CN102268986B - 井底参数测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井底钻进参数测量装置技术领域，是一种井底参数测量装置；其包括无磁测量短节和取数载体；无磁测量短节包括筒体、电池组和托盘；在筒体的上端固定有呈上窄下宽锥台形的连接头，连接头底部外径小于筒体外径，在筒体 1 的下部有下凸台，在筒体的上端固定安装有上凸台，在上凸台与下凸台之间固定安装有密封筒。本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过安装各种传感器，可以对开泵时的扭矩、钻头转速、钻压、井底压力和停泵时的井斜、方位、井底压力、温度、伽马、电阻率等参数进行测量；测量出的数据通过取数载体反映到地面，从而使工作人员可以充分的了解到井下的情况，预防和控制井下事故的发生，同时也便于处理井下事故。

Description

井底参数测量装置

技术领域

本发明涉及井底钻进参数测量装置技术领域，是一种井底参数测量装置。

背景技术

钻井的对象是地层，钻井的目的是发现油气层、保护油气层和了解地层的岩性；然而钻井的过程并非一帆风顺，常常会遇到复杂和事故，会遇到井身质量事故及油层污染，由此给钻井工作带来了很大的麻烦，在一定程度上也会造成重大的经济损失，严重的制约钻井的提速、提效。其最根本的原因是井底情况不清，无法知道和了解井底的实际钻进参数；通常情况下钻进过程中所遇到的卡钻、复杂和事故时不能直观的判断其原因，只能通过积累的经验和各种现象，根据泵压、悬重、钻井液进出口流量、机械钻速的变化等进行判断，这就给复杂事故的处理带来诸多不便，也会造成误判的结果。

发明内容

本发明提供了一种井底参数测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决因无法了解井底的实际钻井参数情况而导致井下事故处理不当的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井底参数测量装置，包括无磁测量短节和取数载体；无磁测量短节包括筒体、电池组和托盘；在筒体的上端固定有呈上窄下宽锥台形的连接头，连接头底部外径小于筒体外径，在筒体1的下部有下凸台，在筒体的上端固定安装有上凸台，在上凸台与下凸台之间固定安装有密封筒，密封筒、筒体、上凸台和下凸台之间形成安装腔，在安装腔内分别固定安装有电池组、总压力传感器、伽马传感器、转速传感器、温度井斜方位传感器和扭矩及钻压传感器，在连接头的顶部固定有托盘，在托盘的中部有通道，在通道外侧的托盘上有水眼，在托盘上安装有数据存储和接收装置；总压力传感器与电池组电通过导线电连接在一起，伽马传感器、转速传感器、温度井斜方位传感器和扭矩及钻压传感器通过导线分别与电池组、总压力传感器和托盘电连接在一起；取数载体包括取数器壳体、浮力仓和通讯接头；至少两个浮力仓自上而下固定在一起，取数器壳体的上端与最下方浮力仓的下端固定在一起，取数器壳体的下端与通讯接头固定在一起，在取数器壳体内安装有信号处理电路和电池组；信号处理电路与通讯接头通过导线电连接在一起，在通讯接头上安装有数据传输和接收装置，通讯接头卡装在托盘的通道内，在取数器壳体的上端有通讯插孔。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述下凸台上方的筒体上可有台阶，在上凸台的底部外侧固定有端盖，端盖的外径与下凸台的外径相对应，密封筒包括弹性密封筒和刚性密封筒，弹性密封筒和刚性密封筒自上而下安装在下凸台和端盖之间，上凸台通过螺纹与筒体的上端固定安装在一起并通过端盖顶紧弹性密封筒和刚性密封筒，在安装腔内自下而上安装有电池组和传感器安装座，在传感器安装座上沿轴向间隔分布有传感器安装槽，在传感器安装槽内分别安装有伽马传感器、转速传感器和温度井斜方位传感器；在安装腔的上端安装有压环，在传感器安装座与压环之间固定安装有扭矩及钻压传感器。

上述台阶的外端面与弹性密封筒之间可安装有密封圈，传感器安装座与弹性密封筒和刚性密封筒之间分别安装有密封圈，压环与刚性密封筒和筒体之间分别安装有密封圈。

上述最上方浮力仓的上方可有引导矛，引导矛呈上窄下宽的子弹状，最上方浮力仓的上端通过螺纹与引导矛的下端固定安装在一起。

上述电池组可采用充电电池组。

上述上凸台的顶部可有螺纹定位孔

上述筒体的下部内侧可有内螺纹，在连接头的外侧有外螺纹。

上述安装腔内可安装有时钟。

上述浮力仓自上而下可通过螺纹固定连接在一起，取数器壳体的上端与最下方浮力仓的下端通过螺纹固定连接在一起。

本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过安装各种传感器，可以对开泵时的扭矩、钻头转速、钻压、井底压力和停泵时的井斜、方位、井底压力、温度、伽马、电阻率等参数进行测量；测量出的数据通过取数载体反映到地面，从而使工作人员可以充分的了解到井下的情况，预防和控制井下事故的发生，同时也便于处理井下事故。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例中无磁测量短节的主视剖视结构示意图。

附图2为附图1中A-A向剖视结构示意图。

附图3为本发明最佳实施例中取数器壳体和通讯接头的主视局部剖视结构示意图。

附图4为本发明最佳实施例中浮力仓的主视结构示意图。

附图5为本发明最佳实施例中引导矛的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为筒体，2为电池组，3为托盘，4为连接头，5为下凸台，6为上凸台，7为安装腔，8为伽马传感器，9为转速传感器，10为温度井斜方位传感器，11为扭矩及钻压传感器，12为通道，13为水眼，14为导线，15为取数器壳体，16为浮力仓，17为通讯接头，18为信号处理电路，19为通讯插孔，20为引导矛，21为台阶，22为端盖，23为弹性密封筒，24为刚性密封筒，25为传感器安装槽，26为传感器安装座，27为压环，28为密封圈，29为螺纹定位孔。

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的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图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至4所示，该井底参数测量装置包括无磁测量短节和取数载体；无磁测量短节包括筒体1、电池组2和托盘3；在筒体1的上端固定有呈上窄下宽锥台形的连接头4，连接头4底部外径小于筒体1外径，在筒体1的下部有下凸台5，在筒体1的上端固定安装有上凸台6，在上凸台6与下凸台5之间固定安装有密封筒，密封筒、筒体1、上凸台3和下凸台5之间形成安装腔7，在安装腔7内分别固定安装有电池组2、总压力传感器、伽马传感器8、转速传感器9、温度井斜方位传感器10和扭矩及钻压传感器11，在连接头4的顶部固定有托盘3，在托盘3的中部有通道12，在通道12外侧的托盘3上有水眼13，在托盘3上安装有数据存储和接收装置；总压力传感器与电池组2通过导线电连接在一起，伽马传感器8、转速传感器9、温度井斜方位传感器10和扭矩及钻压传感器11分别通过导线14与电池组2、总压力传感器和托盘3电连接在一起；取数载体包括取数器壳体15、浮力仓16和通讯接头17；至少两个浮力仓16自上而下固定在一起，取数器壳体15的上端与最下方浮力仓16的下端固定在一起，取数器壳体15的下端与通讯接头17固定在一起，在取数器壳体15内安装有信号处理电路18和电池组2；信号处理电路18与通讯接头17通过导线电连接在一起，在通讯接头17上安装有数据传输和接收装置，通讯接头17卡装在托盘3的通道12内，在取数器壳体15的上端有通讯插孔19。其中，总压力传感器可根据需要安装在安装腔7的不同位置内。

可根据实际需要，对上述井底参数测量装置作进一步优化或/和改进：

如附图5所示，最上方浮力仓16的上方有引导矛20，引导矛20呈上窄下宽的子弹状，最上方浮力仓16的上端通过螺纹与引导矛20的下端固定安装在一起。

如附图1所示，下凸台5上方的筒体1上有台阶21，在上凸台6的底部外侧固定有端盖22，端盖22的外径与下凸台5的外径相对应，密封筒包括弹性密封筒23和刚性密封筒24，弹性密封筒23和刚性密封筒24自上而下安装在下凸台5和端盖22之间，上凸台6通过螺纹与筒体1的上端固定安装在一起并通过端盖22顶紧弹性密封筒23和刚性密封筒24，在安装腔7内自下而上安装有电池组2和传感器安装座26，在传感器安装座26上沿轴向间隔分布有传感器安装槽25，在传感器安装槽25内分别安装有伽马传感器8、转速传感器9和温度井斜方位传感器10；在安装腔7的上端安装有压环27，在传感器安装座26与压环27之间固定安装有扭矩及钻压传感器11。

如附图1所示，台阶21的外端面与弹性密封筒23之间安装有密封圈28，传感器安装座26与弹性密封筒23和刚性密封筒24之间分别安装有密封圈28，压环27与刚性密封筒24和筒体1之间分别安装有密封圈28。

如附图1、3所示，电池组2采用充电电池组；这样便于使用，不需拆卸，使发明持续工作，同时也减少一次性使用浪费和污染。

如附图1所示，在上凸台6的顶部有螺纹定位孔29，这样，在安装时，可通过螺纹定位孔29和无磁钻铤连接。

如附图1所示，在筒体1的下部内侧有内螺纹，在连接头4的外侧有外螺纹；这样便于本发明与钻头和无磁钻铤的连接。

根据需要，在安装腔7内安装有时钟；这样可将每次的测量数据有时间跟随，便于用时间对照井深查找该井深对所应的测量数据。

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安装及使用过程：首先将筒体1的下端与钻头的上端通过螺纹固定连接在一起，再将无磁钻铤的下端与连接头4固定连接在一起，当总压力传感器感受到开泵时，它只给转速传感器9和扭矩及钻压传感器11供电指令其开始工作，其它传感器停止，从而获得对钻头转速、钻压、扭矩、井底压力等相关数据；反之当停泵后钻具静止时，总压力传感器就开始给温度井斜方位传感器10、伽马传感器8供电指令其开始工作，其它传感器停止，从而获得对钻头井斜、方位、温度、井底压力、电阻率、伽马等相关数据；每次的开泵和停泵后分别只测一次并储存数据；在钻进时当需要了解该井段的参数时，首先在地面用电脑对取数载体进行测量模式和清零设置（也可以不对测量模式进行设置，保持原无磁测量短节的测量模式），然后将取数器壳体15和各浮力仓16连接，在最上方浮力仓16的上端通过螺纹与引导矛20的下端固定安装在一起，卸开方钻杆将取数载体放入钻具内开泵送到托盘3处，在开泵下送的过程中注意观察立管压力表如有0.5MPa至2 MPa的变化说明通讯接头17已到托盘3的位置通讯接头17和托盘3接触后，通讯接头17就会把地面设置的指令传输给测量短节，测量短节接受到指令后会立即将储存的数据传输给通讯接头17并再次按照下传的指令改变测量工作模式（即哪些传感器要在动态下测量，哪些要在静态下测量，这些都可以在地面对无磁测量短节进行设置改变，也可以由取数载体在地面设置好后在取数的同时下传给测量短节），数据传输时间最多3分钟至4分钟，在传输过程不能停泵，等时间到达后立即停泵并上下活动钻具以防卡钻，此时取数载体会以200m／min的速度在钻具内上浮，上浮到井口后从井口取出取数载体，通过通讯插孔19和电脑连接并读取数据。

Claims (10)

1.一种井底参数测量装置，其特征在于包括无磁测量短节和取数载体；无磁测量短节包括筒体、电池组和托盘；在筒体的上端固定有呈上窄下宽锥台形的连接头，连接头底部外径小于筒体外径，在筒体(1)的下部有下凸台，在筒体的上端固定安装有上凸台，在上凸台与下凸台之间固定安装有密封筒，密封筒、筒体、上凸台和下凸台之间形成安装腔，在安装腔内分别固定安装有电池组、总压力传感器、伽马传感器、转速传感器、温度井斜方位传感器和扭矩及钻压传感器，在连接头的顶部固定有托盘，在托盘的中部有通道，在通道外侧的托盘上有水眼，在托盘上安装有数据存储和接收装置；总压力传感器与电池组通过导线电连接在一起，伽马传感器、转速传感器、温度井斜方位传感器和扭矩及钻压传感器通过导线分别与电池组、总压力传感器和托盘电连接在一起；取数载体包括取数器壳体、浮力仓和通讯接头；至少两个浮力仓自上而下固定在一起，取数器壳体的上端与最下方浮力仓的下端固定在一起，取数器壳体的下端与通讯接头固定在一起，在取数器壳体内安装有信号处理电路和电池组；信号处理电路与通讯接头通过导线电连接在一起，在通讯接头上安装有数据传输和接收装置，通讯接头卡装在托盘的通道内，在取数器壳体的上端有通讯插孔。

2.根据权利要求1所述的井底参数测量装置，其特征在于下凸台上方的筒体上有台阶，在上凸台的底部外侧固定有端盖，端盖的外径与下凸台的外径相对应，密封筒包括弹性密封筒和刚性密封筒，弹性密封筒和刚性密封筒自上而下安装在下凸台和端盖之间，上凸台通过螺纹与筒体的上端固定安装在一起并通过端盖顶紧弹性密封筒和刚性密封筒，在安装腔内自下而上安装有电池组和传感器安装座，在传感器安装座上沿轴向间隔分布有传感器安装槽，在传感器安装槽内分别安装有伽马传感器、转速传感器和温度井斜方位传感器；在安装腔的上端安装有压环，在传感器安装座与压环之间固定安装有扭矩及钻压传感器。

3.根据权利要求2所述的井底参数测量装置，其特征在于台阶的外端面与弹性密封筒之间安装有密封圈，传感器安装座与弹性密封筒和刚性密封筒之间分别安装有密封圈，压环与刚性密封筒和筒体之间分别安装有密封圈。

4.根据权利要求1或2或3所述的井底参数测量装置，其特征在于最上方浮力仓的上方有引导矛，引导矛呈上窄下宽的子弹状，最上方浮力仓的上端通过螺纹与引导矛的下端固定安装在一起。

5.根据权利要求4所述的井底参数测量装置，其特征在于电池组采用充电电池组。

6.根据权利要求5所述的井底参数测量装置，其特征在于上凸台的顶部有螺纹定位孔。

7.根据权利要求1或2或3所述的井底参数测量装置，其特征在于筒体的下部内侧有内螺纹，在连接头的外侧有外螺纹。

8.根据权利要求6所述的井底参数测量装置，其特征在于筒体的下部内侧有内螺纹，在连接头的外侧有外螺纹。

9.根据权利要求8所述的井底参数测量装置，其特征在于安装腔内安装有时钟。

10.根据权利要求9所述的井底参数测量装置，其特征在于浮力仓自上而下通过螺纹固定连接在一起，取数器壳体的上端与最下方浮力仓的下端通过螺纹固定连接在一起。

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