具有脉冲发电机的随钻井底压力监测装置
技术领域
本发明涉及随钻井底参数监测装置技术领域,是一种具有脉冲发电机的随钻井底压力监测装置。
背景技术
泥浆脉冲随钻井底压力监测***(PWD)技术目前已经广泛应用于欠平衡钻井作业中,由于其可以及时地获得正确的井底压力数据,根据该数据可有效地保护和发现油气层,真正满足了油田勘探开发部门对油气储层科学、准确地识别和评价的工艺技术要求。目前,随钻井底压力监测***(PWD)(随钻井底参数监测装置)主要受到井眼尺寸和钻具尺寸的限制,只能携带数量有限的高能锂电池组为随钻仪器和工具提供电源,不能支持较大功耗的井下随钻仪器和工具***长时间的工作,不能有效地完成一个钻头的钻进周期,只能被迫提前起钻,由此反复钻进和提钻,在经济和时间上造成了极大的的浪费,工作效率低,严重影响了钻井的工作周期。
发明内容
本发明提供了一种具有脉冲发电机的随钻井底压力监测装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有随钻井底参数监测装置在钻井测井过程中存在的未能支持较大功耗的井下随钻仪器和工具长时间工作的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种具有脉冲发电机的随钻井底压力监测装置,包括UP短节、UPU短节、电路短节、电路接头、连接短节、脉冲发生器总成、发电机总成、控制电路装置和传感器总成,UP短节的下部外侧与UPU短节的上部内侧固定在一起,UPU短节的下部外侧与电路短节的上部内侧固定在一起,电路短节的下部内侧与电路接头的上部外侧固定在一起,电路接头的下部内侧与连接短节的上部外侧固定在一起,在UP短节的中部内侧固定有第一扶正器,在第一扶正器上分布有纵向贯通的第一扶正孔,脉冲发生器总成的中部固定在第一扶正器内侧,在第一扶正器的上端固定有限流环承座,脉冲发生器总成的上部位于限流环承座内,在限流环承座与脉冲发生器总成之间有间距,在脉冲发生器总成外侧与UP短节内侧之间有间距,在UPU短节上部内侧固定有下调整套,在下调整套内侧与发电机总成之间有间距,脉冲发生器总成的下部与发电机总成的上部固定在一起,在发电机总成外侧与UPU短节内侧之间有间距,在电路短节的上部内侧固定有上流道连通器,发电机总成的下部与上流道连通器的上部固定在一起,在上流道连通器上分布有纵向贯通的上连通孔,在电路短节的中部外侧固定安装有至少一个的上电路板,在电路短节轴向有与上连通孔相通的轴向孔,在电路短节的下部内侧固定有下流道连通器,在下流道连通器上分布有纵向贯通的下连通孔,下连通孔与轴向孔相通,控制电路装置的上部与下流道连通器的下部固定在一起,控制电路装置的下部位于电路接头内侧,在控制电路装置外侧与电路接头内侧之间有间距,在控制电路装置的下部固定有传感器总成,在电路接头上有与传感器总成对应的传感装置,在传感器总成的下部固定有打捞头,发电机总成与上电路板电连接在一起,上电路板与控制电路装置电连接在一起,控制电路装置与传感器总成电连接在一起,脉冲发生器总成与控制电路装置电连接在一起,在UP短节上部有内螺纹或外螺纹,在连接短节下部有内螺纹或外螺纹。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述发电机总成可包括控制阀和安装接头,在控制阀下部和安装接头上部之间固定安装有支撑套,在支撑套外侧安装有涡轮,在控制阀上有上下贯通的第一安装孔,在安装接头上有上下贯通的第三安装孔,在支撑套上有均与第一安装孔和第三安装孔相通的第二安装孔,脉冲发生器总成包括主阀和脉冲头,脉冲头的下部与主阀的上部固定安装在一起,在主阀的中部有与第一安装孔相通的脉冲孔,在主阀的中部外侧固定有保护套,主阀的下部与控制阀的上部固定安装在一起,上流道连通器与安装接头通过上旋转插头固定安装在一起,在上流道连通器有呈L型的上旋转孔,在电路短节外侧有与上旋转孔相通的上连接孔,在上连接孔外侧固定安装有上保护板,在第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、脉冲孔内均安装有至少两股上导线,一股上导线的一端与主阀的电连接端电连接在一起,另一股上导线的一端与控制阀的电连接端电连接在一起,所有上导线的另一端与上旋转插头电连接在一起,在上旋转孔和上连接孔内均安装有至少两股下导线,所有下导线的一端与上旋转插头电连接在一起,一股下导线的另一端与上电路板电连接在一起,另一股下导线的另一端与控制电路装置电连接在一起。
上述控制电路装置可包括控制电路安装套,控制电路安装套的上部与下流道连通器的下部通过下旋转插头固定安装在一起,在控制电路安装套内固定安装有下电路板,下电路板与下旋转插头电连接在一起,在下流道连通器有呈L型的下旋转孔,在电路短节外侧有与下旋转孔相通的下连接孔,在下连接孔外侧固定安装有下保护板,在下旋转孔和下连接孔内至少安装有有至少两股传导导线,所有传导导线的一端与下旋转插头电连接在一起,一股传导导线的另一端与上电路板电连接在一起,另一股传导导线的另一端与上旋转插头电连接在一起。
上述传感器总成可包括传感安装套、温度传感器和压力传感器,传感装置包括中空螺丝,温度传感器和压力传感器固定安装在传感安装套内,温度传感器和压力传感器分别与下电路板电连接在一起,在传感安装套上沿圆周分布有至少一个的传压孔,在PW外壳上沿圆周分布有径向安装孔,在径向安装孔内固定安装有中空螺丝,在中空螺丝上有与径向安装孔相通的内孔。
上述限流环承座上端的UP短节内侧可有限位凹槽,在限位凹槽内固定安装有卡簧,在第一扶正器与限流环承座之间固定安装有调整套,在调整套内侧与脉冲发生器总成外侧之间有间距,在UPU短节下部内侧固定安装有工具面扶正器,在工具面扶正器上有与第一扶正孔相通的工具扶正通孔,发电机总成的下部固定安装在工具面扶正器的内侧,在下调整套与工具面扶正器之间固定安装有流管,在流管内侧与发电机总成外侧之间有间距,在电路接头上部内侧固定安装有第三扶正器,在第三扶正器上分布有与下连通孔相通的第三扶正孔,控制电路装置的上部固定安装在第三扶正器的内侧。
上述电路短节的中部外侧沿圆周可分布有至少一个的电路槽,在电路槽内固定安装有上电路板,在电路槽的外侧固定安装有电路盖板。
上述 UP短节的下部外侧与UPU短节的上部内侧可通过螺纹固定安装在一起,UPU短节的下部外侧与电路短节的上部内侧通过螺纹固定安装在一起,电路短节的下部内侧与电路接头的上部外侧通过螺纹固定安装在一起,电路接头的下部内侧与连接短节的上部外侧通过螺纹固定安装在一起,在UP短节的上部有内螺纹,在连接短节下部有外螺纹;或/和,在UP短节与限流环承座之间固定安装有至少一道密封圈,在电路短节与上流道连通器之间固定安装有至少一道密封圈,在电路短节与下流道连通器之间固定安装有至少一道密封圈,在电路接头与传感器总成之间固定安装有至少一道密封圈。
本发明结构合理而紧凑,使用方便,其在钻井测井过程中,发电机总成的设置能够为控制电路装置和传感器总成提供电源,能够支持较大功耗的井下随钻仪器和工具长时间工作,为有效地完成一个钻头的钻进周期提供电力基础,缩短了钻井周期,提高了工作效率。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例上半部分的主视局部剖视结构示意图。
附图2为本发明最佳实施例下半部分的主视局部剖视结构示意图。
附图中的编码分别为:1为UP短节,2为UPU短节,3为电路短节,4为电路接头,5为连接短节,6为第一扶正器,7为第一扶正孔,8为限流环承座,9为下调整套,10为电路盖板,11为上流道连通器,12为上连通孔,13为轴向孔,14为下流道连通器,15为下连通孔,16为打捞头,17为控制阀,18为安装接头,19为支撑套,20为涡轮,21为第一安装孔,22为第二安装孔,23为第三安装孔,24为主阀,25为脉冲头,26为脉冲孔,27为保护套,28为上旋转插头,29为上旋转孔,30为上保护板,31为控制电路安装套,32为下旋转插头,33为下旋转孔,34为下保护板,35为传感安装套,36为温度传感器和压力传感器,37为传压孔,38为中空螺丝,39为卡簧,40为调整套,41为工具面扶正器,42为工具扶正通孔,43为流管,44为第三扶正器,45为第三扶正孔,46为密封圈。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2所示,该具有脉冲发电机的随钻井底压力监测装置包括UP短节1、UPU短节2、电路短节3、电路接头4、连接短节5、脉冲发生器总成、发电机总成、控制电路装置和传感器总成,UP短节1的下部外侧与UPU短节2的上部内侧固定在一起,UPU短节2的下部外侧与电路短节3的上部内侧固定在一起,电路短节3的下部内侧与电路接头4的上部外侧固定在一起,电路接头4的下部内侧与连接短节5的上部外侧固定在一起,在UP短节1的中部内侧固定有第一扶正器6,在第一扶正器6上分布有纵向贯通的第一扶正孔7,脉冲发生器总成的中部固定在第一扶正器6内侧,在第一扶正器6的上端固定有限流环承座8,脉冲发生器总成的上部位于限流环承座8内,在限流环承座8与脉冲发生器总成之间有间距,在脉冲发生器总成外侧与UP短节1内侧之间有间距,在UPU短节2上部内侧固定有下调整套9,在下调整套9内侧与发电机总成之间有间距,脉冲发生器总成的下部与发电机总成的上部固定在一起,在发电机总成外侧与UPU短节2内侧之间有间距,在电路短节3的上部内侧固定有上流道连通器11,发电机总成的下部与上流道连通器11的上部固定在一起,在上流道连通器11上分布有纵向贯通的上连通孔12,在电路短节3的中部外侧固定安装有至少一个的上电路板,在电路短节3轴向有与上连通孔12相通的轴向孔13,在电路短节3的下部内侧固定有下流道连通器14,在下流道连通器14上分布有纵向贯通的下连通孔15,下连通孔15与轴向孔13相通,控制电路装置的上部与下流道连通器14的下部固定在一起,控制电路装置的下部位于电路接头4内侧,在控制电路装置外侧与电路接头4内侧之间有间距,在控制电路装置的下部固定有传感器总成,在电路接头4上有与传感器总成对应的传感装置,在传感器总成的下部固定有打捞头16,发电机总成与上电路板电连接在一起,上电路板与控制电路装置电连接在一起,控制电路装置与传感器总成电连接在一起,脉冲发生器总成与控制电路装置电连接在一起,在UP短节1上部有内螺纹或外螺纹,在连接短节5下部有内螺纹或外螺纹。在在钻井测井过程中,发电机总成的设置能够为控制电路装置和传感器总成提供电源,能够支持较大功耗的井下随钻仪器和工具长时间工作,为有效地完成一个钻头的钻进周期提供电力基础,缩短了钻井周期,提高了工作效率。第一扶正器6能够对脉冲发生器总成起到固定作用;上电路板具有整流电路模块,即具有将交流电转化为直流电的作用。
可根据实际需要,对上述具有脉冲发电机的随钻井底压力监测装置作进一步优化或/和改进:
如附图1、2所示,发电机总成包括控制阀17和安装接头18,在控制阀17下部和安装接头18上部之间固定安装有支撑套19,在支撑套19外侧安装有涡轮20,在控制阀17上有上下贯通的第一安装孔21,在安装接头18上有上下贯通的第三安装孔23,在支撑套19上有均与第一安装孔21和第三安装孔23相通的第二安装孔22,脉冲发生器总成包括主阀24和脉冲头25,脉冲头25的下部与主阀24的上部固定安装在一起,在主阀24的中部有与第一安装孔21相通的脉冲孔26,在主阀24的中部外侧固定有保护套27,主阀24的下部与控制阀17的上部固定安装在一起,上流道连通器11与安装接头18通过上旋转插头28固定安装在一起,在上流道连通器11有呈L型的上旋转孔29,在电路短节3外侧有与上旋转孔29相通的上连接孔,在上连接孔外侧固定安装有上保护板30,在第一安装孔21、第二安装孔22、第三安装孔23、脉冲孔26内均安装有至少两股上导线,一股上导线的一端与主阀24的电连接端电连接在一起,另一股上导线的一端与控制阀17的电连接端电连接在一起,所有上导线的另一端与上旋转插头28电连接在一起,在上旋转孔29和上连接孔内均安装有至少两股下导线,所有下导线的一端与上旋转插头28电连接在一起,一股下导线的另一端与上电路板电连接在一起,另一股下导线的另一端与控制电路装置电连接在一起。
如附图1、2所示,控制电路装置包括控制电路安装套31,控制电路安装套31的上部与下流道连通器14的下部通过下旋转插头32固定安装在一起,在控制电路安装套31内固定安装有下电路板,下电路板与下旋转插头32电连接在一起,在下流道连通器14有呈L型的下旋转孔33,在电路短节3外侧有与下旋转孔33相通的下连接孔,在下连接孔外侧固定安装有下保护板34,在下旋转孔33和下连接孔内至少安装有有至少两股传导导线,所有传导导线的一端与下旋转插头32电连接在一起,一股传导导线的另一端与上电路板电连接在一起,另一股传导导线的另一端与上旋转插头28电连接在一起。
如附图1、2所示,传感器总成包括传感安装套35、温度传感器和压力传感器36,传感装置包括中空螺丝38,温度传感器和压力传感器36固定安装在传感安装套35内,温度传感器和压力传感器36分别与下电路板电连接在一起,在传感安装套35上沿圆周分布有至少一个的传压孔37,在PW外壳上沿圆周分布有径向安装孔,在径向安装孔内固定安装有中空螺丝38,在中空螺丝38上有与径向安装孔相通的内孔。井下流体通过内孔进入传感安装套35内,然后温度传感器和压力传感器36分别感受到温度和压力并将感受到温度和压力分别转换成相应的信号。
如附图1、2所示,在限流环承座8上端的UP短节1内侧有限位凹槽,在限位凹槽内固定安装有卡簧39,在第一扶正器6与限流环承座8之间固定安装有调整套40,在调整套40内侧与脉冲发生器总成外侧之间有间距,在UPU短节2下部内侧固定安装有工具面扶正器41,在工具面扶正器41上有与第一扶正孔7相通的工具扶正通孔42,发电机总成的下部固定安装在工具面扶正器41的内侧,在下调整套9与工具面扶正器41之间固定安装有流管43,在流管43内侧与发电机总成外侧之间有间距,在电路接头4上部内侧固定安装有第三扶正器44,在第三扶正器44上分布有与下连通孔15相通的第三扶正孔45,控制电路装置的上部固定安装在第三扶正器44的内侧。卡簧39的设置对限位环承座起到限位的作用。工具面扶正器41对UPU短节2起到扶正和固定的作用。
如附图1、2所示,在电路短节3的中部外侧沿圆周分布有至少一个的电路槽,在电路槽内固定安装有上电路板,在电路槽的外侧固定安装有电路盖板10。
如附图1、2所示,UP短节1的下部外侧与UPU短节2的上部内侧通过螺纹固定安装在一起,UPU短节2的下部外侧与电路短节3的上部内侧通过螺纹固定安装在一起,电路短节3的下部内侧与电路接头4的上部外侧通过螺纹固定安装在一起,电路接头4的下部内侧与连接短节5的上部外侧通过螺纹固定安装在一起,在UP短节1的上部有内螺纹,在连接短节5下部有外螺纹;或/和,在UP短节1与限流环承座8之间固定安装有至少一道密封圈46,在电路短节3与上流道连通器11之间固定安装有至少一道密封圈46,在电路短节3与下流道连通器14之间固定安装有至少一道密封圈46,在电路接头4与传感器总成之间固定安装有至少一道密封圈46。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程:首先,将本发明固定安装在接近钻头的位置,本发明随钻具下入井内,在钻井作业过程中,泥浆循环,涡轮20随流动的泥浆流体转动开始工作,发电机总成发出交流电流,交流电流通过上电路板将交流电源转变为直流电,直流电为控制电路装置和传感器总成提供电源,温度传感器和压力传感器36将真实的井底压力数据和温度数据进行动态采集,并将压力数据和温度数据通过下电路板将信号给予脉冲发生器总成,使脉冲头25动作并在钻柱内部形成压力脉冲信号,地面信号接收装置接收压力脉冲信号并将压力脉冲信号还原成井底压力和温度数值。