一种井下工具的制作方法

    专利2022-07-07  111


    本文涉及石油工程技术,尤指一种井下工具。



    背景技术:

    在钻井的过程中,井下仪器用于测量各项数据。现有技术中,每个井下仪器单独设置在一个短节内,例如工程参数测量短节、地层参数测量短节、井下供电短节、定向井短节等,这些短节依次连接成井下仪器串。井下仪器串之间通过一根总线连接,这根总线负责传输电力和通讯。

    现有的这种设计线损较大,且总线上的电流波动可能会干扰通讯。



    技术实现要素:

    本申请提供了一种井下工具,这种井下工具线损小且抗干扰能力强。

    与相关技术相比,本申请的井下工具包括:

    筒形的管体,包括从所述管体的一端延伸到另一端的内流道;

    电路板组件,设置在所述管体的管壁内;

    第一流道转换接头,设置在所述内流道内;

    水力发电机组,设置在所述第一流道转换接头上;

    第一线路,在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第一转换接头,再贯穿所述第一转换接头延伸到所述水力发电机组;

    第二流道转换接头,设置在所述内流道内;

    脉冲发生器,设置在所述第二流道转换接头上;

    第二线路,在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第二转换接头,再贯穿所述第二转换接头延伸到所述脉冲发生器。

    在申请中,将水力发电机组和脉冲发生器集成在一个井下工具上可以大大缩减为脉冲发生器供电的供电线缆的长度,降低水力发电机组为脉冲发生器供电时产生的线损,提升供电效率。同时,本申请的技术方案将水力发电机组和脉冲发生器设置在同一个管体(短节)内并通过管体内的电路板组件直接建立通讯连接,降低了通讯受到干扰的可能性。

    本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

    附图说明

    附图用来提供对本申请技术方案的理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。

    图1为本实施例中一种井下工具的全剖示意图;

    图2为图1中的井下工具的第一节的全剖示意图;

    图3为图1中的井下工具的第二节的全剖示意图;

    图4为图1中的井下工具的第三节的全剖示意图;

    图5为图1中的井下工具的第四节的全剖示意图;

    图6为图1中a-a面的剖视示意图;

    图7为图1中b-b面的剖视示意图;

    图8为本实施例中一种井下工具的全剖示意图,该剖视示意图中的剖面与图1中的剖面相互垂直。

    具体实施方式

    如图1所示,图1显示了本实施例中的一种井下工具。该井下工具包括管体1、电路板组件100、第一流道转换接头4、第二流道转换接头5、水力发电机组6、第一线路24、脉冲发生器7和第二线路25。

    管体1为圆筒形,管体1设置有轴向延伸的内流道110。钻井液可以在该内流道110通过。在本实施例中,管体1包括第一钻铤12、第二钻铤13和电子舱10。第一钻铤12、第二钻铤13和电子舱10均为大致的圆筒结构。第一钻铤12、第二钻铤13和电子舱10均同轴设置。第一钻铤12和第二钻铤13分别设置在电子舱10的两端,并分别与电子舱10的两端螺纹连接。第一钻铤12、电子舱10和第二钻铤13中的流道依次连通而组成管体1的内流道110。

    如图3所示,电子舱10包括骨架11和第一保护筒105。第一保护筒105为圆筒,套装在骨架11上。骨架11包括主体管111、第一连接管112和第二连接管113。第一连接管112和第二连接管113从主体管111的相对两端伸出。第一连接管112、主体管111、第二连接管113同轴设置,其内孔依次连通而组成电子舱10的流道。主体管111的外周面向内凹陷形成第一容纳槽114。第一容纳槽114可是呈直条形,且沿主体管111的轴向延伸。第一保护筒105套装在柱体管上,且覆盖在第一容纳槽114的开口。第一保护筒105能密封该开口。第一连接管112和第二连接管113上均设置有外螺纹。第一连接管112和第二连接管113的外径均沿背离主体管111的方向而减小。第一连接管112和第二连接管113的外周面可以是大致的锥面。

    第一钻铤12和第二钻铤13靠近电子舱10的一端均设置有内螺纹。第一钻铤12和第二钻铤13分别与第一连接管112和第二连接管113螺纹连接在一起。

    在本实施例中,骨架11内设置有从第一容纳槽114延伸到第一连接管112的顶端的第一骨架过线通道116,以及从第一容纳槽114延伸到第二连接管113的顶端的第二骨架过线通道117。

    第一流道转换接头4和第二流道转换接头5分别设置在第一钻铤12和第二钻铤13内。水力发电机组6和脉冲发生器7分别安装在第一流道转换接头4和第二流道转换接头5上。

    如图3所示,第一流道转换接头4包括第一安装管41、第一插装管43和第一支架42。第一安装管41设置在第一钻铤12内,且位于第一钻铤12靠近骨架11的一端。第一安装管41的外周面与第一钻铤12的内周面相抵。第一安装管41的一端面与第一连接管112相抵。第一安装管41和第一插装管43同轴设置。第一插装管43从第一安装管41靠近第一连接管112的一端轴向伸出。第一插装管43插入到第一连接管112中,第一插装管43的外周面与第一连接管112的内周面相抵。第一连接管112的内孔为台阶孔,该台阶孔的大直径段靠近第一流道转换接头4,第一插装管43插入到该台阶孔的大直径段内。第一插装管43上可以套设一个或多个密封圈,密封圈用于密封第一插装管43与第一连接管112之间的缝隙。

    第一支架42可以构造为弯支架。第一支架42的一端连接于第一安装管41的内周面。第一支架42的另一端向背离骨架11的方向延伸。第一支架42背离骨架11的一端与第一钻铤12同轴设置。

    水力发电机组6包括发电机61以及涡轮62。水力发电机组6设置在第一钻铤12的流道内。发电机61设置在第一支架42背离骨架11的一端的端部上。发电机61的主轴向背离第一支架42的方向延伸,且该主轴与第一钻铤12同轴设置。涡轮62套设在该主轴上。当第一钻铤12的流道内具有流动的流体时,该流体可以带动涡轮62转动,涡轮62进而带动发电机61的主轴转动。发电机61的主轴转动时发电机61能将机械能转换电能输出。第一钻铤12内的流体例如可以是钻井液。

    第一流道转换接头4上设置有第一接头过线通道44。第一接头过线通道44设置在第一流道转换接头4的壁面内。第一接头过线通道44在第一安装管41的管壁内从第一安装管41与第一连接管112相抵的一端延伸到第一支架42处,然后在第一支架42内从第一支架42连接于第一安装管41的一端延伸到第一支架42连接于发电机61的一端。在第一安装管41与第一连接管112相抵的一端,第一接头过线通道44与第一骨架过线通道116背离第一容纳槽114的端部相对齐。这样,第一接头过线通道44和第一骨架过线通道116相接通。

    如图4所示,第二流道转换接头5包括第二安装管51、第二插装管53和第二支架52。第二安装管51设置在第二钻铤13内,且位于第二钻铤13靠近骨架11的二端。第二安装管51的外周面与第二钻铤13的内周面相抵。第二安装管51的一端面与第二连接管113相抵。第二安装管51和第二插装管53同轴设置。第二插装管53从第二安装管51靠近第二连接管113的一端轴向伸出。第二插装管53插入到第二连接管113中,第二插装管53的外周面与第二连接管113的内周面相抵。第二连接管113的内孔为台阶孔,该台阶孔的大直径段靠近第二流道转换接头5,第二插装管53插入到该台阶孔的大直径段内。第二插装管53上可以套设二个或多个密封圈,密封圈用于密封第二插装管53与第二连接管113之间的缝隙。

    第二支架52可以构造为弯支架。第二支架52的一端连接于第二安装管51的内周面。第二支架52的另一端向背离骨架11的方向延伸。第二支架52背离骨架11的二端与第二钻铤13同轴设置。

    脉冲发生器7设置在第二钻铤13的流道内。脉冲发生器7安装在第二支架52背离骨架11的一端的端部上。脉冲发生器7包括定子和转子。第二钻铤13内的流体经过秒冲发生器时,转子剪切流体,利用流体的水锤效应,产生压力波,压力波沿着钻柱内部的流体向来流相反方向向地面传播,地面的检测设备检测压力波后能根据该压力波获得井下测量信息。

    如图8所示,第二流道转换接头5上设置有第二接头过线通道54。第二接头过线通道54设置在第二流道转换接头5的壁面内。第二接头过线通道54在第二安装管51的管壁内从第二安装管51与第二连接管113相抵的二端延伸到第二支架52处,然后在第二支架52内从第二支架52连接于第二安装管51的一端延伸到第二支架52连接于脉冲发生器7的一端。在第二安装管51与第二连接管113相抵的一端,第二接头过线通道54与第二骨架过线通道117背离第一容纳槽114的端部相对齐。这样,第二接头过线通道54和第二骨架过线通道117相接通。

    电路板组件100包括第一电路板101。第一电路板101可以是直条形。第一电路板101设置在第一容纳槽114内。

    第一线路24沿第一骨架过线通道116和第一接头过线通道44延伸。第一线路24的两端分别连接第一电路板101和水力发电机组6。第二线路25沿第二骨架过线通道117和第二接头过线通道54延伸。第二线路25的两端分别连接第一电路板101和脉冲发生器7。

    第一电路板101上具有整流稳压电路、脉冲发生器控制电路和通讯电路。水力发电机组6作为系统的电源,通过第一线路24将电流输送到第一电路板101上。第一电路板101上的整流稳压电路对电流进行整流稳压。第一电路板101上的脉冲发生器控制电路通过第二线路25向脉冲发生器7发送控制信号,以驱动脉冲发生器7的工作。

    在本实施例中,将水力发电机组6和脉冲发生器7集成在一个井下工具上可以大大缩减为脉冲发生器7供电的供电线缆的长度,降低水力发电机组6为脉冲发生器7供电时产生的线损,提升供电效率。同时,现有技术中将水力发电机组6和脉冲发生器7分别设置在两个不同的短节中而通过钻柱内的一根总线进行通讯和供电,这两者之间的通讯可能会受到总线电流的干扰的设计,而本实施例中将水力发电机组6和脉冲发生器7设置在同一个管体1(短节)内并通过管体1内的电路板组件100直接建立通讯连接,降低了通讯受到干扰的可能性。

    在一个示意性实施例中,井下工具还包括第一连接套103和第二连接套104。第一连接套103和第二连接套104均为圆筒状。

    如图3所示,第一连接套103的两端分别插入到第一接头过线通道44和第一骨架过线通道116相互靠近的一端内。第一线路24穿过第一连接套103。如图8所示,第二连接套104的两端分别插入到第二接头过线通道54和第二骨架过线通道117相互靠近的一端内。第二线路25穿过第二连接套104。

    第一连接套103能防止水从第一流道转换接头4与骨架11之间的缝隙进入到第一接头过线通道44和第一骨架过线通道116内。第二连接套104能防止水从第二流道转换接头5与骨架11之间的缝隙进入到第二接头过线通道54和第二骨架过线通道117内。

    在一个示意性实施例中,第一连接套103的两端均套装有密封圈。第一连接套103两端的密封圈能分别密封第一连接套103的外周面分别与第一接头过线通道44的内壁和第一骨架过线通道116的内壁之间的间隙。这样设置能进一步加强第一连接套103的密封效果。

    第二连接套104的两端均套装有密封圈。第二连接套104两端的密封圈能分别密封第二连接套104的外周面分别与第二接头过线通道54的内壁和第二骨架过线通道117的内壁之间的间隙。这样设置能进一步加强第二连接套104的密封效果。

    在一个示意性实施例中,如图3、4所示,骨架11还包括定位部119。定位部119从主体管111的外周面径向向外凸出。定位部119可以是绕主体管111的环形凸起。定位部119可以是位于主体管111的中部。第一容纳槽114夹位于定位部119靠近第一钻铤12的一侧。第一保护筒105夹设在定位部119的和第一钻铤12之间而不能轴向移动。

    这样设计方便将第一电路板101安装到第一容纳槽114内。即在组装时只需要先将第一电路板101放置到第一容纳槽114内,然后将第一保护筒105套装在骨架11的主体管111上,最后将第一钻铤12安装在骨架11的第一连接管112上。

    在一个示意性实施例中,井下工具还包括第一安装座3a、第一外接头8a和总线线路2。总线线路2包括第一段总线21。

    在本实施例中,第一安装座3a设置在第一钻铤12的流道内。第一安装座3a设置在第一钻铤12背离骨架11的一端,且靠近这一端的端部。

    如图2、8所示,第一安装座3a包括第一安装筒31a、第一支撑架34a和第一导流件33a。第一安装筒31a为圆筒形,第一安装筒31a的外周面与第一钻铤12的内周面相抵。第一安装筒31a与第一钻铤12同轴设置。第一导流件33a为圆柱形。第一导流件33a朝向骨架11的一端在靠近骨架11的方向上直径逐渐减小。第一安装筒31a与第一导流件33a同轴设置,第一支架42的相对两侧分别连接第一安装筒31a和第一导流件33a。第一支架42可以设置两个,两个第一支架42分别设置在第一导流件33a的相对两侧。第一导流件33a和第一安装筒31a之间的空隙构成流体通道。

    第一外接头8a设置在第一导流件33a背离骨架11的一端。第一外接头8a的接口朝向背离骨架11的一端。第一段总线21的两端分别连接第一外接头8a和第一电路板101。

    第一段总线21包括第一骨架总线(图中未示出)、第一滑环装置216、第一钻铤总线211、第一插头213、第一插座214和第一导流总线215。如图6所示,第一滑环装置216包括第一外滑环218和第一内滑环217。第一外滑环218呈圆环形。第一外滑环218固定在第一钻铤12内且与第一钻铤12同轴设置。第一外滑环218的外周面与第一钻铤12的内周面相抵。第一外滑环218设置在第一钻铤12靠近骨架11的一端。第一外滑环218的内周面上设置有环形的触点。第一外滑环218与第一钻铤12之间绝缘。

    第一内滑环217呈圆环形。第一内滑环217套装在骨架11的第一连接管112上,第一内滑环217的内周面与第一连接管112的外周面相抵。第一内滑环217可以设置在第一连接管靠近主体管111的一端上。第一内滑环217的外周面上设置有触点。第一内滑环217与骨架11之间绝缘。

    在第一钻铤12与骨架11之间安装到位后,第一外滑环218套在第一内滑环217上。只需要将第一外滑环218套在第一内滑环217上,第一外滑环218的触点与第一内滑环217的触点能相互接触,即可实现第一内滑环217和第一外滑环218之间的电连接。

    第一骨架总线的两端分别连接第一内滑环217和第一电路板101。第一骨架总线可以是设置在第一保护筒105和骨架11之间的间隙内,从第一容纳槽114的第一电路板101延伸到第一内滑环217。

    第一钻铤12的管壁内设置有第一钻铤过线通道121和第一通孔128。第一钻铤过线通道121在第一钻铤12的管壁内从第一外滑环218延伸到第一安装座3a附近。第一通孔128从第一钻铤过线通道121延伸到第一安装座3a。

    如图2所示,第一安装座3a上设置有第一安装孔35a。第一安装孔35a从第一导流件33a的中部依次贯穿第一支撑架34a和第一安装筒31a。第一安装孔35a朝外的一端与第一通孔128相互对齐。

    第一导流件33a中还设置有从第一安装孔35a朝内的一端延伸到第一外接头8a的第一导流过线通道32a。

    第一插座214安装在第一安装座3a的第一安装孔35a内。第一导流总线215沿第一导流过线通道32a延伸,第一导流总线215的两端分别连接第一外接头8a和第一插座214。第一钻铤总线211沿第一钻铤过线通道121延伸,第一钻铤总线211的两端分别连接第一外滑环218和第一插头213。第一插头213插装在第一插座214上。

    这样,第一电路板101、第一骨架总线、第一滑环装置216、第一钻铤总线211、第一插头213、第一插座214、第一导流总线215和第一外接头8a依次连接在一起,使得第一电路板101与第一外接头8a之间形成电连接。即第一段总线21将第一外接头8a和第一电路板101连接在一起。第一电路板101可以将电力上载到第一段总线21上。

    第一外接头8a用于外接井下工具上方的钻柱中的总线。井下工具能通过第一外接头8a向位于该井下工具上方的仪器供电和通讯,以及与地面上连接该总线线路2的数据采集系统进行通讯。

    在一个示意性的实施例中,如图3所示,第一钻铤12上还设置有第一凹槽122和第一容线槽123。第一钻铤12的外周面径向向内凹陷形成第一凹槽122,第一凹槽122的底面径向向内凹陷形成第一容线槽123。第一通孔128从第一凹槽122的底面延伸到第一钻铤12的内周面。第一钻铤过线通道121延伸到第一凹槽122的底部且通过第一容线槽123与第一通孔128相接通。第一容线槽123可以容纳第一钻铤总线211焊接在第一插头213上的焊线。

    井下工具还包括第一盖板126。第一盖板126嵌入在第一凹槽122内,封堵住第一凹槽122。

    这样,在组装井下工具时,第一盖板126先不封堵第一凹槽122,在将第一安装座3a安装到位后,再将第一钻铤总线211焊接在第一插头213上,然后将第一插头213插装到第一插座214上,最后将第一盖板126嵌入到第一凹槽122中,即完成第一插头213和第一插座214的插接装配。

    在一个示意性实施例中,第一钻铤12的外周面径向向内凹陷形成第二凹槽124,第二凹槽124的底面径向向内凹陷形成第二容线槽125。第一钻铤过线通道121穿过该第二容线槽125。第二容线槽125可以容纳部分第一钻铤总线211。

    井下工具还包括第二盖板127。第二盖板127嵌入在第二凹槽124内,封堵住第二凹槽124。

    在一个示意性实施例中,如图4所示,电路板组件100还包括第二电路板102。第二电路板102可以是通讯电路板。第二电路板102上可以设置通讯电路。第二电路板102可以设置成直条形。电子舱10还包括第二保护筒106。

    主体管111的外周面径向向内凹陷形成第二容纳槽115。第二容纳槽115位于定位部119靠近第二钻铤13的一侧。第二保护筒106套装在主体管111上,且位于定位部119与第二钻铤13之间。第二保护筒106夹设于定位部119与第二钻铤13之间而不能轴向移动。第二保护筒106覆盖第二容纳槽115,且密封第二容纳槽115的开口。

    这样设计方便将第二电路板102安装到第二容纳槽115内。即在组装时只需要先将第二电路板102放置到第二容纳槽115内,然后将第二保护筒106套装在骨架11的主体管111上,最后将第二钻铤13安装在骨架11的第二连接管113上。

    在一个示意性的实施例中,如图5、8所示,井下工具还包括第二安装座3b、第二外接头8b。总线线路2还包括第二段总线22。

    在本实施例中,第二安装座3b设置在第二钻铤13的流道内。第二安装座3b设置在第二钻铤13背离骨架11的一端,且靠近这一端的端部。

    第二安装座3b包括第二安装筒31b、第二支撑架34b和第二导流件33b。第二安装筒31b为圆筒形,第二安装筒31b的外周面与第二钻铤13的内周面相抵。第二安装筒31b与第二钻铤13同轴设置。第二导流件33b为圆柱形。第二导流件33b朝向骨架11的一端在靠近骨架11的方向上直径逐渐减小。第二安装筒31b与第二导流件33b同轴设置,第二支架52的相对两侧分别连接第二安装筒31b和第二导流件33b。第二支架52可以设置两个,两个第二支架52分别设置在第二导流件33b的相对两侧。第二导流件33b和第二安装筒31b之间的空隙构成流体通道。

    第二外接头8b设置在第二导流件33b背离骨架11的一端。第二外接头8b的接口朝向背离骨架11的一端。第二段总线22的两端分别连接第二外接头8b和第二电路板102。

    第二段总线22包括第二骨架总线(图中未示出)、第二滑环装置226、第二钻铤总线131、第二插头223、第二插座224和第二导流总线225。第二滑环装置226包括第二外滑环228和第二内滑环227。第二外滑环228呈圆环形。第二外滑环228固定在第二钻铤13内且与第二钻铤13同轴设置。第二外滑环228的外周面与第二钻铤13的内周面相抵。第二外滑环228设置在第二钻铤13靠近骨架11的一端。第二外滑环228的内周面上设置有环形的触点。第二外滑环228与第二钻铤13之间绝缘。

    第二内滑环227呈圆环形。第二内滑环227套装在骨架11的第二连接管113上,第二内滑环227的内周面与第二连接管113的外周面相抵。第二内滑环227可以设置在第二连接管靠近主体管111的一端上。第二内滑环227的外周面上设置有触点。第二内滑环227与骨架11之间绝缘。

    在第二钻铤13与骨架11之间安装到位后,第二外滑环228套在第二内滑环227上。只需要将第二外滑环228套在第二内滑环227上,第二外滑环228的触点与第二内滑环227的触点能相互接触,即可实现第二内滑环227和第二外滑环228之间的电连接。

    第二骨架总线的两端分别连接第二内滑环227和第二电路板102。第二骨架总线可以是设置在第二保护筒106和骨架11之间的间隙内,从第二容纳槽115的第二电路板102延伸到第二内滑环227。

    第二钻铤13的管壁内设置有第二钻铤过线通道131和第二通孔138。第二钻铤过线通道131在第二钻铤13的管壁内从第二外滑环228延伸到第二安装座3b附近。第二通孔138从第二钻铤过线通道131延伸到第二安装座3b。

    第二安装座3b上设置有第二安装孔35b。第二安装孔35b从第二导流件33b的中部依次贯穿第二支撑架34b和第二安装筒31b。第二安装孔35b朝外的一端与第二通孔138相互对齐。

    第二导流件33b中还设置有从第二安装孔35b朝内的一端延伸到第二外接头8b的第二导流过线通道32b。

    第二插座224安装在第二安装座3b的第二安装孔35b内。第二导流总线225沿第二导流过线通道32b延伸,第二导流总线225的两端分别连接第二外接头8b和第二插座224。第二钻铤总线131沿第二钻铤过线通道131延伸,第二钻铤总线131的两端分别连接第二外滑环228和第二插头223。第二插头223插装在第二插座224上。

    这样,第二电路板102、第二骨架总线、第二滑环装置226、第二钻铤总线131、第二插头223、第二插座224、第二导流总线225和第二外接头8b依次连接在一起,使得第二电路板102与第二外接头8b之间形成电连接。即第二段总线22将第二外接头8b和第二电路板102连接在一起。

    第二外接头8b可以外接位于该井下工具下方的钻具中的总线。井下工具能通过第二外接头8b向位于该井下工具下方的仪器供电和通讯。

    在一个示意性的实施例中,如图5所示,第二钻铤13上还设置有第三凹槽132和第三容线槽133。第二钻铤13的外周面径向向内凹陷形成第三凹槽132,第三凹槽132的底面径向向内凹陷形成第三容线槽133。第二通孔138从第三凹槽132的底面延伸到第二钻铤13的内周面。第二钻铤过线通道131延伸到第三凹槽132的底部且通过第三容线槽133与第二通孔138相接通。第三容线槽133可以容纳第二钻铤总线131焊接在第二插头223上的焊线。

    井下工具还包括第三盖板136。第三盖板136嵌入在第三凹槽132内,封堵住第三凹槽132。

    这样,在组装井下工具时,第三盖板136先不封堵第三凹槽132,在将第二安装座3b安装到位后,再将第二钻铤总线131焊接在第二插头223上,然后将第二插头223插装到第二插座224上,最后将第三盖板136嵌入到第三凹槽132中,即完成第二插头223和第二插座224的插接装配。

    在一个示意性实施例中,第二钻铤13的外周面径向向内凹陷形成第四凹槽124,第四凹槽124的底面径向向内凹陷形成第四容线槽135。第二钻铤过线通道131穿过该第四容线槽135。第四容线槽135可以容纳部分第二钻铤总线131。

    井下工具还包括第四盖板136。第四盖板136嵌入在第四凹槽124内,封堵住第四凹槽124。

    在一个示意性实施例中,主体管111的管壁内还设置有第三骨架过线通道118。第三骨架过线通道118从第二容纳槽115延伸到第二骨架过线通道117。第三骨架过线通道118和第二骨架过线通道117将第一容纳槽114和第二容纳槽115相互连通起来。

    总线线路2还包括第三段总线23。第三段总线23两端分别连接第一段总线21和第二段总线22。

    第三段总线23从第一容纳槽114沿着第二骨架过线通道117延伸到第三骨架过线通道118,再沿着第三骨架过线通道118延伸到第二容纳槽115上。在第一容纳槽114内,第一段总线21和第三段总线23连接在一起。在第二容纳槽115内,第二段总线22和第三段总线23连接在一起。这样,第一段总线21、第二段总线22和第三段总线23将第一外接头8a和第二外接头8b连接起来,能通过总线线路2实现双向通讯。

    在一个示意性的实施例中,如图5所示,该井下工具还包括连接短节9。该连接短节9包括筒形的壳体91、第三安装座94、转换接头92和适配短节93。壳体91的一端连接于第二钻铤13背离骨架11的一端。壳体91与第二钻铤13之间可以是螺纹连接。

    第三安装座94、转换接头92和适配短节93均设置在壳体91内。第三安装座94连接于壳体91的内壁。转换接头92和适配短节93设置在第三安装座94上。转换接头92和适配短节93均与壳体91同轴设置。转换接头92的一端插装在第二外接头8b上,转换接头92的另一端安装在适配短节93上。转换接头92和适配短节93之间可以螺纹连接。适配短节93可以外接位于该井下工具下方的钻具中的总线。井下工具能通过适配短节93向位于该井下工具下方的仪器供电和通讯。

    本申请描述了多个实施例,但是该描述是示例性的,而不是限制性的,并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合,并在具体实施方式中进行了讨论,但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外,任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用,或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

    本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合,以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合,以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此,应当理解,在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此,除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外,实施例不受其它限制。此外,可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

    此外,在描述具有代表性的实施例时,说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而,在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上,该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的,其它的步骤顺序也是可能的。因此,说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外,针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤,本领域技术人员可以容易地理解,这些顺序可以变化,并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。


    技术特征:

    1.一种井下工具,其特征在于,包括:

    筒形的管体,包括从所述管体的一端延伸到另一端的内流道;

    电路板组件,设置在所述管体的管壁内;

    第一流道转换接头,设置在所述内流道内;

    水力发电机组,设置在所述第一流道转换接头上;

    第一线路,在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第一转换接头,再贯穿所述第一转换接头延伸到所述水力发电机组;

    第二流道转换接头,设置在所述内流道内;

    脉冲发生器,设置在所述第二流道转换接头上;

    第二线路,在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第二转换接头,再贯穿所述第二转换接头延伸到所述脉冲发生器。

    2.根据权利要求1所述的井下工具,其特征在于,所述井下工具还包括:

    第一安装座,设置在所述内流道内且靠近所述内流道一端的端部;

    第一外接头,安装在所述第一安装座上,其接口朝外;以及

    总线线路,包括

    第一段总线,在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第一安装座,再贯穿所述第一安装座而延伸到所述第一外接头上。

    3.根据权利要求2所述的井下工具,其特征在于,所述井下工具还包括:

    第二安装座,设置在所述内流道内且靠近所述内流道另一端的端部;以及

    第二外接头,安装在所述第二安装座上,其接口朝外;

    所述总线线路还包括第二段总线,所述第二段总线在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第二安装座,再贯穿所述第二安装座而延伸到所述第二外接头。

    4.根据权利要求3所述的井下工具,其特征在于,所述总线线路还包括第三段总线,所述第三段总线的两端分别连接第一段总线和第二段总线。

    5.根据权利要求4所述的井下工具,其特征在于,所述管体包括电子舱;

    所述电子舱包括

    筒形的骨架,设置有轴向延伸的流道、设置在外周壁上的第一容纳槽以及从所述第一容纳槽延伸到骨架一端的第一骨架过线通道;

    第一保护筒,套装在所述骨架上,并覆盖所述第一容纳槽;

    所述电路板组件包括设置在所述第一容纳槽内且连接于所述第一线路和所述第二线路的第一电路板,所述第一流道转换接头上设置有第一接头过线通道,所述第一接头过线通道从与所述第一骨架过线通道背离所述第一容纳槽的端部相对齐的位置延伸到所述水力发电机组;

    所述第一线路沿着所述第一骨架过线通道和所述第一接头过线通道延伸。

    6.根据权利要求5所述的井下工具,其特征在于,骨架还设置有从所第一容纳槽延伸到骨架另一端的第二骨架过线通道;

    所述第二流道转换接头上设置有第二接头过线通道,所述第二接头过线通道从与第二骨架过线通道背离所述第一容纳槽的端部相对齐的位置延伸到所述脉冲发生器;

    所述第二线路沿着所述第二骨架过线通道和所述第二接头过线通道延伸。

    7.根据权利要求6所述的井下工具,其特征在于,所述井下工具还包括第一连接套和第二连接套;

    所述第一连接套的两端分别插入到所述第一接头过线通道和所述第一骨架过线通道相互靠近的一端,所述第一线路穿过所述第一连接套;

    所述第二连接套的两端分别插入到所述第二接头过线通道和所述第二骨架过线通道相互靠近的一端,所述第二线路穿过所述第二连接套。

    8.根据权利要求5所述的井下工具,其特征在于,所述第一段总线包括第一骨架总线、第一滑环装置和第一钻铤总线;

    所述管体还包括:

    第一钻铤,套装在骨架的一端;

    第一滑环装置包括套装在所述骨架上的第一内滑环以及套在所述第一内滑环上且外周面抵接于第一钻铤的内周面的第一外滑环;

    所述第一骨架总线的两端分别连接于所述第一电路板和所述第一内滑环;

    所述第一钻铤还设置有从所述第一内滑环延伸到所述第一安装座附近的第一钻铤过线通道;

    所述第一钻铤总线沿所述第一钻铤过线通道延伸,所述第一钻铤总线的一端连接于所述第一外滑环。

    9.根据权利要求8所述的井下工具,其特征在于,所述第一段总线还包括第一插头、第一插座和第一导流总线;

    所述第一安装座包括设置在所述第一钻铤内且与所述第一钻铤同轴的第一安装筒,与所述第一安装筒同轴设置的第一导流件以及连接所述第一安装筒和所述第一导流件的第一支撑架;

    所述第一外接头设置在所述第一导流件背离所述骨架的一端;

    所述第一钻铤的管壁内还设置有连通于所述第一钻铤过线通道的第一通孔;

    所述第一安装座上设置有容纳所述第一插座的第一安装孔,所述第一安装孔从所述第一导流件的中部依次贯穿所述第一支撑架和所述第一安装筒而与所述第一通孔相接通;

    所述第一导流件内还设置有从第一外接头延伸到所述第一安装孔的第一导流过线通道;

    所述第一钻铤总线的另一端连接于所述第一插头,所述第一插头穿过所述第一通孔而插装到所述第一插座上,所述第一导流总线沿所述第一导流过线通道延伸,所述第一导流总线的两端分别连接所述第一外接头和所述第一插座。

    10.根据权利要求8所述的井下工具,其特征在于,所述骨架的外周壁上还设置有第二容纳槽以及设置骨架的管壁内的第三骨架过线通道;

    第三骨架过线通道从所述第二容纳槽延伸到所述第二骨架过线通道;

    所述第三段总线从所述第一容纳槽沿着所述第二骨架过线通道延伸到所述第三骨架过线通道;

    所述电子舱还包括第二保护筒,套装在所述骨架上,并覆盖所述第二容纳槽;

    所述电路板组件还包括设置在所述第二容纳槽内的第二电路板;

    所述第二段总线包括第二骨架总线、第二滑环装置和第二钻铤总线;

    所述管体还包括:

    第二钻铤,套装在骨架的另一端;

    第二滑环装置包括套装在所述骨架上的第二内滑环以及套在所述第二内滑环上且外周面抵接于第二钻铤的内周面的第二外滑环;

    所述第二骨架总线的两端分别连接于所述第二电路板和所述第二内滑环;

    所述第二钻铤还设置有从所述第二内滑环延伸到所述第二安装座附近的第一钻铤过线通道;

    所述第二钻铤总线沿所述第二钻铤过线通道延伸,所述第二钻铤总线的一端连接于所述第二外滑环。

    11.根据权利要求10所述的井下工具,其特征在于,所述第二段总线还包括第二插头、第二插座和第二导流总线;

    所述第二安装座包括设置在所述第二钻铤内且与所述第二钻铤同轴的第二安装筒,与所述第二安装筒同轴设置的第二导流件以及连接所述第二安装筒和所述第二导流件的第二支撑架;

    所述第二外接头设置在所述第二导流件背离所述骨架的一端;

    所述第二钻铤的管壁内还设置有连通于所述第二钻铤过线通道的第二通孔;

    所述第二安装座上设置有容纳所述第二插座的第二安装孔,所述第二安装孔从所述第二导流件的中部依次贯穿所述第二支撑架和所述第二安装筒而与所述第二通孔相接通;

    所述第二导流件内还设置有从第一外接头延伸到所述第二安装孔的第二导流过线通道;

    所述第二钻铤总线的另一端连接于所述第二插头,所述第二插头穿过所述第二通孔而插装到所述第二插座上,所述第二导流总线沿所述第二导流过线通道延伸,所述第二导流总线的两端分别连接所述第二外接头和所述第二插座。

    技术总结
    一种井下工具,其包括:筒形的管体,包括从所述管体的一端延伸到另一端的内流道;电路板组件,设置在所述管体的管壁内;第一流道转换接头,设置在所述内流道内;水力发电机组,设置在所述第一流道转换接头上;第一线路,在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第一转换接头,再贯穿所述第一转换接头延伸到所述水力发电机组;第二流道转换接头,设置在所述内流道内;脉冲发生器,设置在所述第二流道转换接头上;第二线路,在所述管体的管壁内从所述电路板组件延伸到所述第二转换接头,再贯穿所述第二转换接头延伸到所述脉冲发生器。这种井下工具线损小,抗干扰能力强。

    技术研发人员:王智明;菅志军;邵天宇;王红亮;张峥;郑春;肖通;李国梁;赵宏宇;肖雷雷
    受保护的技术使用者:中国海洋石油集团有限公司;中海油田服务股份有限公司
    技术研发日:2020.11.18
    技术公布日:2021.03.12

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