CN104005754A

CN104005754A - 通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪

Info

Publication number: CN104005754A
Application number: CN201410224012.2A
Authority: CN
Inventors: 刘树林; 刘春光; 刘吉成; 翟宇毅; 袁率; 喻靖宇; 吕骁翼; 张润忤
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2014-08-27

Abstract

本发明涉及一种通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，主要由内管柱、防撞套、传感器机构、数据存储与供电机构以及上、下接头组成。本发明采用超声波换能器作为主要测量器件，对井径进行非接触式测量，有利于减小测量误差、延长仪器使用寿命。该通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪可由通井管柱携带，随通井管柱的起放在水平裸眼井段测量井径。其机械结构可以保护测量器件，隔离测量盲区。本发明结构简单、维护方便，且有利于降低测井成本，可广泛用于水平裸眼井径测量。

Description

通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪

技术领域

本发明涉及一种通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，属于油田测井技术领域。

背景技术

随着石油工业的发展，水平裸眼井完井技术已得到广泛推广。在水平裸眼井采油过程中，需要向井下投放封隔器等工具，因此需要了解相关位置的井径结构。传统的井径测量采用机械式测量工具，由连续油管携带入井，通过多条机械臂在井下的伸缩量进行计算，得出井眼内径值。这种方法测量误差大、费用高且维护不便。因此亟需开发一种新型井径测量仪器。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪。本发明利用超声波测距原理，使用超声波换能器对裸眼井径进行非接触式测量，综合各换能器的测量值可推算出较为准确的井径数据。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本井径仪主要由上/下接头、内管柱、防撞套、传感器机构、数据存储与供电机构组成。本发明采用超声波换能器作为主要测量器件，配合温度/压力传感器，可以对井径进行非接触式测量，有利于减小测量误差、降低仪器故障发生率。防撞保护装置可隔离超声波测量盲区，保护测量传感器。本井径仪可由通井管柱携带入井，在通井作业过程中完成测量，可以有效节约测井费用。本发明结构简单、维护方便、测量精度高，且对于复杂的井下环境具有良好的适应性，可广泛用于水平裸眼井径测量。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，包括上接头、内管柱、防撞套、橡胶圈、传感器机构、数据存储与供电机构、下接头，所述上接头与所述内管柱通过螺纹固连；所述防撞套安装在所述传感器机构两侧；所述上接头与所述传感器机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈密封；所述传感器机构与所述数据存储与供电机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈密封；所述下接头与所述数据存储与供电机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈密封。

所述传感器机构由超声波换能器支架、内支架、传感器外套筒、温度传感器支架、人机接口外盖、人机接口、压力传感器与人机接口支架、传感器端盖、压力传感器保护套、压力传感器、温度传感器、温度传感器保护套、超声波换能器、超声波换能器保护套组成。所述超声波换能器支架、所述温度传感器支架与所述压力传感器与人机接口支架按顺序安装于所述内支架上，并通过键进行定位；所述传感器外套筒与所述温度传感器支架通过螺栓固连；所述人机接口外盖与所述传感器外套筒通过销钉铰接，使得所述人机接口外盖可向外部打开；所述人机接口安装于所述压力传感器与人机接口支架内；所述压力传感器安装于所述压力传感器与人机接口支架内，并通过所述压力传感器保护套进行密封；所述温度传感器安装于所述温度传感器支架内，并通过所述温度传感器保护套进行密封；所述超声波换能器安装于所述超声波换能器支架内，并通过所述超声波换能器保护套进行密封，且沿所述传感器外套筒圆周均匀分布。

所述内支架上沿圆周均匀分布四个线槽，所述超声波换能器、所述压力传感器、所述温度传感器与所述人机接口的接线可通过此线槽与所述数据存储与供电机构相连接；所述传感器端盖位于所述压力传感器与人机接口支架与所述数据存储与供电机构之间，内有四个可供线束穿过的通孔，起密封线槽的作用。

所述数据存储与供电机构由存储器外套筒、存储器支架、数据存储与电源部分、存储器端盖组成。所述存储器外套筒与所述传感器外套筒通过螺纹固连，并以所述橡胶圈密封；所述数据存储与电源部分沿圆周均匀分布于所述存储器支架内的相应位置，并通过螺栓固连；所述存储器端盖与所述存储器支架通过螺栓固连；所述存储器外套筒与所述下接头通过螺纹固连，并以所述橡胶圈密封。

本发明与已有技术相比，具有如下显著优点：

本发明可以利用超声波测距的方式提高测量精度以及对复杂井下环境的适应能力。本装置由通井管柱携带入井，可有效降低测井成本。防撞保护装置可防止测量器件受到撞击，并隔离测量盲区。本发明设计合理、结构简单、便于维护，适合大规模推广使用。针对超声波式井径测量仪器的特点，本发明既能保护测量传感器，又可以隔离超声测量盲区的防撞保护装置，成功解决了存储式超声波井径仪进行井径测量过程中存在的技术问题。

附图说明

图1为通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪的主视图。

图2为通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪的A-A方向剖视图。

图3为通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪的B-B方向剖视图。

图4为通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪的C-C方向剖视图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图说明如下：

实施例一

参见图1~4，本通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，包括上接头1、内管柱2、防撞套3、橡胶圈4、传感器机构、数据存储与供电机构、下接头16，所述上接头1与所述内管柱2通过螺纹固连；所述防撞套3安装在所述传感器机构两侧；所述上接头1与所述传感器机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈4密封；所述传感器机构与所述数据存储与供电机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈4密封；所述下接头16与所述数据存储与供电机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈4密封。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处是：

参见图1~4，本通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪所述传感器机构由超声波换能器支架5、内支架6、传感器外套筒7、温度传感器支架8、人机接口外盖9、人机接口10、压力传感器与人机接口支架11、传感器端盖17、压力传感器保护套18、压力传感器19、温度传感器20、温度传感器保护套21、超声波换能器22、超声波换能器保护套23组成。所述超声波换能器支架5、所述温度传感器支架8与所述压力传感器与人机接口支架11按顺序安装于所述内支架6上，并通过键进行定位；所述传感器外套筒7与所述温度传感器支架8通过螺栓固连；所述人机接口外盖9与所述传感器外套筒7通过销钉铰接，使得所述人机接口外盖9可向外部打开；所述人机接口10安装于所述压力传感器与人机接口支架11内；所述压力传感器19安装于所述压力传感器与人机接口支架11内，并通过所述压力传感器保护套18进行密封；所述温度传感器20安装于所述温度传感器支架8内，并通过所述温度传感器保护套21进行密封；所述超声波换能器22安装于所述超声波换能器支架5内，并通过所述超声波换能器保护套23进行密封，且沿所述传感器外套筒7圆周均匀分布。

参见图1~4，本通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪所述内支架6上沿圆周均匀分布四个线槽，所述超声波换能器22、所述压力传感器19、所述温度传感器20与所述人机接口10的接线可通过此线槽与所述数据存储与供电机构相连接；所述传感器端盖17位于所述压力传感器与人机接口支架11与所述数据存储与供电机构之间，内有四个可供线束穿过的通孔，起密封线槽的作用。

参见图1~4，本通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪所述数据存储与供电机构由存储器外套筒12、存储器支架13、数据存储与电源部分14、存储器端盖15组成。所述存储器外套筒12与所述传感器外套筒7通过螺纹固连，并以所述橡胶圈4密封；所述数据存储与电源部分14沿圆周均匀分布于所述存储器支架13内的相应位置，并通过螺栓固连；所述存储器端盖15与所述存储器支架13通过螺栓固连；所述存储器外套筒12与所述下接头16通过螺纹固连，并以所述橡胶圈4密封。

本通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪的具体工作过程如下：

首先将通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪的上接头1、下接头16连接到管柱上，在管柱下放前启动人机接口10的井径仪开关，压力传感器19、温度传感器20、超声波换能器22、数据存储与电源部分14开始工作。

通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪进入井下执行井径测量时，压力传感器19负责测量井下实时压力变化，温度传感器20负责测量井下实时温度变化，超声波换能器22不断向井壁发射超声波信号，并接受其回波信号。数据存储与电源部分14分别向压力传感器19、温度传感器20、超声波换能器22供电，并储存由上述器件传回的信号。

在通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪出井后，关闭人机接口10的井径仪开关，并通过人机接口10的通信接口连接计算机。计算机读取数据存储与电源部分14储存的超声波换能器22的回波信号、温度传感器20的温度测量值和压力传感器19的压力测量值，通过计算得出所需井径数据。

Claims

1.一种通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，包括上接头（1）、内管柱（2）、防撞套（3）、橡胶圈（4）、传感器机构、数据存储与供电机构和下接头（16），其特征在于：所述上接头（1）与所述内管柱（2）通过螺纹固连；所述防撞套（3）安装在所述传感器机构两侧；所述上接头（1）与所述传感器机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈（4）密封；所述传感器机构与所述数据存储与供电机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈（4）密封；所述下接头（16）与所述数据存储与供电机构通过螺纹固连，并以所述橡胶圈（4）密封。

2.根据权利要求1所述的通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，其特征在于：所述传感器机构包括超声波换能器支架（5）、内支架（6）、传感器外套筒（7）、温度传感器支架（8）、人机接口外盖（9）、人机接口（10）、压力传感器与人机接口支架（11）、传感器端盖（17）、压力传感器保护套（18）、压力传感器（19）、温度传感器（20）、温度传感器保护套（21）、超声波换能器（22）和超声波换能器保护套（23）；所述超声波换能器支架（5）、所述温度传感器支架（8）与所述压力传感器与人机接口支架（11）按顺序安装于所述内支架（6）上，并通过键进行定位；所述传感器外套筒（7）与所述温度传感器支架（8）通过螺栓固连；所述人机接口外盖（9）与所述传感器外套筒（7）通过销钉铰接，使得所述人机接口外盖（9）能够向外部打开；所述人机接口（10）安装于所述压力传感器与人机接口支架（11）内；所述压力传感器（19）安装于所述压力传感器与人机接口支架（11）内，并通过所述压力传感器保护套（18）进行密封；所述温度传感器（20）安装于所述温度传感器支架（8）内，并通过所述温度传感器保护套（21）进行密封；所述超声波换能器（22）安装于所述超声波换能器支架（5）内，并通过所述超声波换能器保护套（23）进行密封，且沿所述传感器外套筒（7）圆周均匀分布。

3.根据权利要求2所述的通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，其特征在于：所述内支架（6）上沿圆周均匀分布四个线槽，所述超声波换能器（22）、所述压力传感器（19）、所述温度传感器（20）与所述人机接口（10）的接线通过此线槽与所述数据存储与供电机构相连接；所述传感器端盖（17）位于所述压力传感器与人机接口支架（11）与所述数据存储与供电机构之间，内有四个供线束穿过的通孔，起密封线槽的作用。

4.根据权利要求1所述的通井管柱携带式水平裸眼井超声波井径仪，其特征在于：所述数据存储与供电机构包括存储器外套筒（12）、存储器支架（13）、数据存储与电源部分（14）、存储器端盖（15）；所述存储器外套筒（12）与所述传感器外套筒（7）通过螺纹固连，并以所述橡胶圈（4）密封；所述数据存储与电源部分（14）沿圆周均匀分布于所述存储器支架（13）内的相应位置，并通过螺栓固连；所述存储器端盖（15）与所述存储器支架（13）通过螺栓固连；所述存储器外套筒（12）与所述下接头（16）通过螺纹固连，并以所述橡胶圈（4）密封。