CN2791245Y - 钻井井下随钻机械参数测量仪 - Google Patents

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Abstract

钻井井下随钻机械参数测量仪，采用了将钻头压力传感器，钻头扭矩传感器，水眼压力传感器、环空压力传感器以及振动传感器均安装在一个近钻头的测量钻铤中。正常打钻时钻头压力与扭矩通过下短节传到钻压传感器和扭矩传感器上，通过传感器的受力变形，使贴在传感器上的桥路应变片输出电信号，从而测出各种参数，提高了测量井下机械参数的准确率，从而提高定向施工质量，有利于提高机械钻速，缩短钻井周期，减少钻井事故。其设计结构合理，使用简单，操作方便，很适合现场推广应用。

Description

钻井井下随钻机械参数测量仪
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻井井下仪器，特别是一种钻井井下随钻机械参数测量仪。
背景技术：
在各种定向井钻井施工中，特别对于大位移井，水平井等特殊轨迹井的钻井施工中，部分钻具往往横卧、斜卧在井壁上，使钻具和井壁产生很大的摩擦阻力，地面对钻头施加的钻压和扭矩部分被摩擦阻力所消耗。因此，地面显示的钻头钻压和钻头扭矩不是井下钻头所施加的真实压力和扭矩。在地层复杂的情况下常会出现钻头空转或钻头过压，这给定向井钻井施工带来许多不确定因素，影响机械钻速，增加钻井周期，严重时容易出现钻头偏磨，掉牙轮等事故。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种钻井井下随钻机械参数测量仪，它位于近钻头处，主要测量参数有钻压、扭矩、振动，水眼压力和环空压力。由于采用近钻头测量，提高了测量井下机械参数的准确率，防止事故的发生。
本实用新型的目的是这样实现的，将钻头压力传感器，钻头扭矩传感器，水眼压力传感器、环空压力传感器以及振动传感器均安装在一个近钻头的测量钻铤中。它由双扣短节(1)、密封圈(2)、旋扣筒(3)，过渡筒(4)、顶环(5)、固定胶圈(6)、上短节(7)、内筒(8)、定位螺栓(9)、紧定螺栓(10)、空心螺栓(11)、过线槽(12)、水眼压力传感器(13)、环空压力传感器(14)、印制电路板(15)、外筒(16)、夹层螺筒(17)、电路板槽(18)、压力传感器(19)、下短节(20)、外筒紧固螺栓(21)、扭矩传感器(22)、穿销(23)组成，双扣短节(1)与旋扣筒(3)、过渡筒(4)顺序连接，并有密封圈(2)连接密封，在旋扣筒(3)与过渡筒(4)间有顶环(5)、固定胶圈(6)，在过渡筒(4)下部通过紧定螺栓(10)、空心螺栓(11)连接有内筒(8)，上短节(7)与内筒(8)通过定位螺栓(9)刚性相连，过线槽(12)下端装有印制电路板(15)、电路板槽(18)，水眼压力传感器(13)装在内筒本体上，环空压力传感器(14)装在上短节(7)本体上，在上短节(7)中部接有外筒(16)，其间有夹层螺筒(17)，压力传感器(19)与钻头扭矩传感器(22)装在上短节(7)的下端，并与下短节(20)的上部凸型头紧密接触，振动传感器装在内筒印制电路板(15)开口槽内的电路板上，下短节(20)与外筒(16)通过外筒紧固螺栓(21)刚性相连，通过夹层螺筒(17)挂接在上短节(7)上。上短节与下短节在轴向通过钻压传感器相互顶靠，在圆周环向通过扭矩传感器相互顶靠。
正常打钻时钻头压力与扭矩通过下短节传到钻压传感器和扭矩传感器上，通过传感器的受力变形，使贴在传感器上的桥路应变片输出电信号，从而测出钻压与扭矩。同理，水眼压力传感器和环空压力传感器测出相应值，所有传感器信号线均接在电路板上，其中振动传感器主要测量钻头振动频率，振幅参数。在内筒上部设有过渡短节总成，它与内筒通过一空心螺栓和实心螺栓刚性相连。空心螺栓用于设置电源和信号线的过线。过渡总成的上部可以与其它随钻仪器相连。为了安全准确测量，钻压和扭矩在圆周环向应设置两个以上的压力传感器和扭矩传感器。
本实用新型由于采用了将钻头压力传感器，钻头扭矩传感器，水眼压力传感器、环空压力传感器以及振动传感器均安装在一个近钻头的测量钻铤中。正常打钻时钻头压力与扭矩通过下短节传到钻压传感器和扭矩传感器上，通过传感器的受力变形，使贴在传感器上的桥路应变片输出电信号，从而测出各种参数。提高了测量井下机械参数的准确率，从而提高定向施工质量，有利于提高机械钻速，缩短钻井周期，减少钻井事故。其设计结构合理，使用简单，操作方便，很适合现场推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为钻压传感器和扭矩传感器局部示意图。
以下结合附图对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型由双扣短节1、密封圈2、旋扣筒3，过渡筒4、顶环5、固定胶圈6、上短节7、内筒8、定位螺栓9、紧定螺栓10、空心螺栓11、过线槽12、水眼压力传感器13、环空压力传感器14、印制电路板15、外筒16、夹层螺筒17、电路板槽18、压力传感器19、下短节20、外筒紧固螺栓21、扭矩传感器22、穿销23组成，上短节7和内筒8通过内筒定位螺栓9定位，使内筒8不会上下窜和周向转动，上短节7与下短节20通过夹层螺筒17和外筒紧固螺栓21使外筒16将其连接在一起，使上下短节受拉不会脱离，又使其在圆周方向和轴向有微量窜动。见图2所示，轴向窜动量是h1，圆周向窜动是h2，主要是当钻压和扭矩过量时起到保护传感力传感器19和扭矩传感器22，内筒8设置了安装印制电路板15的电路板槽18，为了让传感器走线，设有外环形空间和内环形空间，以及过线槽12，使信号线和电源线最后通过空心螺栓11与外接仪器相连。各密封圈均采用“O”型密封圈，为了便于安装夹层螺筒17与下短节20之间留有间隙H，其中H大于h1，压力传感器和扭矩传感器用穿销23固定在上短节7上。主要应用于于井身轨迹复杂的定向井施工测量。
如图2所示，钻压传感器19和扭矩传感器22各一个组成一对装在上短节7的下端凹槽内，其根部通过穿销23定位，上部由下短节20的上部凸头啮合，在非啮合部位，且是钻压传感器和扭矩传感器形变方向设有一定缝隙h1和h2，当钻压或扭矩过量时，相应传感器变形过大，迫使缝隙重合，从而起到对传感器的保护作用。测量仪短节的整体弯曲变形的保护主要由内筒和外筒共同起作用。

Claims (2)

1、一种钻井井下随钻机械参数测量仪，它由双扣短节(1)、密封圈(2)、旋扣筒(3)，过渡筒(4)、顶环(5)、固定胶圈(6)、上短节(7)、内筒(8)、定位螺栓(9)、紧定螺栓(10)、空心螺栓(11)、过线槽(12)、水眼压力传感器(13)、环空压力传感器(14)、印制电路板(15)、外筒(16)、夹层螺筒(17)、电路板槽(18)、压力传感器(19)、下短节(20)、外筒紧固螺栓(21)、扭矩传感器(22)、穿销(23)组成，其特征在于：双扣短节(1)与旋扣筒(3)、过渡筒(4)顺序连接，并有密封圈(2)连接密封，在旋扣筒(3)与过渡筒(4)间有顶环(5)、固定胶圈(6)，在过渡筒(4)下部通过紧定螺栓(10)、空心螺栓(11)连接有内筒(8)，上短节(7)与内筒(8)通过定位螺栓(9)刚性相连，过线槽(12)下端装有印制电路板(15)、电路板槽(18)，水眼压力传感器(13)装在内筒本体上，环空压力传感器(14)装在上短节(7)本体上，在上短节(7)中部接有外筒(16)，其间有夹层螺筒(17)，压力传感器(19)与钻头扭矩传感器(22)装在上短节(7)的下端，并与下短节(20)的上部凸型头紧密接触，振动传感器装在内筒印制电路板(15)开口槽内的电路板上，下短节(20)与外筒(16)通过外筒紧固螺栓(21)刚性相连，通过夹层螺筒(17)挂接在上短节(7)上。
2、根据权利要求1所述的钻井井下随钻机械参数测量仪，其特征在于：钻压传感器(19)和扭矩传感器(22)各一个组成一对装在上短节(7)的下端凹槽内，其根部通过穿销(23)定位，上部由下短节(20)的上部凸头啮合，在非啮合部位，且是钻压传感器(19)和扭矩传感器(22)形变方向设有一定缝隙h1和h2。
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