CN201225874Y - 一种石油钻具外径检测仪 - Google Patents

Abstract

一种用于在石油钻井现场检测石油钻具管体外径的石油钻具外径检测仪，包括左夹持架(1)、左夹块(2)、平行滑杆架(3)、位移传感器(4)、右夹持架(6)、右夹块(7)等，左夹持架(1)上装有左夹块(2)，右夹持架(6)上装有右夹块(7)，位移传感器(4)被左夹持架(1)和传感器夹持器(10)固定安装在平行滑杆架(3)上，右夹持架(6)右端装有弹簧(8)，弹簧(8)的端部设有调节弹簧档块(9)，可以在石油钻井起下钻过程中实现对石油钻具外径检测，从而为了解钻具状况提供依据，进而为石油技术套管的磨损预测提供数据支持，为特殊条件下石油钻具外径检测提供了新手段，必将为石油钻具检测和套管磨损预测方面提供技术支持。

Description

一种石油钻具外径检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻具外径检测仪，主要用于在石油钻井现场检测石油钻具管体外径。

背景技术

在钻井过程中，钻具本体要承受拉、压、弯、扭载荷以及钻削过程中冲击振动引起的附加动载荷，其外表面则受到局部磨损及介质腐蚀。经服役的钻杆，常因严重磨损导致壁厚减薄，如不能及时发现，将导致刺穿、断裂等失效，引发严重的钻井事故。另外，因为钻具对技术套管持续地磨损，会导致套管强度失效引发井下的严重事故。在塔里木油田的深井、超深井钻井工程中，由钻具和套管磨损引发的钻井事故尤为突出，对钻井生产造成重大经济损失。然而，国内外目前还没有专门针对钻具外径检测的专用量具，一般井场多采用外径规配合游标卡尺进行测量，这种方法对井场上的外表清洁的钻具测量比较有效，但是在起下钻条件下在钻台上检测钻具外径时有以下的几点缺陷：

首先，由于钻具外表面硬度较高，当游标卡尺测量时刃口与钻具外表面接触时，很快就会因较薄的刃口磨损而导致测量数据不准确，游标卡尺本身不具有自动补偿误差的功能。值得注意的是，如果要通过检测钻具磨损来反映套管磨损的状况，相邻起下钻期间钻具的外径磨损量较小，因为钻具本身不是严格的圆柱形，需多点检测以确定钻具周向上外径变化(一般要求测6个点)，多点测量时卡尺的磨损会更加严重。

其次，游标卡尺由游动部分和标尺部分构成，钻具从井内取出时表面钻井液粘附严重，卡尺测量时钻井液很快进入滑动间隙内，风干后钻井液中的固相物质阻碍滑动而且磨损配合表面，造成游标卡尺失效。

再次，游标卡尺测量夹持体为刃口形状，在测量外径时可能因卡尺不水平而导致测量的数据偏大。

最后，数显卡尺显示窗口过小，在阳光下不易读清，钻井液浸入口易损坏，操作过程缓慢，会延长井队起下钻作业时间。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种石油钻具外径检测仪，针对起下钻作业工况开发的钻具外径测量仪，具有测量精度高，耐污染能力强，测量速度快等特点，采用高灵敏位移传感器设计适合现场操作的便携式检测仪器，从而为石油钻具起下钻过程中的外径检测提供全新的检测手段，从而为起下钻作业的钻具测量提供了有效的工具，进而能推动套管磨损监测技术的深入发展。

本实用新型包括左夹持架、左夹块、平行滑杆架、位移传感器、外具、右夹持架、右夹块、弹簧、弹簧档块、传感器夹持器，左夹持架上装有左夹块，右夹持架上装有右夹块，位移传感器被左夹持架和传感器夹持器固定安装在平行滑杆架上，右夹持架右端装有弹簧，弹簧的端部设有调节弹簧档块。

右夹持架下部靠孔眼与平行滑杆架连接。

位移传感器固定安装在左夹持架和传感器夹持器上，位移传感器、左夹持架与平行滑杆架通过螺钉固定连接。

位移传感器的弹性伸缩端被固定在右支持架的凹槽内。

本实用新型的优点是：本仪器可以在石油钻井起下钻过程中实现对石油钻具外径检测，从而为了解钻具状况提供依据，进而为石油技术套管的磨损预测提供数据支持。它主要特点是：能够在起下钻过程中的快速地检测钻具外径。总之，积极应用先进技术结合测量现场条件开发的本仪器为特殊条件下石油钻具外径检测提供了新手段，必将为石油钻具检测和套管磨损预测方面提供技术支持。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如附图1所示，采用了公知的回弹式位移传感器做为测量的主体，检测仪主体由平行滑杆架3、位移传感器4和左夹持架1、右夹持架6组成，平行滑杆架3由硬件合金制造，表面经镀铬处理具有较高的光洁度；位移传感器4被左夹持架1和传感器夹持器10固定安装在平行滑杆架3上，右夹持架6可在平行滑杆架3上左右滑动。右夹持架6右端装有弹簧8为测量时提供必要的挤压力。左夹持架1、右夹持架6上部安装有测量用的左夹块2、右夹块7，夹块由硬件合金加工，表面硬化处理。

左夹持架1、右夹持架6采用铝合金加工，减轻仪器重量。与平行滑杆架3采用紧定螺钉固定，方便根据测量物体直径大小调节传感器4的位置和弹簧8的预紧力。

左夹持架1和右夹持架6上端安装可拆卸的表面硬度很高的左夹块2和右夹块7，测量时用于夹持外具5，左夹块2、右夹块7由工具钢加工而成，经过表面硬化处理提高其表面硬度，增强其耐磨能力。其中左夹持架1的底部靠紧定螺钉与平行滑杆架3固定连接，右夹持架6下部靠孔眼与平行滑杆架3连接，测量时右夹持架6可以左右方向上直线移动以调节测量的外径大小。位移传感器4本体被固定安装在左夹持架1和传感器夹持器10上并随它们一起与平行滑杆架3依靠紧定螺钉固定在一起，位移传感器4的弹性伸缩端被固定在右支持架的凹槽内并随右夹持架6一起在平行滑杆架3上滑动，这样，钻具外径的大小反映为右夹持架6的左右移动量伸缩端伸缩量一致，外具5直径的大小可以通过传感器4实时读数与位移传感器的初始位置左夹持架1、右夹持架6开口大小值相加得到。从而实现外具5外径测量的功能。夹持器初始开口的大小可以通过调节位移传感器4的夹持部位进行调节，从而实现对不同直径外具5检测的要求。

本仪器可用于检测石油钻具杆体的外径，其具体使用方法如下：首先按被测量外具5直径的大小将仪器中的左夹持架1、右夹持架6开口大小调整到合适大小(可使用随仪器配备的不同外径系列的圆柱形标定物来标定开口大小，也可以调节好开口后用游标卡尺测量初始开口的大小值)，紧定好各部分的紧定螺钉使左夹持架1和传感器夹持器10与平行滑杆架3固接在一起，使位移传感器4与左夹持架1和传感器夹持器10固定在一起，调节记录好初始开口数值。调节弹簧档块9位置寻求合适的夹持力。然后就可以张开夹持架开口夹持待测外具5，稳定后读取记录测量数据即可。

在本实用新型的一具体实施例中，所适用检测的钻具外径为155～173mm，测量精度0.01mm，测量速度1.2秒/点，钻井现场起钻过程测量钻杆接头外径3000次，不占用正常起下钻时间，夹持块磨损量0.04mm。

Claims (4)

1.一种石油钻具外径检测仪，包括左夹持架(1)、左夹块(2)、平行滑杆架(3)、位移传感器(4)、右夹持架(6)、右夹块(7)、弹簧(8)、弹簧档块(9)、传感器夹持器(10)，其特征在于：左夹持架(1)上装有左夹块(2)，右夹持架(6)上装有右夹块(7)，位移传感器(4)被左夹持架(1)和传感器夹持器(10)固定安装在平行滑杆架(3)上，右夹持架(6)右端装有弹簧(8)，弹簧(8)的端部设有调节弹簧档块(9)。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻具外径检测仪，其特征在于：右夹持架(6)下部靠孔眼与平行滑杆架(3)连接。

3.根据权利要求1所述的一种石油钻具外径检测仪，其特征在于：位移传感器(4)固定安装在左夹持架(1)和传感器夹持器(10)上，位移传感器(4)、左夹持架(1)与平行滑杆架(3)通过螺钉固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种石油钻具外径检测仪，其特征在于：位移传感器(4)的弹性伸缩端被固定在右支持架(6)的凹槽内。

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