CN207905793U - 存储式近钻头多参数测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钻井技术领域，是一种存储式近钻头多参数测量装置，其包括扭力应变测量单元、钻压测量单元，每组扭力应变测量模块组均包括与凹槽数量一致且一一对应的扭力应变测量模块，每组扭力应变测量模块组的扭力应变测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽内；每组钻压测量模块组均包括与凹槽数量一致且一一对应的钻压测量模块，每组钻压测量模块组的钻压测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽内。本实用新型结构合理，通过扭力应变测量单元、振动测量单元和钻压测量单元测量钻头处的扭矩、振动、钻压数据，提钻后在地面进行扭矩、振动、钻压数据的读取和分析，依据分析结果进行钻井参数优化，提高了机械钻速及工作效率，节约了钻井成本。

Description

存储式近钻头多参数测量装置

技术领域

本实用新型涉及钻井技术领域，是一种存储式近钻头多参数测量装置。

背景技术

在石油天然气钻井工作中，无论是钻定向井、水平井，或是直井，为了更好地控制钻井，地面工程技术人员需要更好的了解井下的工程参数，包括钻压、扭矩、弯曲应力、钻柱内压力及环空压力等。

目前在钻井过程中，由于井下钻头处钻压、扭矩、振动等数据均未知，只能依据地面参数进行钻井控制，并完全依赖钻台司钻的个人经验进行钻井过程控制，但是参数的地面测量值往往与参数的井下实际值存在一定的偏差，在大位移水平井中这种偏差甚至会很大，从而使得工程参数的地面测量值并不能反映真实的井下状态，同时在实际作业中每口井的地层、井眼轨迹不同，钻进工况不同，对于钻进参数的需求不同，因此只依靠地面测量的参数值进行钻井控制，不能保证钻井参数的最优化，会影响钻井效率，引发钻井安全事故。

发明内容

本实用新型提供了一种存储式近钻头多参数测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有只依靠地面测量的参数值进行钻井控制存在的参数不准确、费时费力、施工效率较低的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种存储式近钻头多参数测量装置，包括本体、扭力应变测量单元、振动测量单元、钻压测量单元、存储单元和盖板，所述本体呈中空轴状，在所述本体外侧沿圆周间隔设有至少两个凹槽，对应每个凹槽外侧位置的本体上均设有使相邻凹槽之间相连通的接线槽，在每个凹槽上固定安装有能将凹槽密封的盖板；所述振动测量单元与存储单元电连接，所述扭力应变测量单元包括放大电路和至少一个扭力应变测量模块组，扭力应变测量模块组与放大电路电连接，放大电路与存储单元电连接，每组扭力应变测量模块组均包括与凹槽数量一致且一一对应的扭力应变测量模块，每组扭力应变测量模块组的扭力应变测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽内；所述钻压测量单元包括至少一个钻压测量模块组，钻压测量模块组与存储单元电连接，每组钻压测量模块组均包括与凹槽数量一致且一一对应的钻压测量模块，每组钻压测量模块组的钻压测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽内，放大电路、存储模块和振动测量单元安装在任意凹槽内。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述还可包括安装在任一凹槽内的井下电源单元，井下电源单元分别与扭力应变测量单元、振动测量单元、钻压测量单元电连接。

上述扭力应变测量模块可包括四个串联的扭力测量应变片，每个扭力测量应变片均与轴线呈45度角。

上述振动测量单元可包括振动处理电路和振动传感器，在至少两个凹槽内安装有振动传感器，每个振动传感器均与振动处理电路电连接，振动处理电路与数据存储单元电连接。

上述钻压测量模块可包括两个串联的钻压测量应变片，每个钻压测量应变片均与轴线平行。

上述在对应每个凹槽外侧位置的本体设有盖板槽，盖板通过螺钉固定安装在盖板槽内，且盖板的外侧与本体齐平。

上述在盖板与盖板槽之间固定安装有至少一个密封圈。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，将本实用新型连接在钻铤和钻头之间，随钻柱一起下入井内，在钻井过程中，通过扭力应变测量单元、振动测量单元和钻压测量单元测量钻头处的扭矩、振动、钻压数据，提钻后在地面进行扭矩、振动、钻压数据的读取和分析，依据分析结果进行钻井参数优化，解决了现有通过地面测量的参数值不准确的问题，提高了机械钻速及工作效率，节约了钻井成本。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图2为附图1中在A-A处的剖视结构示意图。

附图3为本实用新型最佳实施例的电路连接示意图。

附图4为本实用新型最佳实施例的扭力应变测量模块安装结构示意图。

附图5为本实用新型最佳实施例的钻压测量模块模块安装结构示意图。

附图中的编码分别为：1为本体，2为盖板，3为凹槽，4为螺钉，5为密封圈，6为扭力测量应变片，7为钻压测量应变片,8为接线槽。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该存储式近钻头多参数测量装置，包括本体1、扭力应变测量单元、振动测量单元、钻压测量单元、存储单元和盖板2，所述本体1呈中空轴状，在所述本体1外侧沿圆周间隔设有至少两个凹槽3，对应每个凹槽3外侧位置的本体1上均设有使相邻凹槽3之间相连通的接线槽8，在每个凹槽3上固定安装有能将凹槽3密封的盖板2；所述振动测量单元与存储单元电连接，所述扭力应变测量单元包括放大电路和至少一个扭力应变测量模块组，扭力应变测量模块组与放大电路电连接，放大电路与存储单元电连接，每组扭力应变测量模块组均包括与凹槽3数量一致且一一对应的扭力应变测量模块，每组扭力应变测量模块组的扭力应变测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽3内；所述钻压测量单元包括至少一个钻压测量模块组，钻压测量模块组与存储单元电连接，每组钻压测量模块组均包括与凹槽3数量一致且一一对应的钻压测量模块，每组钻压测量模块组的钻压测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽3内，放大电路、存储模块和振动测量单元安装在任意凹槽3内。

上述扭力应变测量单元主要用于测量钻井过程中钻头处的扭矩数据，扭力应变测量模块组将扭矩数据发送给放大电路进行处理，处理后发送给扭矩数据存储单元进行存储，放大电路可粘贴在任意一个凹槽3内。钻压测量单元主要用于测量钻井过程中钻头处的钻压数据，并将钻压数据发送给放大电路进行处理。振动测量单元可粘贴在凹槽3内，用于测量钻井过程中钻头处的振动数据；数据存储单元可粘贴在凹槽3内，用于存储测量到的扭矩、振动、钻压数据。这里可根据实际情况增加凹槽3的数量。

上述本体1为现有公知技术，在本体1的上端和下端的内侧均设有螺纹环台，用于连接钻铤和钻头；接线槽8用于放置连接导线。

工作时，将本实用新型连接在钻铤和钻头之间，随钻柱一起下入井内，在钻井过程中，扭力应变测量单元、振动测量单元和钻压测量单元实时测量钻头处的扭矩、振动、钻压数据，并分别将扭矩、振动、钻压数据发送给存储单元进行存储，在提钻后在地面进行数据的读取和分析，依据分析结果进行钻井参数优化；从而本实用新型通过实时测量井下扭矩、振动、钻压数据，不断优化钻井参数，提高了机械钻速及工作效率，节约了钻井成本。

可根据实际需要，对上述存储式近钻头多参数测量装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，还包括安装在任一凹槽3内的井下电源单元，井下电源单元分别与扭力应变测量单元、振动测量单元、钻压测量单元电连接。

所述井下电源单元主要用于为扭力应变测量单元、振动测量单元、钻压测量单元进行供电，井下电源单元可以是以电池串联形式组成的电池组，每个电池组至少需要三块电池串联来满足本实用新型的工作需求。

如附图1、2、3、4所示，所述扭力应变测量模块包括四个串联的扭力测量应变片6，每个扭力测量应变片6均与轴线呈45度角。

上述扭力测量应变片6为现有公知技术，与轴线呈45度角粘贴在凹槽3中，用于测量扭矩数据。

如附图1、2、3所示，所述振动测量单元包括振动处理电路和振动传感器，在至少两个凹槽3内安装有振动传感器，每个振动传感器均与振动处理电路电连接，振动处理电路与数据存储单元电连接。

这里，振动传感器和振动处理电路均为现有公知技术，振动传感器测量钻头处的振动数据，并将振动数据发送给振动处理电路进行处理，处理后发送给数据存储单元进行存储，根据需要可在多个凹槽3中安装有振动传感器。

如附图1、2、3、5所示，所述钻压测量模块包括两个串联的钻压测量应变片7，每个钻压测量应变片7均与轴线平行。

这里，钻压测量应变片7为现有公知技术，与轴线平行粘贴在凹槽3中，用于测量钻压数据。

如附图1、2所示，在对应每个凹槽3外侧位置的本体1设有盖板槽，盖板2通过螺钉4固定安装在盖板槽内，且盖板2的外侧与本体1齐平。这里盖板2通过螺钉4固定安装在盖板槽内，且盖板2的外侧与本体1齐平，能更好的增加本实用新型的密封性。

如附图1、2所示，在所述盖板2与盖板槽之间固定安装有至少一个密封圈5。这里在盖板2与盖板槽之间固定安装密封圈5能更好的增加实用新型的密封性。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于包括本体、扭力应变测量单元、振动测量单元、钻压测量单元、存储单元和盖板，所述本体呈中空轴状，在所述本体外侧沿圆周间隔设有至少两个凹槽，对应每个凹槽外侧位置的本体上均设有使相邻凹槽之间相连通的接线槽，在每个凹槽上固定安装有能将凹槽密封的盖板；所述振动测量单元与存储单元电连接，所述扭力应变测量单元包括放大电路和至少一个扭力应变测量模块组，扭力应变测量模块组与放大电路电连接，放大电路与存储单元电连接，每组扭力应变测量模块组均包括与凹槽数量一致且一一对应的扭力应变测量模块，每组扭力应变测量模块组中的扭力应变测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽内；所述钻压测量单元包括至少一个钻压测量模块组，钻压测量模块组与存储单元电连接，每组钻压测量模块组均包括与凹槽数量一致且一一对应的钻压测量模块，每组钻压测量模块组中的钻压测量模块依次串联且分别安装在对应的凹槽内，放大电路、存储模块和振动测量单元安装在任意凹槽内。

2.根据权利要求1所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于还包括安装在任一凹槽内的井下电源单元，所述井下电源单元分别与扭力应变测量单元、振动测量单元、钻压测量单元电连接。

3.根据权利要求1或2所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于所述扭力应变测量模块包括四个串联的扭力测量应变片，每个扭力测量应变片均与轴线呈45度角。

4.根据权利要求1或2所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于所述振动测量单元包括振动处理电路和振动传感器，在至少两个凹槽内安装有振动传感器，每个振动传感器均与振动处理电路电连接，振动处理电路与数据存储单元电连接。

5.根据权利要求3所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于所述振动测量单元包括振动处理电路和振动传感器，在至少两个凹槽内安装有振动传感器，每个振动传感器均与振动处理电路电连接，振动处理电路与数据存储单元电连接。

6.根据权利要求1或2或5所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于所述钻压测量模块包括两个串联的钻压测量应变片，每个钻压测量应变片均与轴线平行。

7.根据权利要求3所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于所述钻压测量模块包括两个串联的钻压测量应变片，每个钻压测量应变片均与轴线平行。

8.根据权利要求1或2或5或7所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于在对应每个凹槽外侧位置的本体设有盖板槽，盖板通过螺钉固定安装在盖板槽内，且盖板的外侧与本体齐平。

9.根据权利要求6所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于在对应每个凹槽外侧位置的本体设有盖板槽，盖板通过螺钉固定安装在盖板槽内，且盖板的外侧与本体齐平。

10.根据权利要求1或2或5或7或9所述的存储式近钻头多参数测量装置，其特征在于在所述盖板与盖板槽之间固定安装有至少一个密封圈。