CN104695939A - 一种定向钻钻孔测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测量装置技术领域，公开了一种定向钻钻孔测量装置，包括：钻铤、装置本体、至少一个测距装置及处理器；钻铤穿过装置本体；钻铤的两端分别与第一钻杆和第二钻杆连接；测距装置设置在钻铤或装置本体上，使测距装置能够随钻铤转动；测距装置的信号输出端与处理器的信号输入端连接。本发明将钻铤与两端的钻杆连接，并使测距装置能够随钻杆转动，测距装置发出的测量信号被钻孔孔壁反射；再通过处理器对反射信号进行分析处理，从而可以得到定向钻钻孔的形状和成孔质量。

Description

一种定向钻钻孔测量装置
技术领域
本发明涉及测量装置技术领域，主要适用于定向钻钻孔测量装置。
背景技术
目前，由于水平定向钻穿越的地质的十分复杂和穿越施工时扩孔器存在向左下方的切削力，使得定向钻的钻孔的形状非常不规则，容易造成管线回拖时回拖力过大、卡钻甚至管线断裂的事故的发生。为保证管线回拖的顺利实施，需要测量定向钻钻孔的形状和成孔质量，从而指导复杂地质条件下的定向钻的合理施工，进而降低穿越风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种定向钻钻孔测量装置，它能够测量定向钻钻孔的形状和成孔质量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种定向钻钻孔测量装置，包括：钻铤、装置本体、至少一个测距装置及处理器；所述钻铤穿过所述装置本体；所述钻铤的两端分别与第一钻杆和第二钻杆连接；所述测距装置设置在所述钻铤或所述装置本体上，使所述测距装置能够随所述钻铤转动；所述测距装置的信号输出端与所述处理器的信号输入端连接。
进一步地，所述测距装置轴向等距设置在所述钻铤或所述装置本体上。
进一步地，所述装置本体包括：圆柱形筒体、第一锥套和第二锥套；所述第一锥套和所述第二锥套各自分别设置在所述圆柱形筒体的两端；在所述第一锥套和所述第二锥套的顶部开口；所述钻铤穿过所述第一锥套的顶部开口、所述圆柱形筒体和所述第二锥套的顶部开口。
进一步地，还包括：第一密封圈和第二密封圈；所述第一密封圈设置在所述第一锥套与所述圆柱形筒体的连接处；所述第二密封圈设置在所述第二锥套与所述圆柱形筒体的连接处。
进一步地，还包括：至少一个限位杆；在所述钻铤上开设至少一个限位孔；在所述第一锥套和/或所述第二锥套和/或所述圆柱形筒体上开设有通孔；所述限位杆穿过所述通孔设置在所述限位孔中。
进一步地，还包括：至少一个圆环板；所述圆环板设置在所述圆柱形筒体的内部，与所述圆柱形筒体的内壁连接；所述钻铤穿过所述圆环板中间的通孔。
进一步地，所述圆环板的个数为2；所述圆环板各自分别设置在所述圆柱形筒体的两端；还包括：处理器安装板；所述处理器安装板的两端各自分别与两端的圆环板连接；所述处理器设置在所述处理器安装板上。
进一步地，还包括：垫圈、弹垫及螺栓；所述垫圈和所述弹垫设置在所述螺栓上；在所述圆环板上开设有通孔；在所述处理器安装板上也开设有通孔；所述螺栓穿过所述圆环板和所述处理器安装板上的通孔，对所述圆环板和所述处理器安装板进行固定。
进一步地，所述测距装置为超声波传感器。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的定向钻钻孔测量装置，将钻铤与两端的钻杆连接，并使测距装置能够随钻杆转动，测距装置发出的测量信号被钻孔孔壁反射；再通过处理器对反射信号进行分析处理，从而可以得到定向钻钻孔的形状和成孔质量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的定向钻钻孔测量装置的主视图；
图2为图1的剖面图；
图3为本发明实施例提供的定向钻钻孔测量装置的左视图；
图4为本发明实施例提供的定向钻钻孔测量装置的右视图。
其中，1-钻铤，2-第一锥套，3-圆环板，4-圆柱形筒体，5-第二锥套，6-第一密封圈，7-限位杆，8-第二密封圈，9-处理器安装板，10-超声波传感器。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的定向钻钻孔测量装置的具体实施方式及工作原理进行详细说明。
参见图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供的定向钻钻孔测量装置，包括：钻铤1、装置本体、至少一个测距装置及处理器(未在图中示出)；钻铤1穿过装置本体；钻铤1的两端分别通过螺纹与第一钻杆和第二钻杆连接；测距装置设置在钻铤1或装置本体上，使测距装置能够随钻铤1转动；测距装置的信号输出端与处理器的信号输入端连接。其中，当测距装置为多个时，测距装置轴向等距设置在钻铤1或装置本体上。
对本发明实施例的结构进行说明，在本发明实施例中，装置本体包括：圆柱形筒体4、第一锥套2、第二锥套5、第一密封圈6和第二密封圈8；第一锥套2和第二锥套5各自分别设置在圆柱形筒体4的两端；在第一锥套2和第二锥套5的顶部开口；钻铤1穿过第一锥套2的顶部开口、圆柱形筒体4和第二锥套5的顶部开口，且钻铤1穿过圆柱形筒体4的中心线。第一密封圈6设置在第一锥套2与圆柱形筒体4的连接处；第二密封圈8设置在第二锥套5与圆柱形筒体4的连接处。在本发明实施例中，测距装置为超声波传感器10，个数为6。超声波传感器10通过螺栓在圆周方向间隔60°固定在圆柱形筒体4的内壁上，随钻铤1和圆柱形筒体4同步旋转实现对钻孔形状的测量。
为了能够确保装置本体能够随测距装置同步转动，本发明实施例还包括：至少一个限位杆7；在钻铤1上开设至少一个限位孔；在第一锥套2和/或第二锥套5和/或圆柱形筒体4上开设有通孔；限位杆7穿过通孔设置在限位孔中。
为了提高本发明实施例的结构强度，使本发明实施例能够稳定工作，本发明实施例还包括：至少一个圆环板3；圆环板3设置在圆柱形筒体4的内部，与圆柱形筒体4的内壁连接；钻铤1穿过圆环板3中间的通孔。其中，圆环板3的个数为2；圆环板3各自分别设置在圆柱形筒体4的两端；钻铤1和圆环板3还通过螺栓连接固定。
进一步地，本发明实施例还包括：处理器安装板9；处理器安装板9的两端各自分别与两端的圆环板3连接；处理器设置在处理器安装板9上。具体地，本发明实施例还包括：垫圈、弹垫及螺栓；垫圈和弹垫设置在螺栓上；在圆环板3上开设有通孔；在处理器安装板9上也开设有通孔；螺栓穿过圆环板3和处理器安装板9上的通孔，对圆环板3和处理器安装板9进行固定。其中，垫圈为紫铜垫圈。
在本发明实施例中，钻铤1为无磁不锈钢钻铤，且外径为241mm，内径为71.4mm，长度为2500mm，连接螺纹为6-5/8FH螺纹。第一锥套2和第二锥套5的外径均为520mm，内径均为210mm，长度均为200mm。圆柱形筒体4的外径为520mm，内径为480mm，长度为800mm。圆环板3的外径为440mm，内径为210mm，长度为20mm。处理器安装板9的材质为铝合金，长度为770mm，宽度为145mm，厚度为10mm。
本发明实施例针对油气管道水平定向钻穿越的施工特点，并结合超声波检测的技术要求，在水平定向钻的施工洗孔阶段，安装在两个相邻的钻杆之间，位于扶正器之后，由水平定向钻机提供扭矩，通过钻杆将扭矩传递至钻铤1，从而带动圆柱形筒体4旋转。安装于圆柱形筒体4内的超声波传感器10发出超声波信号，超声波信号被钻孔孔壁反射，再通过处理器对反射信号进行分析处理，从而可以得到定向钻钻孔的形状和成孔质量。超声波传感器10跟随钻杆在钻孔内不断前进，最终完成对整个钻孔的超声测量。
本发明实施例可实现对油气管道水平定向钻穿越孔洞的形状尺寸的测量、判断孔壁的地质特征，同时还可以通过与计算机的信号连接，在计算机上形象地反应钻孔的状态，完成对孔径大小、孔壁坍塌状况、钻孔形状的质量检测，指导复杂地质条件下的定向钻的管线回拖，帮助司钻操作人员有针对性的采取措施，调整施工方案，从而降低穿越施工风险，保证管线回拖的顺利实施。
本发明实施例提供的定向钻钻孔测量装置，将钻铤1与两端的钻杆连接，并使测距装置能够随钻杆1转动，测距装置发出的测量信号被钻孔孔壁反射；再通过处理器对反射信号进行分析处理，从而可以得到定向钻钻孔的形状和成孔质量。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种定向钻钻孔测量装置，其特征在于，包括：钻铤、装置本体、至少一个测距装置及处理器；所述钻铤穿过所述装置本体；所述钻铤的两端分别与第一钻杆和第二钻杆连接；所述测距装置设置在所述钻铤或所述装置本体上，使所述测距装置能够随所述钻铤转动；所述测距装置的信号输出端与所述处理器的信号输入端连接。
2.如权利要求1所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，所述测距装置轴向等距设置在所述钻铤或所述装置本体上。
3.如权利要求1所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，所述装置本体包括：圆柱形筒体、第一锥套和第二锥套；所述第一锥套和所述第二锥套各自分别设置在所述圆柱形筒体的两端；在所述第一锥套和所述第二锥套的顶部开口；所述钻铤穿过所述第一锥套的顶部开口、所述圆柱形筒体和所述第二锥套的顶部开口。
4.如权利要求3所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，还包括：第一密封圈和第二密封圈；所述第一密封圈设置在所述第一锥套与所述圆柱形筒体的连接处；所述第二密封圈设置在所述第二锥套与所述圆柱形筒体的连接处。
5.如权利要求3所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，还包括：至少一个限位杆；在所述钻铤上开设至少一个限位孔；在所述第一锥套和/或所述第二锥套和/或所述圆柱形筒体上开设有通孔；所述限位杆穿过所述通孔设置在所述限位孔中。
6.如权利要求3所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，还包括：至少一个圆环板；所述圆环板设置在所述圆柱形筒体的内部，与所述圆柱形筒体的内壁连接；所述钻铤穿过所述圆环板中间的通孔。
7.如权利要求6所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，所述圆环板的个数为2；所述圆环板各自分别设置在所述圆柱形筒体的两端；还包括：处理器安装板；所述处理器安装板的两端各自分别与两端的圆环板连接；所述处理器设置在所述处理器安装板上。
8.如权利要求7所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，还包括：垫圈、弹垫及螺栓；所述垫圈和所述弹垫设置在所述螺栓上；在所述圆环板上开设有通孔；在所述处理器安装板上也开设有通孔；所述螺栓穿过所述圆环板和所述处理器安装板上的通孔，对所述圆环板和所述处理器安装板进行固定。
9.如权利要求1-8中任一项所述的定向钻钻孔测量装置，其特征在于，所述测距装置为超声波传感器。
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