CN216950353U - 一种用于钻井工程的井下套管位置测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于钻井工程的井下套管位置测定装置。包括井口支架组件，在其顶部安装有相对的两个基座，在基座上固定有支架，在两个支架的顶部之间安装有线缆辊，在其中一个支架上安装有旋转接线端子且线缆与该旋转接线端子连接，在另一个支架上安装有收放卷电机；在井口支架组件上安装有对线缆进行导向并计量线缆移动长度的导向计量组件，线缆从导向计量组件穿过；在线缆的下端安装有接近开关和防护外套，接近开关位于防护外套内，在防护外套的底部安装有配重块；在其中一个基座内安装有蓄电池，在另一个基座内安装有控制电路板且在该基座的外部设有显示屏和操作按键。本实用新型结构设计合理，操作便捷省力，套管位置测定快速准确。

Description

一种用于钻井工程的井下套管位置测定装置

技术领域

本实用新型属于钻井施工设备技术领域，尤其涉及一种用于钻井工程的井下套管位置测定装置。

背景技术

在钻井工程中，下套管作业作为钻井工程中一项常规作业，是指把大直径的套管按照设计下放到裸眼井的预定深度的作业，是防止孔壁坍塌和冲洗液漏失等孔内事故的可靠而有效的措施。钻井设备经行一定深度的钻井后，需要向井内下入套管。下套管前需要检查每个外壳的内螺纹和外螺纹接头，检查每根套管接箍工厂上扣端是否牢固，紧密距离过大的就不能下井。测试长度需要相对精准，厘米下的单位需要四舍六入五成双规则修约。在下套管操作以前，需要审查套管中的钻机负荷，并审查基础设施：井架与底座，升降与动力系统等设备。

在下套管的作业后，通常需要测定套管的下设深度位置是否满足要求。另一方面，在对地热井等设施的修井施工中，通常也涉及到确认井下套管位置的测定工作，通过测定井下套管的准确位置，为修井施工作业提供作业指导。

现有技术中缺少能够快速进行井下套管位置测定的工具，需要根据需要进行开发设计。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、操作便捷省力、位置测定快速准确的用于钻井工程的井下套管位置测定装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于钻井工程的井下套管位置测定装置包括井口支架组件，在井口支架组件的顶部安装有相对的两个基座，基座为空心金属盒体，在基座上固定有支架，在两个支架的顶部之间安装有线缆辊，在线缆辊上缠绕有线缆，在其中一个支架上安装有旋转接线端子且线缆与该旋转接线端子连接，在另一个支架上安装有驱动线缆辊的收放卷电机；在井口支架组件上安装有对线缆进行导向并计量线缆移动长度的导向计量组件，线缆从导向计量组件穿过；在线缆的下端安装有接近开关和防护外套，接近开关位于防护外套内，在防护外套的底部安装有配重块；在其中一个基座内安装有蓄电池，在另一个基座内安装有控制电路板且在该基座的外部设有显示屏和操作按键，导向计量组件、旋转接线端子、收放卷电机、蓄电池、显示屏和操作按键均与控制电路板连接。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型提供了一种结构设计合理的用于钻井工程的井下套管位置测定装置，通过设置由收放卷电机驱动的线缆辊，实现了对线缆的自动收放线处理，通过安装旋转接线端子，令线缆在收放卷的过程中保持电路的接通。通过设置导向计量组件，对线缆进行稳定导向的同时实现了对线缆的移动距离进行准确计量，实现对井下套管深度位置的准确判断。通过在线缆的下端安装接近开关并将接近开关安装在防护外套内，实现了基于接近开关的非接触式井管测定方案，防护外套对接近开关提供了全方位的防护，避免在测定的过程中发生碰触损坏。通过在防护外套的底部安装配重块，提升了线缆下端组件的整体重量，令线缆保持铅直的同时能够令接近开关在井内顺畅地升降移动。本井下套管位置测定装置结构紧凑，便于转移至施工现场进行使用，采用电控释放线缆、接近开关非接触式测量的原理对井下套管的深度位置进行测定，操作便捷省力，测定过程快速，测定结果准确。

优选地：导向计量组件包括安装固定在井口支架组件上的轮支座，在轮支座上安装有相对的两个用于夹持线缆的导向轮，在轮支座的侧部设有用于计量导向轮的转动圈数的计量传感器。

优选地：导向计量组件还包括安装在轮支座侧部的触点开关，其触点位于底部，防护外套提升至高位时顶部与触点开关接触线绳限位信号。

优选地：在防护外套的顶部还设有缓冲组件，缓冲组件包括套设在线缆上且与防护外套固定的弹簧，在弹簧的上端安装有触发板。

优选地：井口支架组件包括底板、顶板以及位于两者之间的多个连接柱，导向计量组件安装固定在顶板的中部；在底板与顶板两者的中部之间还安装有收纳套筒，线缆被充分收卷后，防护外套和配重块完全落入收纳套筒内。

优选地：防护外套、弹簧、触发板和收纳套筒均为工程塑料材质，配重块为石材材质，底部为锥形形状，顶部与防护外套的底部可拆卸连接。

优选地：在井口支架组件的底部还设有用于与井口设施连接的紧固件，紧固件包括与底板的边缘铰接连接的L形板，在L形板上设有螺纹孔，在螺纹孔内设有紧固螺钉。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1中线缆辊、支架及基座的结构示意图；

图3是图1中导向计量组件及测定组件的结构示意图；

图4是图3中导向计量组件的结构示意图。

图中：

1、底板；2、防护外套；3、导向计量组件；3-1、轮支座；3-2、导向轮；3-3、触点开关；3-4、计量传感器；4、顶板；5、基座；6、支架；7、旋转接线端子；8、线缆辊；9、收放卷电机；10、控制电路板；11、触发板；12、缓冲弹簧；13、接近开关；14、连接柱；15、配重块；16、紧固件；17、收纳套筒；18、蓄电池；19、显示屏；20、操作按键。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1，本实用新型的用于钻井工程的井下套管位置测定装置包括井口支架组件，井口支架组件用于安装在井口设施上，令整个套管位置测定装置以直立的姿态设置在井口位置。

请参见图1和图2，在井口支架组件的顶部安装有相对的两个基座5，基座5为空心金属盒体，在基座5上固定有支架6，在两个支架6的顶部之间安装有线缆辊8，在线缆辊8上缠绕有线缆。在其中一个支架6上安装有旋转接线端子7且线缆与该旋转接线端子7连接，在另一个支架6上安装有驱动线缆辊8的收放卷电机9。

如图中所示，支架6的下端与基座5采用螺栓固定连接，在两个支架6的上端均安装有轴承座且在轴承座内设有轴承，线缆辊8的转轴位于两个轴承之间，在收放卷电机9的驱动作用下，线缆辊8作正向或者反向转动，相应地线缆进行放卷或者收卷。

设置旋转接线端子7的作用是在线缆辊8转动对线缆进行收放卷的过程中，保持线缆的信号传输。具体地，旋转接线端子7包括与支架6固定的、内部带有取电滑环的外套和安装在线缆辊8的转轴上的取电滑片，取电滑片与取电滑环接触实现电路的导通，线缆与取电滑片连接，因而旋转接线端子7能够在线缆收放卷的过程中将信号导通。旋转接线端子7为现有组件，通过市购获取，其结构、功能和原理不赘述。

本实施例中，井口支架组件包括底板1、顶板4以及位于两者之间的多个连接柱14，构成了笼形结构。使用时，井口支架组件放置在井口设施上。为了令本位置测定装置与井口设施之间能够进行固定以提升整体的稳定性，本实施例中在井口支架组件的底部还设有用于与井口设施连接的紧固件16，紧固件16包括与底板1的边缘铰接连接的L形板，在L形板上设有螺纹孔，在螺纹孔内设有紧固螺钉。一般情况下，井口设施包括带有法兰盘的井口管，本位置测定装置放置在井口管上之后向下翻转各紧固件16，之后旋紧紧固螺钉实现本装置与井口设施之间的固定连接。

在井口支架组件上安装有对线缆进行导向并计量线缆移动长度的导向计量组件3，线缆从导向计量组件3穿过，如图中所示，导向计量组件3安装固定在顶板4的中部。在顶板4的中部、导向计量组件3的下方设有线缆孔，线缆穿过导向计量组件3后从该线缆孔向下穿行。

请参见图3和图4，可以看出：

导向计量组件3包括安装固定在井口支架组件上的轮支座3-1，轮支座3-1安装固定在顶板4上，在轮支座3-1上安装有相对的两个用于夹持线缆的导向轮3-2，在轮支座3-1的侧部设有用于计量导向轮3-2的转动圈数的计量传感器3-4。

如图中所示，两个导向轮3-2的轮缘中部均设有凹槽，线缆从两者的凹槽之间通过。在线缆移动时，其移动的距离等于凹槽槽底位置的线速度，通过计量导向轮3-2转动的圈数就能够实现对线缆移动距离的计量。计量传感器3-4为现有市售组件，对其结构、功能和原理不赘述。

在线缆的下端安装有接近开关13和防护外套2，接近开关13位于防护外套2内，在防护外套2的底部安装有配重块15。如图中所示，接近开关13设置有上下两个，防护外套2为作为传感器的接近开关13提供防护功能，避免传感器受到磕碰损坏，在防护外套2的侧壁上设置上下两个窗口，接近开关13的测量端位于这两个窗口内。接近开关13选取为涡流式接近开关，其检测原理是：利用导金属材质的井下套管在接近这个能产生电磁场接近开关时，套管内部产生涡流，这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无井管移近。本实施例中，为了避免对接近开关13产生影响，防护外套2采用工程塑料材质制作。

配重块15的作用是提升线缆下端组件的整体重量，令线缆铅直的同时提升接近开关13升降移动的通畅性。本实施例中，为了避免对接近开关13产生影响，配重块15选取为石材材质，底部为锥形形状，其顶部与防护外套2的底部可拆卸连接，可以根据需要对配重块15进行选型更换。

考虑到线缆被完全收卷时即防护外套2和接近开关13构成的组件上升至高位位置时应该提供一个限位信号令收放卷电机9停止动作，本实施例中，导向计量组件3还包括安装在轮支座3-1侧部的触点开关3-3，其触点位于底部，这样当防护外套2上升至高位时，其顶部能够触发触点开关3-3产生信号。进一步地，为了避免防护外套2对上方的部件产生冲击作用，本实施例中在防护外套2的顶部还设有缓冲组件，缓冲组件包括套设在线缆上且与防护外套2固定的弹簧12，在弹簧12的上端安装有触发板11，弹簧12和触发板11选取为工程塑料材质，这样能够避免对接近开关13产生影响，当防护外套2上升至高位时，触发板11与触点开关3-3接触触发，在之后收放卷电机9停转的过程中弹簧12收缩产生缓冲作用。

在底板1与顶板4两者的中部之间还安装有收纳套筒17，线缆被充分收卷后，防护外套2和配重块15完全落入收纳套筒17内，这样能够避免防护外套2和配重块15随意晃动，收纳套筒17选取为工程塑料材质。

在其中一个基座5内安装有蓄电池18，在另一个基座5内安装有控制电路板10且在该基座5的外部设有显示屏19和操作按键20，导向计量组件3的触点开关3-3和计量传感器3-4、旋转接线端子7、收放卷电机9、蓄电池18、显示屏19和操作按键20均与控制电路板10连接(通过必要的外置导联线进行连接)。通过操作按键20对本位置测定装置进行操作，测定结果在显示屏19上进行直观显示。

使用方法：

将本测定装置放置在井口设施上并进行固定，此时防护外套2、接近开关13和配重块15构成的组件位于井口的正上方；通过操作按键20启动，收放卷电机9带动线缆辊8作正向转动，线缆放卷，接近开关13在井内下降移动，当接近开关13到达井下套管所在的位置时，接近开关13产生一个信号给控制电路板10，控制电路板10通过记录得到的导向计量组件3的导向轮3-2转动的圈数计算线缆下降移动的总长度并在显示屏上进行显示，此长度值等于要测定的井下套管位置深度；

之后通过操作按键20启动收放卷电机9的反向转动，线缆辊8对线缆进行收卷，当防护外套2提升至高位位置时(此时已经落入收纳套筒17内)，随着触发板11对触点开关3-3进行触发产生限位信号，控制电路板10指令收放卷电机9停止运转。

Claims (7)

1.一种用于钻井工程的井下套管位置测定装置，其特征是：包括井口支架组件，在井口支架组件的顶部安装有相对的两个基座(5)，基座(5)为空心金属盒体，在基座(5)上固定有支架(6)，在两个支架(6)的顶部之间安装有线缆辊(8)，在线缆辊(8)上缠绕有线缆，在其中一个支架(6)上安装有旋转接线端子(7)且线缆与该旋转接线端子(7)连接，在另一个支架(6)上安装有驱动线缆辊(8)的收放卷电机(9)；在井口支架组件上安装有对线缆进行导向并计量线缆移动长度的导向计量组件(3)，线缆从导向计量组件(3)穿过；在线缆的下端安装有接近开关(13)和防护外套(2)，接近开关(13)位于防护外套(2)内，在防护外套(2)的底部安装有配重块(15)；在其中一个基座(5)内安装有蓄电池(18)，在另一个基座(5)内安装有控制电路板(10)且在该基座(5)的外部设有显示屏(19)和操作按键(20)，导向计量组件(3)、旋转接线端子(7)、收放卷电机(9)、蓄电池(18)、显示屏(19)和操作按键(20)均与控制电路板(10)连接。

2.如权利要求1所述的用于钻井工程的井下套管位置测定装置，其特征是：导向计量组件(3)包括安装固定在井口支架组件上的轮支座(3-1)，在轮支座(3-1)上安装有相对的两个用于夹持线缆的导向轮(3-2)，在轮支座(3-1)的侧部设有用于计量导向轮(3-2)的转动圈数的计量传感器(3-4)。

3.如权利要求2所述的用于钻井工程的井下套管位置测定装置，其特征是：导向计量组件(3)还包括安装在轮支座(3-1)侧部的触点开关(3-3)，其触点位于底部，防护外套(2)提升至高位时顶部与触点开关(3-3)接触线绳限位信号。

4.如权利要求3所述的用于钻井工程的井下套管位置测定装置，其特征是：在防护外套(2)的顶部还设有缓冲组件，缓冲组件包括套设在线缆上且与防护外套(2)固定的弹簧(12)，在弹簧(12)的上端安装有触发板(11)。

5.如权利要求4所述的用于钻井工程的井下套管位置测定装置，其特征是：井口支架组件包括底板(1)、顶板(4)以及位于两者之间的多个连接柱(14)，导向计量组件(3)安装固定在顶板(4)的中部；在底板(1)与顶板(4)两者的中部之间还安装有收纳套筒(17)，线缆被充分收卷后，防护外套(2)和配重块(15)完全落入收纳套筒(17)内。

6.如权利要求5所述的用于钻井工程的井下套管位置测定装置，其特征是：防护外套(2)、弹簧(12)、触发板(11)和收纳套筒(17)均为工程塑料材质，配重块(15)为石材材质，底部为锥形形状，顶部与防护外套(2)的底部可拆卸连接。

7.如权利要求6所述的用于钻井工程的井下套管位置测定装置，其特征是：在井口支架组件的底部还设有用于与井口设施连接的紧固件(16)，紧固件(16)包括与底板(1)的边缘铰接连接的L形板，在L形板上设有螺纹孔，在螺纹孔内设有紧固螺钉。

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