CN105863615B - 一种适用于煤层气钻井的测斜仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于煤层气钻井的测斜仪，包括：外壳，外壳为圆筒状；电路舱，设置在外壳内；电子罗盘模块，设置在电路舱内，其中，电子罗盘模块的敏感轴与外壳的轴线平行，电子罗盘模块用于实时对煤层气钻井的钻孔轨迹进行测量；数据采集模块，设置在电路舱内，且与电子罗盘模块连接，用于从电子罗盘模块采集测量数据；存储模块，与数据采集模块连接，用于存储测量数据。本发明解决了现有技术中无法对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气勘探技术领域，尤其涉及一种适用于煤层气钻井的测斜仪。
背景技术
煤层气钻井属于定向钻井，在钻进过程中，若钻孔轨迹出现偏差，则可能使得钻孔偏离目标煤层，最终导致钻孔失败，因此必须按照设计的轨迹进行钻进。在钻进过程中，为了能够有效的对钻孔轨迹进行控制，需对钻孔轨迹进行测量，根据测量结果制定合理的钻井工艺，从而实现对钻孔轨迹的纠偏，保证钻孔方向沿设定轨迹行进，但是，现在缺乏一种适用于煤层气钻井的测斜仪，而无法对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量。
发明内容
本申请实施例通过提供一种适用于煤层气钻井的测斜仪，解决了现有技术中无法对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量的技术问题。
本申请提供了一种适用于煤层气钻井的测斜仪，包括：
外壳，所述外壳为圆筒状；
电路舱，设置在所述外壳内；
电子罗盘模块，设置在所述电路舱内，其中，所述电子罗盘模块的敏感轴与所述外壳的轴线平行，所述电子罗盘模块用于实时对煤层气钻井的钻孔轨迹进行测量；
数据采集模块，设置在所述电路舱内，且与所述电子罗盘模块连接，用于从所述电子罗盘模块采集测量数据；
存储模块，与所述数据采集模块连接，用于存储所述测量数据。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
下接箍，与所述外壳的下端螺纹连接；
上接箍，与所述外壳的上端螺纹连接。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
第一密封圈，设置在所述外壳内，且位于所述下接箍与所述外壳之间；
第二密封圈，设置在所述外壳内，且位于所述上接箍与所述外壳之间。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
电池舱，设置在所述外壳内，所述电池舱的下端与所述下接箍的上端螺纹连接；
其中，在所述电池舱内安装有电池，所述电池用于给所述电子罗盘模块、所述数据采集模块、以及所述存储模块供电。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
电池舱盖，设置在所述外壳内，所述电池舱盖的下端与所述电池舱的上端螺纹连接，所述电池舱盖的上端与所述电路舱的下端螺纹连接。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
固定板，设置在所述电路舱内，且竖直固定在所述电池舱盖上；
固定座，通过螺栓固定在所述固定板上，其中，所述电子罗盘模块固定在所述固定座上。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
电路舱盖，设置在所述外壳内，所述电路舱盖的下端与所述电路舱的上端螺纹连接，所述电路舱盖的上端嵌入在所述上接箍的凹槽内。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
压簧，设置在所述外壳内，且位于所述电路舱盖上端与所述上接箍的下端之间。
优选地，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
接线端子，设置在所述外壳上，且与所述数据采集模块连接，用于连接一外接电源，以使得所述外接电源给所述数据采集模块供电。
优选地，所述子罗盘模块的型号为CJMCU-MPU3300-6-1；所述数据采集模块的数据处理芯片的型号为STC15W4K56S4-1；所述存储模块的存储芯片的型号为SDV702-5。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本申请实施例中，公开了一种适用于煤层气钻井的测斜仪，包括：外壳，外壳为圆筒状；电路舱，设置在外壳内；电子罗盘模块，设置在电路舱内，其中，电子罗盘模块的敏感轴与外壳的轴线平行，电子罗盘模块用于实时对煤层气钻井的钻孔轨迹进行测量；数据采集模块，设置在电路舱内，且与电子罗盘模块连接，用于从电子罗盘模块采集测量数据；存储模块，与数据采集模块连接，用于存储测量数据。所以，本发明有效地有效解决了现有技术中的无法对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量的技术问题，实现了对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量，从而实现对钻孔轨迹的纠偏，保证钻孔方向沿设定轨迹行进的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中一种适用于煤层气钻井的测斜仪的主视图；
图2为本申请实施例中一种适用于煤层气钻井的测斜仪的A-A方向剖面视图；
图3为本申请实施例中一种适用于煤层气钻井的测斜仪的电路舱内部结构图；
图4为本申请实施例中电子罗盘模块、数据采集模块、存储模块的连接关系示意图。
附图标记：1-下接箍，2-第一密封圈，3-外壳，4-电池舱，5-电池舱盖，6-电路舱，7-螺栓，8-螺母，9-电路舱盖，10-上接箍，11-第二密封圈，12-压簧，13-固定板，14-固定座，15-固定螺钉，16-电子罗盘模块，17-数据采集模块，18-存储模块，19-接线端子。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种适用于煤层气钻井的测斜仪，解决了现有技术中无法对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量的技术问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种适用于煤层气钻井的测斜仪，包括：外壳，外壳为圆筒状；电路舱，设置在外壳内；电子罗盘模块，设置在电路舱内，其中，电子罗盘模块的敏感轴与外壳的轴线平行，电子罗盘模块用于实时对煤层气钻井的钻孔轨迹进行测量；数据采集模块，设置在电路舱内，且与电子罗盘模块连接，用于从电子罗盘模块采集测量数据；存储模块，与数据采集模块连接，用于存储测量数据。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
本实施例提供了一种适用于煤层气钻井的测斜仪，如图1～图3所示，包括：
外壳3，外壳3为圆筒状；
电路舱6，设置在外壳3内；
电子罗盘模块16(如图3所示)，设置在电路舱6内，其中，电子罗盘模块16的敏感轴X与外壳3的轴线Y(即：所述适用于煤层气钻井的测斜仪的轴线)平行，电子罗盘模块16用于实时对煤层气钻井的钻孔轨迹进行测量，具体测量数据，包括：井斜角、方位角等；
数据采集模块17，设置在电路舱6内，且与电子罗盘模块16连接，用于从电子罗盘模块17采集测量数据；
存储模块18，与数据采集模块17连接，用于存储测量数据。
进一步，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
下接箍1，与外壳3的下端螺纹连接；
第一密封圈2(例如：O型密封圈)，设置在外壳3内，且位于下接箍1与外壳3之间，起到密封作用；
上接箍10，与外壳3的上端螺纹连接；
第二密封圈11(例如：O型密封圈)，设置在外壳3内，且位于上接箍10与外壳3之间，起到密封作用。
进一步，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
电池舱4，设置在外壳3内，电池舱4的下端与下接箍1的上端螺纹连接；
电池舱盖5，设置在外壳3内，电池舱盖5的下端与电池舱4的上端螺纹连接，电池舱盖5的上端与电路舱6的下端螺纹连接；
其中，在电池舱4内安装有电池，电池用于给数据采集模块17供电。
进一步，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
固定板13，设置在电路舱6内，且竖直固定在电池舱盖5上；
固定座14，通过螺栓固定在固定板13上，其中，电子罗盘模块16固定在固定座14上。
进一步，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
电路舱盖9，设置在外壳3内，电路舱盖9的下端与电路舱6的上端螺纹连接，电路舱盖9的上端嵌入在上接箍10的凹槽内。
进一步，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
压簧12，设置在外壳3内，且位于电路舱盖9上端与上接箍10的下端之间。
在具体实施过程中，如图1所示，沿外壳3从下至上，主要结构依次包括：下接箍1，电池舱4，电池舱盖5，电路舱6，电路舱盖9，压簧12，上接箍10。下接箍1加工有凹槽，凹槽内外均加工有螺纹，下接箍1的内螺纹与电池舱4相连接，下接箍1的外螺纹与外壳3的下端相连接，同时外壳3与下接箍1之间安装有第一密封圈2进行密封。
在具体实施过程中，电池舱盖5的上端和下端均加工有外螺纹，其下端与电池舱4螺纹连接，其上端与电路舱6螺纹连接。同时，固定板13通过固定螺钉15安装于电池舱盖5上(如图2所示)，固定板13上开有小孔，通过螺栓7、螺母8将固定座14固定于固定板13上。电路舱6的上端通过螺纹与电路舱盖9相连接，上接箍10通过螺纹与外壳3的上端相连接，同时，外壳3与上接箍10之间安装有第二密封圈11进行密封，上接箍10加工有凹槽，电路舱盖9的上端的环形轴嵌入上接箍10的凹槽内，压簧12的一端与电路舱盖9的端部环形轴凹槽底部相接触，另一端与上接箍10的凹槽底部相接处，安装完成后压簧12处于压缩状态。
在具体实施过程中，所述适用于煤层气钻井的测斜仪，还包括：
接线端子19，设置在外壳3上，且与数据采集模块17连接，用于连接一外接电源，以使得外接电源给数据采集模块17供电。
在具体实施过程中，电子罗盘模块的型号为CJMCU-MPU3300-6-1；数据采集模块的数据处理芯片的型号为STC15W4K56S4-1；存储模块的存储芯片的型号为SDV702-5。
在具体实施过程中，如图3所示，电子罗盘模块16的型号为CJMCU-MPU3300-6-1，通过胶粘剂将电子罗盘模块16安装于固定座14上，且必须保证电子罗盘模块16的敏感轴X与外壳3的轴线Y(即：所述适用于煤层气钻井的测斜仪的轴线)保持平行。数据采集模块17亦通过胶粘剂粘贴于固定板13上，数据采集模块17用以实时从电子罗盘模块16采集测量数据，并将测量数据存储在存储模块18中。
如图4所示，数据采集模块17的数据处理芯片的型号为STC15W4K56S4-1，存储模块18采用C-SD卡存储芯片，型号为SDV702-5。电子罗盘模块16的VCC、GND、DO引脚分别与数据采集模块的+5V、-5V、P1.0引脚相连接，VCC为直流电源的正极，GND为直流电源的地，数据采集模块17通过VCC及GND引脚给电子罗盘模块16供电，DO引脚为电子罗盘模块数16的据输出引脚，输出数据通过P1.0引脚实时输入数据采集模块17。存储模块18的VCC1、GND1、T1、R1引脚分别与数据采集模块17的+5V、-5V、P3.0、P3.1引脚相连接。VCC1为直流电源的正极，GND1为直流电源的地，数据采集模块17通过VCC1及GND1引脚给存储模块18供电，T1、R1为存储模块18数据通信端口，数据采集模块17通过P3.0引脚及P3.1引脚将数据存入存储模块18中的SD卡内。数据采集模块17的+5V、-5V引脚分别与-接线端子19的Vin+、Vin-引脚相连接，Vin+及Vin-引脚用于连接外接电源的正、负极输入引脚。
在具体实施过程中，所述适用于煤层气钻井的测斜仪还设置有一电源开关，用于开启和关闭所述适用于煤层气钻井的测斜仪。
下面，提供一种利用上述适用于煤层气钻井的测斜仪(简称：测斜仪)测量钻孔轨迹的方法，具体有如下步骤：
(1)钻孔完成后，将钻杆提出。
(2)启动测斜仪电源开关，随后将测斜仪组装完毕，测斜仪将在电源启动1个小时之后进行数据的采集工作。
(3)通过螺纹连接，将测斜仪安装于钻头与钻杆之间。
(4)启动钻机，利用钻杆将测斜仪下放到孔底。在下放过程中，从测斜仪到达井口位置开始，每下放一根钻杆(钻杆长度小于10米)，钻机即停止下放2分钟，同时记录此时下放钻杆的总长度，如此往复。
(5)钻头到达孔底后，保持钻杆不发生上下移动，保持时间为20分钟，随后快速将钻杆提出。
(6)提出钻杆后，将测斜仪与钻杆分离，同时将测斜仪拧卸，关闭测斜仪电源，将测斜仪内的数据存储芯片(SD卡)取出。
(7)利用的SD卡内存储的数据及所记录的钻杆长度数据，并结合上位机软件的分析，便可计算得到钻孔的轨迹，钻孔轨迹最终以三维波形图的形式进行显示。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
在本申请实施例中，公开了一种适用于煤层气钻井的测斜仪，包括：外壳，外壳为圆筒状；电路舱，设置在外壳内；电子罗盘模块，设置在电路舱内，其中，电子罗盘模块的敏感轴与外壳的轴线平行，电子罗盘模块用于实时对煤层气钻井的钻孔轨迹进行测量；数据采集模块，设置在电路舱内，且与电子罗盘模块连接，用于从电子罗盘模块采集测量数据；存储模块，与数据采集模块连接，用于存储测量数据。所以，本发明有效地有效解决了现有技术中的无法对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量的技术问题，实现了对煤层气钻井过程中的钻孔轨迹进行测量，从而实现对钻孔轨迹的纠偏，保证钻孔方向沿设定轨迹行进的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种适用于煤层气钻井的测斜仪，其特征在于，通过螺纹连接安装于钻头与钻杆之间，包括：
外壳，所述外壳为圆筒状；
下接箍，与所述外壳的下端螺纹连接；
上接箍，与所述外壳的上端螺纹连接，上接箍加工有凹槽；
电路舱，设置在所述外壳内；
电路舱盖，设置在所述外壳内，所述电路舱盖的下端与所述电路舱的上端螺纹连接，所述电路舱盖的上端的环形轴嵌入在所述上接箍的凹槽内；
压簧，设置在所述外壳内，且位于所述电路舱盖上端与所述上接箍的下端之间；压簧的一端与电路舱盖的端部环形轴凹槽底部相接触，另一端与上接箍的凹槽底部相接处，安装完成后压簧处于压缩状态；
电子罗盘模块，设置在所述电路舱内，其中，所述电子罗盘模块的敏感轴与所述外壳的轴线平行，所述电子罗盘模块用于实时对煤层气钻井的钻孔轨迹进行测量；
数据采集模块，设置在所述电路舱内，且与所述电子罗盘模块连接，用于从所述电子罗盘模块采集测量数据；
存储模块，与所述数据采集模块连接，用于存储所述测量数据。
2.如权利要求1所述的适用于煤层气钻井的测斜仪，其特征在于，还包括：
第一密封圈，设置在所述外壳内，且位于所述下接箍与所述外壳之间；
第二密封圈，设置在所述外壳内，且位于所述上接箍与所述外壳之间。
3.如权利要求1所述的适用于煤层气钻井的测斜仪，其特征在于，还包括：
电池舱，设置在所述外壳内，所述电池舱的下端与所述下接箍的上端螺纹连接；
其中，在所述电池舱内安装有电池，所述电池用于给所述数据采集模块供电。
4.如权利要求3所述的适用于煤层气钻井的测斜仪，其特征在于，还包括：
电池舱盖，设置在所述外壳内，所述电池舱盖的下端与所述电池舱的上端螺纹连接，所述电池舱盖的上端与所述电路舱的下端螺纹连接。
5.如权利要求4所述的适用于煤层气钻井的测斜仪，其特征在于，还包括：
固定板，设置在所述电路舱内，且竖直固定在所述电池舱盖上；
固定座，通过螺栓固定在所述固定板上，其中，所述电子罗盘模块固定在所述固定座上。
6.如权利要求1～5任一所述的适用于煤层气钻井的测斜仪，其特征在于，还包括：
接线端子，设置在所述外壳上，且与所述数据采集模块连接，用于连接一外接电源，以使得所述外接电源给所述数据采集模块供电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191105 Termination date: 20200524 |