換為電流信號，所述放大電路506將所述電流信號放大，所述放大電路506與所述濾波電路507相連接，所述濾波電路507將所述放大后的電壓信號進行濾波處理，以消除噪聲。信號探測器所需電源可以由地面接收機通過電纜供電，也可以由井下信號探測器加裝電池組供電。通過電源電路將電源轉換成放大電路506與濾波電路507所需電壓。本發(fā)明實施例的有益效果包括，由于縮短了通過地層傳輸信號的距離從而降低信號的衰減，因此實現(xiàn)了增長電磁波測量系統(tǒng)可施工的深度。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法，其特征在于包括，在主井周邊一定范圍內具有一定深度的測試井中放入信號探測器，用于在所述測試井中接收所述主井內檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號；地面接收機利用同時接收的來自于主井內檢測儀器的測量信號，和所述信號探測器獲得的測量信號，計算出測量數(shù)據。
2.根據權利要求1所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法，其特征在于，所述地面接收機接收來自于主井內檢測儀器的測量信號包括，所述地面接收機通過鉆桿獲得的檢測儀器發(fā)出的測量信號；或者，所述地面接收機通過地面天線接收來自于檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號。
3.根據權利要求2所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法，其特征在于，所述測試井中的信號探測器和主井中的檢測儀器之間的距離小于主井中檢測儀器與地面天線之間的距離。
4.根據權利要求1所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法，其特征在于，在主井周邊一定范圍內具有一定深度的測試井中放入信號探測器，用于在所述測試井中接收所述主井內檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號之后還包括，所述信號探測器將接收到的電磁波形式的測量信號轉換為電壓信號通過電纜傳送到地面接收機。
5.根據權利要求4所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法，其特征在于，在將電磁波形式的測量信號轉換為電壓信號后，還包括將該電壓信號放大和濾波，將放大和濾波后的電壓信號通過電纜傳送到地面接收機。
6.一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于包括，檢測儀器置于主井中，電磁波發(fā)射器與所述檢測儀器相連接，所述電磁波發(fā)射器將所述檢測儀器的測量信號以電磁波的形式發(fā)射出去；信號探測器置于與所述主井周邊一定范圍內具有一定深度的測試井中，接收所述電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號，并將該測量信號傳送給地面接收機；所述地面接收機接收主井中的檢測儀器發(fā)送的測量信號，還接收所述信號探測器傳送來的測量信號，利用這兩路測量信號計算測量數(shù)據。
7.根據權利要求6所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述地面接收機通過鉆桿獲得所述檢測儀器的測量數(shù)據；或者，所述地面接收機通過地面天線獲得所述電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號。
8.根據權利要求7所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述測試井中的信號探測器和主井中的檢測儀器之間的距離小于主井中檢測儀器與地面天線之間的距離。
9.根據權利要求6所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述信號探測器還包括信號接收單元，所述信號接收單元將電磁波形式的測量信號轉換為電壓信號，通過電纜傳送到地面接收機。
10.根據權利要求9所述的一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述信號探測器還包括放大電路和濾波電路，所述放大電路與所述信號接收單元相連接，將所述電壓信號放大，所述濾波電路與所述放大電路相連接，對所述放大后的電壓信號進行濾波， 然后將所述濾波后的電壓信號通過電纜傳送給地面接收機。
全文摘要
本發(fā)明涉及隨鉆測量技術領域，尤其涉及一種隨鉆測量的電磁波信號傳輸方法及系統(tǒng)，其中方法包括在主井周邊一定范圍內具有一定深度的測試井中放入信號探測器，用于在所述測試井中接收所述主井內檢測儀器的電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波形式的測量信號；地面接收機利用同時接收的來自于主井內檢測儀器的測量信號，和所述信號探測器獲得的測量信號，計算出測量數(shù)據。由于縮短了通過地層傳輸信號的距離從而降低信號的衰減，因此實現(xiàn)了增長電磁波測量系統(tǒng)可施工的深度。
文檔編號E21B49/00GK102251769SQ201110152258
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權日2011年6月8日
發(fā)明者劉新元 申請人:劉新元