CN109611081A - 随钻仪器流体压力测量装置 - Google Patents

随钻仪器流体压力测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种随钻仪器流体压力测量装置，包括第一传感器组件(1)、第二传感器组件(2)和密封件(3)，随钻仪器的钻铤(4)的外侧壁上开设有安装槽(5)，所述密封件(3)固定安装在所述安装槽(5)上，所述第一传感器组件(1)和所述第二传感器组件(2)均固定安装在所述安装槽(5)内，所述密封件(3)上设有第一进液孔(7)，所述安装槽(5)内设有与所述钻铤(4)的中心流道(8)连通的第二进液孔(9)，所述第一传感器组件(1)的进液端与所述第一进液孔(7)连通，所述第二传感器组件(2)的进液端与所述第二进液孔(9)连通。本发明能够实时测量钻铤内部和外部的压力。

Description

随钻仪器流体压力测量装置
技术领域
本发明涉及一种测量压力的装置，具体涉及一种随钻仪器流体压力测量装置。
背景技术
钻具在井下工作时，需要实时向地面发送脉冲波，脉冲波是液体流过作动器时所产生的。随着钻井深度的变化，会遇到不同的工况，液体压力、流量也会相应产生变化，当流量变大或变小时都会影响脉冲振幅波的振幅，当流量变小时脉冲波振幅减弱，影响地表工作人员的解码工作，提高解码的困难度，因此，为了保证脉冲波的稳定需要对作动器的开度进行调节，此时则需要测量钻铤内部液体压力和外壁液体压力，从而得出液体流量并对作动器进行调节。因此需要设计一款同时能够测量钻铤内部压力和外部压力的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种随钻仪器流体压力测量装置，以解决现有技术中的不足，它能够实时测量钻铤内部和外部的压力。
本发明提供了一种随钻仪器流体压力测量装置，包括第一传感器组件、第二传感器组件和密封件，随钻仪器的钻铤的外侧壁上开设有安装槽，所述密封件固定安装在所述安装槽上，所述第一传感器组件和所述第二传感器组件均固定安装在所述安装槽内，所述密封件上设有第一进液孔，所述安装槽内设有与所述钻铤的中心流道连通的第二进液孔，所述第一传感器组件的进液端与所述第一进液孔连通，所述第二传感器组件的进液端与所述第二进液孔连通。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述安装槽包括第一槽体和第二槽体，所述第二槽体开设在所述第一槽体的槽底上，所述密封件包括一体式结构的盖板部和限位部，所述盖板部与所述第一槽体的形状大小相同，所述限位部与所述第二槽体的形状大小相同，所述盖板部的两端分别开设有一个台阶孔，所述第一槽体内设有与所述台阶孔相对设置的螺纹孔。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述盖板部的顶部设有至少两个拆卸孔，所述拆卸孔为盲孔。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述限位部的外壁上设有密封圈。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述第二槽体的底部设有第一下容纳槽和第二下容纳槽，所述限位部的底部设有第一上容纳槽和第二上容纳槽，所述第一上容纳槽与所述第一下容纳槽相对设置，所述第一传感器组件安装在所述第一上容纳槽与所述第一下容纳槽构成的空间内，所述第二上容纳槽与所述第二下容纳槽相对设置，所述第二传感器组件安装在所述第二上容纳槽与所述第二下容纳槽构成的空间内；
所述第一进液孔的一端位于所述第一上容纳槽内，另一端延伸至所述盖板部的表面，并于外界连通；
所述第二进液孔的一端位于所述第二下容纳槽内，另一端与所述中心流道连通。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，还包括连通槽和线束孔，所述连通槽开设在所述第二槽体内，所述连通槽用于连通所述第一下容纳槽和所述第二下容纳槽，所述线束孔的一端位于所述连通槽内，另一端与所述钻铤的走线孔连通。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述第一上容纳槽和/或所述第一下容纳槽内设有第一定位孔；所述第二上容纳槽和/或所述第二下容纳槽内设有第二定位孔，所述第一传感器组件上设有与所述第一定位孔配合的第一定位销，所述第二传感器组件上设有与所述第二定位孔配合的第二定位销。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述第一传感器组件与所述第二传感器组件的结构相同，均包括护套、连接头和传感器，所述护套的一端的侧壁上沿径向开设有第一安装孔，所述护套另一端沿轴向开设有第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔通过流道连通，所述连接头的一端固定安装在所述第一安装孔内，所述传感器固定安装在所述第二安装孔内。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述第二安装孔的开口端内壁上具有环槽，所述环槽内安装有限位卡簧。
前述的随钻仪器流体压力测量装置中，优选地，所述传感器的外壁上具有限位孔，所述护套上开设有通孔，当所述传感器在所述第二安装孔内安装到位后，所述限位孔与所述通孔相对，所述通孔内安装有与所述限位孔配合的限位销。
与现有技术相比，本发明在钻铤的外侧壁上开设了安装槽，密封件通过螺栓固定在钻铤的安装槽内，便于安装和拆卸；在安装槽内设置第一传感器组件和第二传感器组件，并通过第一传感器组件可以测量钻铤外部的液体压力，通过第二传感器组件可以测量钻铤内部的液体压力，解决了现有技术的不足。由于本发明的密封件采用径向安装固定的方式，有效降提高了密封可靠性，保证设备的正常运行。
附图说明
图1是本发明整体结构的***图；
图2是本发明整体结构的剖视图；
图3是钻铤局部剖开后的轴测图；
图4是密封件和螺栓的轴测图；
图5是密封件的仰视图；
图6是第一传感器组件和第二传感器组件的轴测图；
图7是护套半剖后的轴测图。
附图标记说明：1-第一传感器组件，2-第二传感器组件，3-密封件，4-钻铤，5-安装槽，6-螺栓，7-第一进液孔，8-中心流道，9-第二进液孔，10-第一槽体，11-第二槽体，12-盖板部，13-限位部，14-台阶孔，15-螺纹孔，16-拆卸孔，17-密封圈，18-第一下容纳槽，19-第二下容纳槽，20-第一上容纳槽，21-第二上容纳槽，22-连通槽，23-线束孔，24-走线孔，25-第一定位孔，26-第二定位孔，27-第一定位销，28-第二定位销，29-护套，30-连接头，31-限位卡簧，32-传感器，33-第一安装孔，34-第二安装孔，35-流道，36-环槽，38-通孔，39-限位销。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的实施例：如图1所示，一种随钻仪器流体压力测量装置，包括第一传感器组件1、第二传感器组件2和密封件3，在随钻仪器的钻铤4的外侧壁上开设有安装槽5，密封件3扣合在安装槽5上并通过螺栓6进行固定，需要说明的是，钻铤4的实际长度较长，图1展示的是仅钻铤4的其中一段结构，由于钻铤在泥浆中工作，所以密封件3与安装槽5必然是密封安装，所采用的密封结构在下面的实施例中会具体说明；第一传感器组件1和第二传感器组件2均固定安装在安装槽5内，密封件3上设有第一进液孔7，安装槽5内设有与钻铤4的中心流道8连通的第二进液孔9，第一传感器组件1的进液端与第一进液孔7连通，第二传感器组件2的进液端与第二进液孔9连通。
工作时，钻铤外部的泥浆(流体)通过密封件3上的第一进液孔7进入第一传感器组件1内，第一传感器组件1测量出钻铤4外部泥浆的压力，而钻铤4内部的泥浆在中心流道8内流动，并通过第二进液孔9进入第二传感器组件2内，第二传感器组件2测量出中心流道8内的泥浆压力，即钻铤4内部泥浆压力，需要说明的是，第一传感器组件1和第二传感器组件2即可采用有线式结构，也可采用无线式结构，有线式结构则通过数据线将采集到的压力数据传递给控制器，无线式结构则通过无线信号将采集到的数据发送给控制器。为了保证数据传输的稳定性和精准性，本实施例优选采用有线式结构，下文会对其结构做具体说明。
在一种具体地实施方式中，如图3所示，安装槽5包括第一槽体10和第二槽体11，第二槽体11开设在第一槽体10的槽底上，请结合图4，密封件3包括盖板部12和限位部13，盖板部12与限位部13为一体式结构，盖板部12与第一槽体10的形状大小相同，限位部13与第二槽体11的形状大小相同，盖板部12的两端分别开设有一个台阶孔14，第一槽体10内设有与台阶孔14相对设置的螺纹孔15。限位部13的外壁上设有密封圈17。需要说明的是，第一槽体10和第二槽体11的形状无需做具体限制，只要能够满足使用需求即可，本实施例优选地，第一槽体10采用长方形槽，第二槽体11采用中间为长方形，两端为半圆形的槽。限位部13外壁上的密封圈17起密封作用，防止钻铤4外部的泥浆进入到第二槽体11内，一旦泥浆进入到第二槽体11内则会影响第一传感器组件1和第二传感器组件2的正常工作。当然密封圈17也可设置在第二槽体11的侧壁上，为了提高密封效果，还可同时在第一槽体10的顶面或盖板部12的底面上设置密封圈。
此外，钻铤4在工作时是高速旋转的，因此盖板部12的顶面优选采用弧形面，也就是说，当盖板部12安装固定好后，盖板部12与钻铤4构成一个完整的圆柱形。这样在工作时，盖板部12的边缘不会受到泥浆的冲刷，有效保护密封件3。当然，采用这种结构存在不便拆卸的问题，为此，如图4所示，盖板部12的顶部设有至少两个拆卸孔16，本实施例优选设置4个拆卸孔16，盖板部12的四个角分别设置一个，拆卸孔16为盲孔。通过拆卸孔16的设置则可通过工具轻松拆卸密封件3。
为了保证传感器的正产工作，需要防止液体(泥浆)进入到第二槽体11内，做好密封工作是非常关键的，具体地，请结合图3和图5，第二槽体11的底部设有第一下容纳槽18和第二下容纳槽19，限位部13的底部设有第一上容纳槽20和第二上容纳槽21，第一上容纳槽20与第一下容纳槽18相对设置，第一传感器组件1安装在第一上容纳槽20与第一下容纳槽18构成的空间内，第二上容纳槽21与第二下容纳槽19相对设置，第二传感器组件2安装在第二上容纳槽21与第二下容纳槽19构成的空间内；第一进液孔7的一端位于第一上容纳槽20内，另一端延伸至盖板部12的表面，并于外界连通；第二进液孔9的一端位于第二下容纳槽19内，另一端与中心流道8连通。
如图2和图7所示，第一传感器组件1与第二传感器组件2的结构相同，均包括护套29、连接头30和传感器32，护套29的一端的侧壁上沿径向开设有第一安装孔33，护套29另一端沿轴向开设有第二安装孔34，第一安装孔33与第二安装孔34通过流道35连通，连接头30的一端固定安装在第一安装孔33内，传感器32固定安装在第二安装孔34内。护套29优选采用绝缘防水材质，这样，即使液体意外进入到第二槽体11内，护套29也会保护传感器32，防止短路，使传感器32能够正常工作。优选地，连接头30的两端均设置有密封圈，防止液体从连接头30处泄漏。
由于液体(泥浆)与传感器32的感应端接触，因此传感器32的感应端与护套29应当密封安装，为了防止传感器32蹿动，优选在第二安装孔34的开口端内壁上具有环槽36，环槽36内安装有限位卡簧31。通过卡簧31可以固定传感器32，此外，更优选地，传感器32的外壁上具有限位孔，护套29上开设有通孔38，当传感器32在第二安装孔34内安装到位后，限位孔与通孔38相对，通孔38内安装有与限位孔配合的限位销39。通过限位销39的设置可以经一步定位传感器32，防止其沿轴向移动。
由于密封是重中之重，因此除了防止泥浆从传感器组件内部泄漏以外，还应防止泥浆从连接头30与第一进液孔7以及连接头30与第二进液孔9的连接处泄漏。如图3、图5和图6所示，第一上容纳槽20和/或第一下容纳槽18内设有第一定位孔25；第二上容纳槽21和/或第二下容纳槽19内设有第二定位孔26，第一传感器组件1上设有与第一定位孔25配合的第一定位销27，第二传感器组件2上设有与第二定位孔26配合的第二定位销28。
通过第一定位孔25、第二定位孔26、第一定位销27和第二定位销28可以有效定位第一传感器组件1和第二传感器组件2，从而保证连接头30连接处的密封效果，防止漏液。
上面的实施例中提到，第一传感器组件1和第二传感器组件2优选采用有线式结构，也就是说传感器32的信号输出端需要连接数据线，那么便需要设置容纳数据线的空间，如图2和图3所示，还包括连通槽22和线束孔23，连通槽22开设在第二槽体11内，连通槽22用于连通第一下容纳槽18和第二下容纳槽19，线束孔23的一端位于连通槽22内，另一端与钻铤4的走线孔24连通。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：包括第一传感器组件(1)、第二传感器组件(2)和密封件(3)，随钻仪器的钻铤(4)的外侧壁上开设有安装槽(5)，所述密封件(3)固定安装在所述安装槽(5)上，所述第一传感器组件(1)和所述第二传感器组件(2)均固定安装在所述安装槽(5)内，所述密封件(3)上设有第一进液孔(7)，所述安装槽(5)内设有与所述钻铤(4)的中心流道(8)连通的第二进液孔(9)，所述第一传感器组件(1)的进液端与所述第一进液孔(7)连通，所述第二传感器组件(2)的进液端与所述第二进液孔(9)连通。
2.根据权利要求1所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述安装槽(5)包括第一槽体(10)和第二槽体(11)，所述第二槽体(11)开设在所述第一槽体(10)的槽底上，所述密封件(3)包括一体式结构的盖板部(12)和限位部(13)，所述盖板部(12)与所述第一槽体(10)的形状大小相同，所述限位部(13)与所述第二槽体(11)的形状大小相同，所述盖板部(12)的两端分别开设有一个台阶孔(14)，所述第一槽体(10)内设有与所述台阶孔(14)相对设置的螺纹孔(15)。
3.根据权利要求2所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述盖板部(12)的顶部设有至少两个拆卸孔(16)，所述拆卸孔(16)为盲孔。
4.根据权利要求2所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述限位部(13)的外壁上设有密封圈(17)。
5.根据权利要求2所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述第二槽体(11)的槽底设有第一下容纳槽(18)和第二下容纳槽(19)，所述限位部(13)的底部设有第一上容纳槽(20)和第二上容纳槽(21)，所述第一上容纳槽(20)与所述第一下容纳槽(18)相对设置，所述第一传感器组件(1)安装在所述第一上容纳槽(20)与所述第一下容纳槽(18)构成的空间内，所述第二上容纳槽(21)与所述第二下容纳槽(19)相对设置，所述第二传感器组件(2)安装在所述第二上容纳槽(21)与所述第二下容纳槽(19)构成的空间内；
所述第一进液孔(7)的一端位于所述第一上容纳槽(20)内，另一端延伸至所述盖板部(12)的表面，并与外界连通；
所述第二进液孔(9)的一端位于所述第二下容纳槽(19)内，另一端与所述中心流道(8)连通。
6.根据权利要求5所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：还包括连通槽(22)和线束孔(23)，所述连通槽(22)开设在所述第二槽体(11)内，所述连通槽(22)用于连通所述第一下容纳槽(18)和所述第二下容纳槽(19)，所述线束孔(23)的一端位于所述连通槽(22)内，另一端与所述钻铤(4)的走线孔(24)连通。
7.根据权利要求5所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述第一上容纳槽(20)和/或所述第一下容纳槽(18)内设有第一定位孔(25)；所述第二上容纳槽(21)和/或所述第二下容纳槽(19)内设有第二定位孔(26)，所述第一传感器组件(1)上设有与所述第一定位孔(25)配合的第一定位销(27)，所述第二传感器组件(2)上设有与所述第二定位孔(26)配合的第二定位销(28)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述第一传感器组件(1)与所述第二传感器组件(2)的结构相同，均包括护套(29)、连接头(30)和传感器(32)，所述护套(29)的一端的侧壁上沿径向开设有第一安装孔(33)，所述护套(29)另一端沿轴向开设有第二安装孔(34)，所述第一安装孔(33)与所述第二安装孔(34)通过流道(35)连通，所述连接头(30)的一端固定安装在所述第一安装孔(33)内，所述传感器(32)固定安装在所述第二安装孔(34)内。
9.根据权利要求8所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述第二安装孔(34)的开口端内壁上具有环槽(36)，所述环槽(36)内安装有限位卡簧(31)。
10.根据权利要求8所述的随钻仪器流体压力测量装置，其特征在于：所述传感器(32)的外壁上具有限位孔，所述护套(29)上开设有通孔(38)，当所述传感器(32)在所述第二安装孔(34)内安装到位后，所述限位孔与所述通孔(38)相对，所述通孔(38)内安装有与所述限位孔配合的限位销(39)。
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