一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)起源于上世紀(jì)80年代后期，該技術(shù)是隨著相關(guān)科技水平的提高，為滿足石油工業(yè)的實際需要在滑動導(dǎo)向鉆井技術(shù)和工藝基礎(chǔ)之上而發(fā)展起來的。其基本的思路就是在旋轉(zhuǎn)鉆井的同時，在鉆壓鉆速及栗量的配合下，通過特定的井下導(dǎo)向工具，在近鉆頭附近，對旋轉(zhuǎn)的鉆柱在特定方向上施加一定的連續(xù)的可變的側(cè)向力，人為地改變鉆頭前進(jìn)的方向，進(jìn)而達(dá)到旋轉(zhuǎn)中幾何導(dǎo)向或地質(zhì)導(dǎo)向的目的。
[0003]與傳統(tǒng)鉆井技術(shù)相比，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)可使鉆頭處于持續(xù)地旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此井眼凈化效果更好，井身軌跡控制精度更高，鉆井速度更快，出現(xiàn)卡鉆等事故的幾率更小，位移延伸能力更強(qiáng)。如果配上地質(zhì)導(dǎo)向短節(jié)，就可以讓鉆頭在井底自動尋找油層鉆進(jìn)，因此對油氣資源的勘探和開發(fā)，提高油田的油氣采收率具有重要意義。
[0004]目前，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)主要掌握在國外少數(shù)幾家石油技術(shù)服務(wù)公司手中，基于其自身利益，對其所擁有的導(dǎo)向控制技術(shù)、導(dǎo)向工具儀器進(jìn)行嚴(yán)格保密，并在價格上壟斷、技術(shù)上限制、國際投標(biāo)時制約、服務(wù)上拖延，嚴(yán)重影響了我國石油工業(yè)鉆井工藝技術(shù)的進(jìn)步，制約了國內(nèi)鉆井隊伍開拓海外鉆井市場的競爭能力，成為我國石油鉆探行業(yè)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的瓶頸。
[0005]正是基于上述背景，申請人展開了針對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的立項研究。
[0006]旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)從導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運動方式可分為靜止式和動態(tài)式兩種，從導(dǎo)向力產(chǎn)生的方式可分為推靠式和指向式兩種，且目前國內(nèi)用戶普遍采用靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具。經(jīng)過多年的研發(fā)，申請人已完成靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，并相繼提出了主題為“靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具”的系列技術(shù)方案(公告號分別為 CN103939017A、CN203783462U、CN203783488U 和 CN203783461U)，且上述“靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具”憑借其結(jié)構(gòu)合理、高可靠性等優(yōu)點，已能夠代替國外同類產(chǎn)品進(jìn)行使用。
[0007]但申請人在實踐中發(fā)現(xiàn)，僅提出“靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具(公告號為CN103939017A)”的技術(shù)方案，還難以實現(xiàn)更加精準(zhǔn)地導(dǎo)向鉆井，以及對井下鉆進(jìn)狀態(tài)進(jìn)行及時地監(jiān)視。故申請人考慮在上述“靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具”靠近鉆頭的電路安裝段內(nèi)設(shè)置用于檢測姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器(主要包括有加速度計(用于獲取井斜角)和溫度傳感器(用于監(jiān)測環(huán)境溫度))，并將傳感器與電路安裝段內(nèi)的控制電路板信號相連。這樣就使得控制電路板能夠獲取更靠近鉆頭的近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)，對該數(shù)據(jù)獲取與處理能有利于實現(xiàn)更為精準(zhǔn)導(dǎo)向，以及對鉆頭的鉆進(jìn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。
[0008]但如何將該“近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)”上傳至地面，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。故申請人考慮設(shè)計一種能夠及時地將近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳，且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種能夠及時地將近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳，且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0011]—種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)，包括靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具中設(shè)置的耦合器和控制電路板；所述控制電路板與所述耦合器的副邊線圈相連接；還包括MffD系統(tǒng)，所述MffD系統(tǒng)包括地面設(shè)備和井下測量儀器，其中，所述井下測量儀器安裝在與靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具固定連接的安裝短節(jié)內(nèi)；
[0012]還包括固定安裝在耦合器安裝段上的井下總控板和MffD轉(zhuǎn)接電路板；
[0013]所述井下總控板包括第一處理器，以及分別與所述第一處理器相連接的存儲模塊、第一通訊模塊、電源模塊和接口模塊；所述接口模塊還與所述耦合器的原邊線圈信號連接;
[0014]所述MffD轉(zhuǎn)接電路板包括第二處理器，以及分別與所述第二處理器相連的第二通訊模塊和接口轉(zhuǎn)換模塊；所述接口轉(zhuǎn)換模塊還與所述井下測量儀器信號連接；
[0015]所述第一通訊模塊與所述第二通訊模塊之間通訊連接。
[0016]本實用新型的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)，控制電路板能夠獲取并存儲近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)。且井下總控板通過耦合器與控制電路板信號連接，故使得井下總控板能夠從控制電路板中提取出所需的近磚頭姿態(tài)數(shù)據(jù)。且有因井下總控板與MffD轉(zhuǎn)接電路板之間通訊相連，且MffD轉(zhuǎn)接電路板上接口轉(zhuǎn)換模塊還與所述井下測量儀器信號連接，這樣一來，井下總控板即可利用MffD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上行通道來上傳近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)，且MffD系統(tǒng)每三分鐘上傳一次數(shù)據(jù)，故能夠及時地將近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。
[0017]作為優(yōu)選，所述第一通訊模塊與所述第二通訊模塊均為CAN驅(qū)動器。
[0018]實施上述優(yōu)選后，即可利用具有高性能和可靠性特點的CAN通信協(xié)議進(jìn)行通訊。
[0019]作為優(yōu)選，所述CAN驅(qū)動器采用型號為SN65HVD234D芯片。
[0020]實施上述優(yōu)選后，使得CAN驅(qū)動器更易采購。
[0021 ] 作為優(yōu)選，所述第一處理器和第二處理器均采用高溫處理芯片。
[0022]因井下地層的溫度，鉆得越深，溫度越高，實施上述優(yōu)選后，能夠提高使得第一處理器和第二處理器能夠更適應(yīng)井下環(huán)境，且也使得整體具有更高的可靠性。
[0023]作為優(yōu)選，所述高溫處理芯片采用型號為DSPIC33FJ128MC804的高溫處理器。
[0024]本實用新型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單和成本較低的優(yōu)點，能夠利用MffD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上行通道來及時將近鉆頭姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，從而便于地面及時地對鉆井狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，以及獲取更利于實現(xiàn)精確導(dǎo)向的數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0025]圖1是公開號CN103939017A的靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的半剖圖。
[0026]圖2是公開號C