CN201991523U - 水泥头磁感应胶塞指示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥头磁感应胶塞指示器，包括顶盖、水泥头本体和下接头，在水泥头本体和下接头之间设置有检测段，水泥头本体上设置有伸入水泥头本体内的螺旋挡销，水泥头本体内设置有由螺旋挡销限位的固井胶塞，固井胶塞上设置有磁体，在检测段上设置有磁性传感器，磁性传感器连接到二次仪表。本实用新型胶塞通过水泥头时没有机械硬接触，不会受损伤，并且通过磁场作为介质，通过磁感应传感器感应胶塞的下行，检测信号无触点、精度高、可靠性高。

Description

水泥头磁感应胶塞指示器

技术领域

本实用新型涉及一种石油天然气开采过程中用来检测固井时胶塞从水泥头通过情况的水泥头磁感应胶塞指示器。

背景技术

水泥头和胶塞是固井施工作业中必须的井口装置。通常，胶塞装在水泥头内，水泥头下端连接在入井的套管或钻杆上，两旁设置有旁通，连接施工管线，用于注水泥和替泥浆等，上旁通主要用于压胶塞，同时，设置有挡销和压力表接口等附件，其作用实质上是整个固井工艺的一个缩影。固井施工时，内装胶塞，需要投入胶塞时，打开档销，释放胶塞，倒换闸门，从上旁通注入压塞液，把胶塞替入套管或钻杆内，当替浆量到位时，胶塞运行到设计的碰压位置，运行突然受阻，施工压力急剧增高，显示注替水泥浆结束，施工成功。例如，中国专利号“03258050.9”公开的水泥头装置的新型下胶塞指示器，其申请日为2003年7月14日，授权公告日为2004年7月21日。

现有的水泥头胶塞指示器主要是机械式胶塞指示器。机械式胶塞指示器是依靠胶塞推动指示器上的指示杆转动一定角度来实现指示作用的。需要在水泥头上开通孔，设置机械指示机构，可以检测胶塞通过情况，用于指导施工替浆，有利于指导施工，提高施工操作的准确性。但机械式胶塞指示器有几个缺点：一、对通过的胶塞有一定阻力，可能会损坏胶塞。二、机械式胶塞指示器会增加使水泥头体积和重量，不利于运输和储存。三、机械式胶塞指示器还需要在水泥头本体上开孔，减小了器壁的受力截面积，引起平均应力增加和容器强度减弱，而且还在开孔区产生应力集中，使水泥头的开孔接管处成为疲劳破坏或脆性破坏的始裂点。四、机械式胶塞指示器由于结构的原因需要活动灵活的橡胶密封，所以每次使用后必须保养，耗费人力物力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有水泥头胶塞指示器存在的上述问题，提供一种水泥头磁感应胶塞指示器，本实用新型胶塞通过水泥头时没有机械硬接触，不会受损伤，并且通过磁场作为介质，通过磁感应传感器感应胶塞的下行，检测信号无触点、精度高、可靠性高。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种水泥头磁感应胶塞指示器，包括顶盖、水泥头本体和下接头，其特征在于：所述水泥头本体和下接头之间设置有检测段，水泥头本体上设置有伸入水泥头本体内的螺旋挡销，水泥头本体内设置有由螺旋挡销限位的固井胶塞，固井胶塞上设置有磁体，在检测段上设置有磁性传感器，磁性传感器连接到二次仪表。

所述水泥头本体上设有由管道连接且并联设置的两个旋塞阀，两个旋塞阀之间的管道上设置有由壬。

所述检测段和下接头通过由壬螺母连接。

所述磁性传感器为一个或多个。

所述磁体为磁块或磁钢。

所述二次仪表包括主机、分别与主机连接的锂电池、传感器主板和报警模块，报警模块连接有蜂鸣器、指示灯和报警复位开关。

所述锂电池和主机连接的线缆之间还通过线缆连接有防雷模块。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型中，在水泥头本体和下接头之间设置有检测段，水泥头本体上设置有伸入水泥头本体内的螺旋挡销，水泥头本体内设置有由螺旋挡销限位的固井胶塞，固井胶塞上设置有磁块，在检测段上设置有磁性传感器，磁性传感器连接到二次仪表，采用此结构与现有技术相比，本实用新型的胶塞通过水泥头时没有机械硬接触，不会受损伤，磁性传感器和二次仪表等重复使用的零部件不会与工作液接触，不易损坏，且维护保养周期短、费用低，在胶塞里预装一个磁体，通过磁场作为介质，通过磁感应传感器感应胶塞的下行，检测信号无触点、精度高、可靠性高。

二、本实用新型中，水泥头本体上设有由管道连接且并联设置的两个旋塞阀，两个旋塞阀之间的管道上设置有由壬，采用此结构易于控制和检修，提高了整个装置的可靠性。

三、本实用新型中，检测段和下接头通过由壬螺母连接，采用由壬螺母连接增加了连接的可靠性，易于安装和拆卸，且安全、轻便、可靠，便于指导现场施工

四、本实用新型中，磁性传感器为一个或多个，可根据实际工况选择，为多个时检测的准确性更高。

五、与现有技术相比，本实用新型采用磁性传感器检测固井胶塞下行，不需要在水泥头本体上另外开孔，从而增加了水泥头本体的强度。

六、本实用新型通过检测磁性传感器安放位置处磁场强度的变化来检测胶塞通过水泥头情况，对通过的固井胶塞不产生阻力，保证了固井胶塞的使用寿命，并且此种结构方式不会增加使水泥头体积和重量，有利于运输和储存，而且不需要每次使用后都进行保养，减少了人力物力的耗费。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型二次仪表的原理图

图中标记为：1、顶盖，2、旋塞阀，3、水泥头本体，4、由壬，5、由壬螺母，6、下接头，7、磁块，8、固井胶塞，9、螺旋挡销，10、磁性传感器，11、二次仪表，12、主机，13、传感器主板，14、报警模块，15、报警复位开关，16、蜂鸣器，17、指示灯，18、锂电池，19、防雷模块。

具体实施方式

实施例1

一种水泥头磁感应胶塞指示器，包括顶盖、水泥头本体和下接头，所述水泥头本体和下接头之间设置有检测段，水泥头本体上设置有伸入水泥头本体内的螺旋挡销，水泥头本体内设置有由螺旋挡销限位的固井胶塞，如图1所示，螺旋挡销从水泥头本体上伸入水泥头本体内对固井胶塞限位。固井胶塞上固定设置有磁体，在检测段上设置有磁性传感器，磁性传感器连接到二次仪表。通过检测磁性传感器安放位置处磁场强度的变化来检测固井胶塞通过水泥头的情况。

本实用新型的优选实施方式为，在水泥头本体上设有由管道连接且并联设置的两个旋塞阀，两个旋塞阀之间的管道上设置有由壬。

本实用新型的又一优选实施方式为，所述检测段和下接头通过由壬螺母连接。

本实用新型中，磁性传感器为一个或多个，为多个时均匀分布在检测段上。另外磁体为磁块或磁钢。最佳方式为选择强磁体，例如钕铁硼强磁。

实施例2

本实用新型在固井胶塞上安装一个磁钢，在水泥头本体下的检测段上安装一套磁性传感器，磁钢随着固井胶塞通过磁性传感器安放的水泥头本体内腔时，磁钢切割磁力线产生一次磁场增强的过程，然后把磁性传感器检测到的增强峰值信号转换成声光提示，表示被释放的胶塞正在移动并通过磁性传感器的位置，当固井胶塞向下运动远离该位置时，信号迅速减弱，直至消失，最后磁性传感器感应不到任何原有的特定磁力线，此时二次仪表也将产生灯光和蜂鸣器提示，告知固井胶塞已顺利成功入井。

磁性传感器通过数据线与二次仪表连接，二次仪表为现有技术中的二次仪表，如图2所示，包括锂电池、报警复位开关、蜂鸣器、指示灯、操作软件、报警模块、防雷模块、操作系统模块即主机，磁性传感器通过传感器模块与主机连接。整个检测过程为：应用软件采集磁性传感器磁场强度数据并与设定报警门限值比较，当采集数据大于设定报警门限值时，应用软件输出报警信号到报警模块。报警模块输出开关量信号启动声光报警器。

实施例3

将磁块7安装在固井胶塞8上，在水泥头本体3下的检测段上安装两套磁性传感器10，提前将安装了磁块7的固井胶塞8装入水泥头本体内，当施工需要时打开水泥头的螺旋挡销9释放固井胶塞8入井时，强磁块7将随着固井胶塞通过磁性传感器10的位置，此时磁力线切割将出现一次磁场增强的过程，磁性传感器将及时把这增强的信号传输到二次仪表11中，于是二次仪表11便会以灯光和蜂鸣器声音提示，表示被释放的固井胶塞8正在移动并通过磁性传感器10的位置，当固井胶塞8被释放并通过下接头6沿着套管入井后，强磁块7将随固井胶塞8向下运动离开水泥头，磁性传感器10感应不到任何原有的特定磁力线，此时的二次仪表11也将及时以灯光和蜂鸣器提示，告知固井胶塞已顺利成功入井。至此，固井胶塞指示器便完成了一次判断和显示固井胶塞8是否入井的全部工作。

Claims (5)

1. 一种水泥头磁感应胶塞指示器，包括顶盖、水泥头本体和下接头，其特征在于：所述水泥头本体和下接头之间设置有检测段，水泥头本体上设置有伸入水泥头本体内的螺旋挡销，水泥头本体内设置有由螺旋挡销限位的固井胶塞，固井胶塞上设置有磁体，在检测段上设置有磁性传感器，磁性传感器连接到二次仪表。

2.根据权利要求1所述的水泥头磁感应胶塞指示器，其特征在于：所述水泥头本体上设有由管道连接且并联设置的两个旋塞阀，两个旋塞阀之间的管道上设置有由壬。

3.根据权利要求1或2所述的水泥头磁感应胶塞指示器，其特征在于：所述检测段和下接头通过由壬螺母连接。

4.根据权利要求1或2所述的水泥头磁感应胶塞指示器，其特征在于：所述磁性传感器为一个或多个。

5.根据权利要求1或2所述的水泥头磁感应胶塞指示器，其特征在于：所述磁体为磁块或磁钢。

Images