電流場型隨鑽監測儀的製作方法

2023-10-09 23:39:04

專利名稱：電流場型隨鑽監測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是涉及一種通過地下電流場(不用電纜)傳輸信號的隨鑽監測儀。
根據江西地質科學研究所1987年12月出版的《受控定向鑽探文選》中國地質學會探礦工程專業委員會1988年11月出版的《探礦工程論文選集》、探礦技術研究所1989、1990年《探工文摘》和《國外探工信息》等有關資料提供的隨鑽測量(MWD)技術情報，目前國內外還沒有電流場型隨鑽監測儀問世。國內已有的隨鑽監測儀，是通過電纜傳輸信號，其結構複雜、成本高，使用不便；國外正在積極研製無電纜隨鑽測量儀，已獲得應用的是泥漿壓力脈衝型的(如美國BJ-休斯公司的定向儀)，其傳輸深度大，但傳輸速率低，調製困難。
本實用新型的目的是為1500米以內的鑽孔，提供一種通過地下電流場傳輸信號、結構簡單、成本較低、測量精度高，使用方便的無電纜的隨鑽監測儀。
附圖
為本實用新型結構示意圖。結合附圖對本實用新型描述如下孔內的測量發送器1，通過減震器2裝在外管3中。外管通過接頭4連接鑽進工具。孔內測量發送器1由定位器5、差動調角器6、裝有一組水銀開關7的組合式角度傳感器8、控制發送電路9和蓄電池組10組成。定位器5的鍵槽卡在接頭4的鍵上。差動調角器6由上齒圈、下齒圈及其間的雙聯齒圈組成，借上下齒圈齒數差調節測量發送器1和下部鑽進工具母線的夾角。組合式傳感器8中的水銀開關7分布間隔不等，測量方向兩側30°範圍內，測量間隔密，精度高——經篩選測角精度在±2°以內，其他方向的測量間隔大，測量精度可降低。測量發送器1輸出頻率為500-4000赫，脈寬為0.1-0.3秒的電脈衝，脈衝周期由組合式角度傳感器8調製。電脈衝經兩個電極輸出一個為外管3，一個為上部鑽杆柱。用特製絕緣接頭12代替昂貴的絕緣鑽鋌以使兩電極絕緣。絕緣接頭12與內外有絕緣層的鑽杆14通過螺紋連接，螺紋間為絕緣層13。測量發送器1輸出的電脈衝經電接頭11和鑽杆14傳到上部鑽杆柱，在地層中形成電流場，並在地面兩個接收電極15間形成微小的交流電位差。地面接收機16由放大濾波單元17、檢波整形和顯示控制單元18、電源19和顯示器20組成。其總增益大於100分貝；為抑制強烈的電磁幹擾，接收機的頻率穩定度不低於1×10-5；濾波器品質因數大於500，顯示器20用燈光直觀顯示，並配有聲樂效果。
本實用新型不用電纜可實現隨鑽監測，不但提高了測量精度，而且免除了電纜帶來的結構複雜、成本高，使用不便等缺點。試驗證明，本實用新型孔內儀器耐壓、耐震性能好；充電一次可以穩定地工作20小時以上；充電、調節、組裝方便；地面接收機抑制電磁幹擾性能強，性能穩定。該儀器裝有差動調角器可以簡化傳感器的結構。用絕緣接頭可代替昂貴的絕緣鑽鋌，不但適用於大口徑，也適用於56毫米的小口徑鑽孔。
權利要求1.一種無電纜的電流場型隨鑽監測儀，其特徵是它主要由通過減震器2裝在外管3中的孔內測量發送器1，絕緣接頭12及內外絕緣的鑽杆14、地面接收電極15和地面接收機16組成。
2.按權利要求1所述的電流場型隨鑽監測儀，其特徵是孔內測量發送器1輸出電脈衝的頻率範圍為500-4000赫，脈寬0.1-0.3秒。
3.按權利要求1所述的電流場型隨鑽監測儀，其特徵是孔內測量發送器1裝有組合式角度傳感器8和差動調角器6，組合式角度傳感器8用水銀開關7組合而成，水銀開關7在測量方向附近分布間隔密，其他方向分布間隔疏；差動調角器6由齒數不等的上下齒圈和雙聯齒圈組成。
4.按權利要求1所述的電流場型隨鑽監測儀，其特徵是絕緣接頭12與鑽杆14通過螺紋連接，螺紋間和鑽杆14的內外表面為絕緣層13
5.按權利要求1所述的電流場型隨鑽監測儀，其特徵是地面接收機16增益大於100分貝，頻率穩定度不低於1×10-5，濾波器品質因數大於500。
專利摘要本實用新型是為深1500米以內，直徑56毫米及其以上的鑽孔提供一種無電纜隨鑽監測儀。其特點是孔內測量發送器輸出頻率500-4000赫的電脈衝，經鑽杆柱在地層中形成電流場。地面用高增益窄頻帶接收機接收，並用燈光直觀顯示。為構成發送電極，採用了螺紋間加絕緣層的特製絕緣接頭，代替昂貴的絕緣鑽鋌。使用水銀開關分布間隔不等的組合式角度傳感器，並配以由齒數不同的上下齒圈和雙聯齒圈組成的差動調角器，簡化了儀器結構，並確保了監測精度。
文檔編號E21B44/00GK2073932SQ9022165
公開日1991年3月27日 申請日期1990年10月11日 優先權日1990年10月11日
發明者阮學謙 申請人:河北省地質礦產局第三水文地質工程地質大隊