CN109372495B - 一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，涉及油气勘探技术领域。包括钻杆，钻杆内设置第一连接块，第一连接块上设置固定杆，固定杆远离第一连接块一端与钻杆内壁固定连接，第一连接块底部设置连接杆，连接杆底端设置第二连接块，第二连接块上设置压力探头，压力探头为多个，多个压力探头一侧设置触杆，触杆远离压力探头一端设置第一压力杆，第一压力杆与钻杆内壁之间设置弹簧，第一压力杆底部设置第二压力杆，第一连接块上设置压力传感器，压力传感器与压力探头的数量相适应，压力检测装置还包括数据采集传输装置。本发明的有益效果在于：本装置能够减少压力检测过程中不确定因素的干扰，提高压力测量数据的精确度。

Description

一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置
技术领域
本发明主要涉及油气勘探技术领域，具体是一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置。
背景技术
在油气钻井领域，开展随钻压力测试技术的研究，可以准确地获取钻井过程中的地层压力，为录取工程、钻井工程和油藏地质工程提供重要的基础数据，因此，准确掌握地层压力参数在油气钻井过程中至关重要。
现有技术中，对地层压力的检测，主要采用壳体、压力采集装置和数据采集传输装置，压力采集装置包括滤网、压力探头、液压油管路和压力传感器，在使用时，通过测量泥浆或钻井液给压力采集装置施加的压力，再由数据采集传输装置和井口相关测量仪器测试压力。由于钻杆在钻井过程会出现倾斜或震颤等问题，加上地层内部结构的偶然性因素太多，在具体操作时泥浆或钻井液给压力采集装置施加的压力误差太大，干扰较多，测量的数据与实际情况依然存在误差，不利于研究人员对地层情况进行研究分析。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，它在现有压力检测装置的基础上，通过改进地层压力的检测方法，能够减少压力检测过程中不确定因素的干扰，提高压力测量数据的精确度。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，包括钻杆，所述钻杆内设置第一连接块，所述第一连接块上设置固定杆，所述固定杆远离第一连接块一端与钻杆内壁固定连接，所述第一连接块底部设置连接杆，所述连接杆底端设置第二连接块，所述第二连接块上设置压力探头，所述压力探头为多个，多个所述压力探头一侧设置触杆，所述触杆远离压力探头一端设置第一压力杆，所述第一压力杆与钻杆内壁之间设置弹簧，所述弹簧两端分别固定在第一压力杆和钻杆内壁上，所述第一压力杆底部设置第二压力杆，所述钻杆侧壁设置通孔，所述第二压力杆远离第一压力杆一端设置穿过通孔位于钻杆外部；所述第一连接块上设置压力传感器，所述压力传感器与压力探头的数量相适应，所述压力传感器上设置第一导线和第二导线，所述第一连接块、连接杆和第二连接块上均设置第一空腔，所述第一导线穿过第一空腔与压力探头相连接，所述压力检测装置还包括数据采集传输装置，所述数据采集传输装置包括A/D转化芯片、单片机、电源模块和锂电池，所述第二导线均与数据采集传输装置上的A/D转化芯片相连接。
所述第二压力杆端部设置辅助板，
所述辅助板为圆弧形辅助板。
所述第二压力杆的数量为4个。
所述第一连接块底部设置凹槽，所述凹槽内设置球头万向节，所述球头万向节底部设置关节柄，所述关节柄底端与连接杆固定连接，所述球头万向节和关节柄上设置第二空腔，所述第二空腔和第一空腔之间相通。
所述通孔内设置密封垫，所述密封垫与第二压力杆相接触。
对比现有技术，本发明的有益效果是：
1、本装置通过第一压力杆和第二压力杆和弹簧的相互配合，在钻杆上设置多个检测点对地层压力进行检测，通过对比分析，能够减少在钻井过程中压力检测过程中不确定因素的干扰，提高压力测量数据的精确度，便于研究人员对地层情况进行研究分析，针对地层状况的不同有针对性的调节钻井部件的相关参数，减少钻井过程中的隐患，提高钻井效率。
2、辅助板与地层侧壁相接触，能够减少第二压力杆与地层侧壁之间的磨损，提高钻井过程中压力检测装置运行的稳定性。
3、辅助板设置为圆弧形，与钻孔过程中地层的侧壁相适应，减少辅助杆受到的损害。
4、球头万向节和关节柄的设置，便于在试验模拟阶段将第一连接块的位置灵活调整，有效固定住，然后检测在第二压力杆、第一压力杆、触杆和弹簧的传动过程中压力传动到压力探头时的递减时的规律，并将具体结构设置在钻杆内部，根据数据采集传输装置采集的数据，根据压力传动的规律推出真实测量的压力，进一步优化了本装置，有利于提高压力检测的精确程度。
5、密封垫起到密封作用，减少钻井过程中细小杂物进入到钻杆内部的含量，有效保护钻杆。
附图说明
附图1是本发明主视图结构示意图；
附图2是本发明钻杆内部结构示意图；
附图3是本发明A-A剖视图；
附图4是本发明第一连接块和连接杆部分内部机构示意图；
附图5是本发明I部放大图。
附图中所示标号：1、钻杆；2、第一连接块；3、固定杆；4、连接杆；5、第二连接块；6、压力探头；7、触杆；8、第一压力杆；9、弹簧；10、第二压力杆；11、通孔；12、压力传感器；13、第一导线；14、第二导线；15、第一空腔；16、数据采集传输装置；17、辅助板；18、凹槽；19、球头万向节；20、关节柄；21、第二空腔；22、密封垫。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，所采用的电路连接均为现有技术中的常规型号，在此不再详述。
一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，包括钻杆1，所述钻杆1内设置第一连接块2，所述第一连接块2上设置固定杆3，所述固定杆3远离第一连接块2一端与钻杆1内壁固定连接，所述第一连接块2底部设置连接杆4，所述连接杆4底端设置第二连接块5，所述第二连接块5上设置压力探头6，所述压力探头6为多个，多个所述压力探头6一侧设置触杆7，所述触杆7远离压力探头6一端设置第一压力杆8，所述第一压力杆8与钻杆1内壁之间设置弹簧9，所述弹簧9两端分别固定在第一压力杆8和钻杆1内壁上，所述第一压力杆8底部设置第二压力杆10，所述钻杆1侧壁设置通孔11，所述第二压力杆10远离第一压力杆8一端设置穿过通孔11位于钻杆1外部；所述第一连接块2上设置压力传感器12，所述压力传感器12与压力探头6的数量相适应，所述压力传感器12上设置第一导线13和第二导线14，所述第一连接块2、连接杆4和第二连接块5上均设置第一空腔15，所述第一导线13穿过第一空腔15与压力探头6相连接，所述压力检测装置还包括数据采集传输装置16，所述数据采集传输装置16包括A/D转化芯片、单片机、电源模块和锂电池，如附图2所示，数据采集传输装置与现有的数据采集传输装置相同，并去掉了与液压检测有关的脉冲器等部件，因此在附图中仅用框图表示，不做详细描述。所述第二导线14均与数据采集传输装置16上的A/D转化芯片相连接。本装置通过第一压力杆和第二压力杆和弹簧的相互配合，在钻杆上设置多个检测点对地层压力进行检测，通过对比分析，能够减少在钻井过程中压力检测过程中不确定因素的干扰，提高压力测量数据的精确度，便于研究人员对地层情况进行研究分析，针对地层状况的不同有针对性的调节钻井部件的相关参数，减少钻井过程中的隐患，提高钻井效率。
为了提高钻井过程中压力检测装置运行的稳定性，所述第二压力杆10端部设置辅助板17。辅助板与地层侧壁相接触，能够减少第二压力杆与地层侧壁之间的磨损，提高钻井过程中压力检测装置运行的稳定性。
作为优化，所述辅助板17为圆弧形辅助板。辅助板设置为圆弧形，与钻孔过程中地层的侧壁相适应，减少辅助杆受到的损害。
作为优化，所述第二压力杆10的数量为4个。
为了提高压力检测的精确程度，所述第一连接块2底部设置凹槽18，所述凹槽18内设置球头万向节19，所述球头万向节19底部设置关节柄20，所述关节柄20底端与连接杆4固定连接，所述球头万向节19和关节柄20上设置第二空腔21，所述第二空腔21和第一空腔15之间相通。在本发明的一个实施例中，第一连接块、凹槽、球头万向节和关节柄采用球头柄关节轴承结构。球头万向节和关节柄的设置，便于在试验模拟阶段将第一连接块的位置灵活调整，有效固定住，然后检测在第二压力杆、第一压力杆、触杆和弹簧的传动过程中压力传动到压力探头时的递减时的规律，并将具体结构设置在钻杆内部，根据数据采集传输装置采集的数据，根据压力传动的规律推出真实测量的压力，进一步优化了本装置，有利于提高压力检测的精确程度。
为了有效保护电杆，所述通孔11内设置密封垫22，所述密封垫22与第二压力杆10相接触。密封垫起到密封作用，如附图5所示，在本发明的一个实施例中，顶部密封垫处可设置压力探头，检测地层所处内在的压力，供研究人员分析。减少钻井过程中细小杂物进入到钻杆内部的含量，有效保护钻杆。
使用方法：
本发明在使用时，第二压力杆与地层侧壁相接触，在钻井过程中，地层侧壁挤压第二压力杆然后在第一压力杆的作用下，触杆与压力探头相接触，压力探头将检测到的压力传递到压力传感器上，并通过数据采集传输装置计算推知地层压力，由于采用多个第二压力杆和多个压力探头检测地层压力，通过数据对比分析可推断出是正常地层压力值震颤或地层异物带来的干扰值，或者根据多个压力传感器检测到的压力数值是否相同判断钻杆是否相同，排除检测到差异很大的干扰数值即可得到正常检测到的压力检测值，提高压力测量数据的精确度，而且根据钻井情况的不同及时调整钻杆，减少损害，便于研究人员对地层情况进行研究分析，针对地层状况的不同在后续的工作中有针对性的调节钻井部件的相关参数，减少钻井过程中的隐患，提高钻井效率。

Claims (5)

1.一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，包括钻杆(1)，其特征在于：所述钻杆(1)内设置第一连接块(2)，所述第一连接块(2)上设置固定杆(3)，所述固定杆(3)远离第一连接块(2)一端与钻杆(1)内壁固定连接，所述第一连接块(2)底部设置连接杆(4)，所述连接杆(4)底端设置第二连接块(5)，所述第二连接块(5)上设置压力探头(6)，所述压力探头(6)为多个，多个所述压力探头(6)一侧设置触杆(7)，所述触杆(7)远离压力探头(6)一端设置第一压力杆(8)，所述第一压力杆(8)与钻杆(1)内壁之间设置弹簧(9)，所述弹簧(9)两端分别固定在第一压力杆(8)和钻杆(1)内壁上，所述第一压力杆(8)底部设置第二压力杆(10)，所述钻杆(1)侧壁设置通孔(11)，所述第二压力杆(10)远离第一压力杆(8)一端设置穿过通孔(11)位于钻杆(1)外部；
所述第一连接块(2)上设置压力传感器(12)，所述压力传感器(12)与压力探头(6)的数量相适应，所述压力传感器(12)上设置第一导线(13)和第二导线(14)，所述第一连接块(2)、连接杆(4)和第二连接块(5)上均设置第一空腔(15)，所述第一导线(13)穿过第一空腔(15)与压力探头(6)相连接，所述压力检测装置还包括数据采集传输装置(16)，所述数据采集传输装置(16)包括A/D转化芯片、单片机、电源模块和锂电池，所述第二导线(14)均与数据采集传输装置(16)上的A/D转化芯片相连接，所述第一连接块(2)底部设置凹槽(18)，所述凹槽(18)内设置球头万向节(19)，所述球头万向节(19)底部设置关节柄(20)，所述关节柄(20)底端与连接杆(4)固定连接，所述球头万向节(19)和关节柄(20)上设置第二空腔(21)，所述第二空腔(21)和第一空腔(15)之间相通。
2.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，其特征在于：所述第二压力杆(10)端部设置辅助板(17)。
3.根据权利要求2所述的一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，其特征在于：所述辅助板(17)为圆弧形辅助板。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，其特征在于：所述第二压力杆(10)的数量为4个。
5.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器的油气井随钻压力检测装置，其特征在于：所述通孔(11)内设置密封垫(22)，所述密封垫(22)与第二压力杆(10)相接触。
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