CN217872755U - 一种套筒式井下参数测量仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种套筒式井下参数测量仪，包括测量本体、套筒、装设在套筒内的电路支架，及安装在电路支架上的主控电路组件；测量本体上设置有应变片桥路，测量本体的一端与钻铤相连，另一端与套筒螺纹连接，电路支架为柱状结构件，电路支架的一端与套筒内壁紧密连接，另一端与测量本体相连；主控电路组件包括供电模组、信号收发器和信号处理器；当测量本体在外力作用下发生形变时，应变片桥路向信号收发器输出表征外力的力学参数的差分信号，信号处理器接收差分信号后输出力学参数值。本申请提供的套筒式井下参数测量仪的套筒与测量本体连接后形成一个整体，安装后可保证测量钻铤受力均匀，在避免螺钉松动掉落问题的同时提高仪器测量的准确性。

Description

一种套筒式井下参数测量仪

技术领域

本申请涉及石油钻井井下仪器技术领域，尤其涉及一种套筒式井下参数测量仪。

背景技术

在石油勘探过程中，经常会发生井喷、井漏等危险事故。工程参数测量仪器可以对井下复杂的施工工况进行数据测量，并实时的发回地面。因此其可以用于分析地下复杂的工况，为井下事故的发生提前预警，进而做出预判，可极大的减少钻井施工事故的发生。现有的工程参数测量仪器可以对井下的扭矩、钻压进行实时测量，但是其在测量过程中仍存在测量精度不高，风险防控不准确的问题。

现有的工程参数测量仪器结构方式为盖板式结构方式，即在测量钻铤本体四周开槽，将电路板组件及电池短节安装于开槽内后，再安装盖板覆盖安装槽，并使用螺钉将盖板固定于钻铤上，以达到整机的密封效果。现有的工程参数测量仪器在使用过程中存在如下缺点：电池拆装需要电池仓盖板拆除，操作繁琐，且在井下高振动环境下用于固定盖板的螺钉存在松动脱落的风险。此外，钻铤本体上的开槽很难保证测量本体各个部位受力均匀，从而会影响测量准确性。

因此，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本申请提供一种套筒式井下参数测量仪，以解决现阶段的工程参数测量仪器较难保证测量本体各个部位受力均匀，导致测量准确性不高的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供一种套筒式井下参数测量仪，包括测量本体、套筒、装设在所述套筒内的电路支架，及安装在电路支架上的主控电路组件；

所述测量本体上设置有应变片桥路，所述测量本体的一端与钻铤相连，另一端与所述套筒螺纹连接，所述电路支架为柱状结构件，所述电路支架的一端与所述套筒内壁紧密连接，另一端与所述测量本体相连；

所述主控电路组件包括供电模组、信号收发器和信号处理器；

当所述测量本体在外力作用下发生形变时，所述应变片桥路向所述信号收发器输出表征外力的力学参数的差分信号，所述信号处理器接收所述差分信号后输出力学参数值。

上述技术方案进一步的，所述测量本体为空心柱状结构件，所述测量本体的一端形成与所述钻铤适配的安装座，另一端形成与所述套筒适配的连接端，所述连接端为类锥状连接端；所述套筒的端部形成与所述类锥状连接端适配的类锥状座孔，所述连接端的外壁上设置有外螺纹，所述座孔的内壁上设置有与所述外螺纹适配的内螺纹，所述连接端与所述座孔之间设置至少一道密封圈。

进一步的，所述电路支架的一端与所述套筒的内壁过盈配合，所述电路支架的外壁与所述套筒的内壁之间设置有第一密封圈。

进一步的，所述电路支架的另一端与所述测量本体的内壁螺纹配合，且所述电路支架的外壁与所述测量本体的内壁之间设置有第二密封圈。

进一步的，所述电路支架上设置有扶正环、转速传感器电路组件及电源仓室，所述电源仓室内设置有若干个电池，所述电池形成所述主控电路组件的供电模组；所述电路支架与所述测量本体的内壁相连的端部上设置有所述扶正环。

进一步的，所述主控电路组件与所述转速传感器电路组件安装在电路支架上的同一个安装仓室中。

进一步的，所述测量本体上设置有若干个安装孔，若干个安装孔均匀分布在所述测量本体的侧壁上；相邻两个所述安装孔的中心轴线形成90°夹角；所述应变片桥路通过粘合剂粘附在所述安装孔内。

进一步的，所述测量本体的侧壁上嵌设安装有压力传感器，所述压力传感器与所述测量本体之间安装有密封圈；所述压力传感器用以测量内部水眼压力和外部环空压力。

进一步的，所述电路支架上还设置有分别与主控电路组件相连的振动传感器、温度传感器、转速传感器及扭矩传感器；所述信号收发器用以接收测量仪内的各个传感器的传感信号。

进一步的，所述信号收发器包括信号接收组件、信号发射组件及信号调理板，所述信号接收组件用以接收所述应变片桥路发出的差分信号，且所述信号接收组件用以接收测量仪内的各个传感器的传感信号。

进一步的，所述信号调理板用以自所述信号接收组件接收信号，且向所述信号发射组件输出调理后的信号，所述信号发射组件将调理后的信号发送至所述信号处理器。

相比现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供的一种套筒式井下参数测量仪包括测量本体和套筒，以及装设在套筒内的电路支架，测量本体与钻铤连接，测量仪随钻具动作，测量仪在受到钻压及扭矩时，测量本体发生形变，附着于本体上的应变片桥路随之发生形变，并产生差分信号，同时，井下参数测量仪通过其上的压力传感器对钻柱内压力及钻柱外环空压力进行测量，差分信号经过主控电路组件的信号调理(信号收发器中设置有信号调理板，信号调理板对信号进行滤波放大处理)后被信号处理器处理上传，从而实现对井下钻具受力情况和工作状况的实时检测，达到预防风险，提高钻进效率的目的。本申请提供的套筒式井下参数测量仪的电器元件安装于测量本体上，套筒套装于测量本体上，将测量电路及电池组件密封于套筒之中，不再需要螺钉进行固定，消除了螺钉松动脱落的风险，且安装上套筒后，测量钻铤与套筒形成一个整体，可保证测量钻铤在各个方向上受力均匀，确保测量准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为一种实施例中本申请提供的套筒式井下参数测量仪的剖面结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大图，主要示出了测量本体与套筒的连接处的结构；

图3为图1中B部分的局部放大图，主要示出了电路支架的结构。

附图标记说明：

1、测量本体；11、安装座；12、连接端；13、密封圈；14、压力传感器； 15、密封压盖；

2、套筒；

3、电路支架；31、第一密封圈；32、第二密封圈；33、扶正环；34、转速传感器电路组件；35、电池；

4、主控电路组件。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供一种套筒式井下参数测量仪。下面结合附图对本申请提供的套筒式井下参数测量仪的结构进行详细说明。

经济社会发展对石油的需求促使石油勘探的深度和广度不断增加，随着钻采技术的发展，人工的成本的升高，为了在钻探过程中提高生产效率降低生产成本。本申请提供的套筒式井下参数测量仪，可以测量钻井过程中的扭矩、钻压、内外环空压力、温度、转速、震动等，可极大保证井上施工安全。

参见图1，本申请提供的套筒式井下参数测量仪包括测量本体1、套筒2、装设在套筒2内的电路支架3，及安装在电路支架3上的主控电路组件4。测量本体1上设置有应变片桥路，测量本体1的一端与钻铤相连，另一端与套筒 2螺纹连接，电路支架3为柱状结构件，电路支架3的一端与套筒2内壁紧密连接，另一端与测量本体1相连；主控电路组件4包括供电模组、信号收发器和信号处理器；当测量本体1在外力作用下发生形变时，应变片桥路向信号收发器输出表征外力的力学参数的差分信号，信号处理器接收差分信号后输出力学参数值。

本申请提供的套筒式井下参数测量仪包括测量本体和套筒，以及装设在套筒内的电路支架，测量本体与钻铤连接，测量仪随钻具动作，测量仪在受到钻压及扭矩时，测量本体发生形变，附着于本体上的应变片桥路随之发生形变，并产生差分信号，同时，井下参数测量仪通过其上的压力传感器对钻柱内压力及钻柱外环空压力进行测量，差分信号经过主控电路组件的信号调理(信号收发器中设置有信号调理板，信号调理板对信号进行滤波放大处理)后被信号处理器处理上传，从而实现井下钻具实际钻速测量，达到预防风险，提高钻进效率的目的。

在一种实施例中，参见图1和图2，测量本体1为空心柱状结构件，测量本体1的一端形成与钻铤适配的安装座11，另一端形成与套筒2适配的连接端12，连接端12为类锥状连接端12；套筒2的端部形成与类锥状连接端12 适配的类锥状座孔，连接端12的外壁上设置有外螺纹，座孔的内壁上设置有与外螺纹适配的内螺纹，连接端12与座孔之间设置至少一道密封圈13。在一种情况下，螺纹连接处可分布有两道密封圈，用于电路支架的密封。参见图1，测量本体1的侧壁上还装设有密封压盖15，用以对安装在测量本体1的侧壁上的器件进行密封定位。

本申请的测量本体与电路支架通过螺纹进行连接，套筒通过过盈配合方式与电路支架实现连接，同时通过螺纹丝扣与测量本体进行紧密连接，在实现力传递的同时，对电路支架上的内部电气组件实现良好的密封保护作用。

在一种实施例中，参见图1和图3，电路支架3的一端与套筒2的内壁过盈配合，电路支架3的外壁与套筒2的内壁之间设置有第一密封圈31；电路支架3的另一端与测量本体1的内壁螺纹配合，且电路支架3的外壁与测量本体1的内壁之间设置有第二密封圈32。

在一种实施例中，电路支架上可以均匀分布有八组长槽，分别用于主控电路组件的信号收发器(即一种无线发送组件)和供电模组(电池短节)的安装。电路支架与测量本体及套筒之间连接位置均采用两道密封圈进行密封配合连接，保证了仪器密封性。

在一种实施例中，参见图1和图3，电路支架3上设置有扶正环33、转速传感器电路组件34及电源仓室，电源仓室内设置有若干个电池35，电池35 形成主控电路组件4的供电模组；电路支架3与测量本体1的内壁相连的端部上设置有扶正环33。电路支架与测量本体通过扶正环与密封圈实现紧密连接及密封，并通过螺纹进行固定，达到良好的密封效果。

在一种实施例中，主控电路组件4与转速传感器电路组件34安装在电路支架3上的同一个安装仓室中。

在一种实施例中，测量本体1上设置有若干个安装孔，若干个安装孔均匀分布在测量本体1的侧壁上；相邻两个安装孔的中心轴线形成90°夹角；应变片桥路通过粘合剂粘附在安装孔内。

在一种实施例中，测量本体1的侧壁上嵌设安装有压力传感器14，压力传感器14与测量本体1之间安装有密封圈；压力传感器14用以测量内部水眼压力和外部环空压力。

在一种实施例中，电路支架3上还设置有分别与主控电路组件4相连的振动传感器、温度传感器、转速传感器及扭矩传感器；信号收发器用以接收测量仪内的各个传感器的传感信号。

在一种实施例中，信号收发器包括信号接收组件、信号发射组件及信号调理板，信号接收组件用以接收述应变片桥路发出的差分信号，且信号接收组件用以接收测量仪内的各个传感器的传感信号；信号调理板用以自信号接收组件接收信号，且向信号发射组件输出调理后的信号，信号发射组件将调理后的信号发送至信号处理器。

因此，连接有振动传感器的主控电路组件与转速传感器电路组件安装于电路支架上，电路支架一端通过螺纹及扶正环、密封圈与测量本体紧密连接，另一端与套筒通过过盈方式紧密连接，钻铤在在井下振动、转动时电路支架随之动作，传感器器获得相应信号，以实现数据准确测量。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种套筒式井下参数测量仪，其特征在于，包括测量本体(1)、套筒(2)、装设在所述套筒(2)内的电路支架(3)，及安装在电路支架(3)上的主控电路组件(4)；

所述测量本体(1)上设置有应变片桥路，所述测量本体(1)的一端与钻铤相连，另一端与所述套筒(2)螺纹连接，所述电路支架(3)为柱状结构件，所述电路支架(3)的一端与所述套筒(2)内壁紧密连接，另一端与所述测量本体(1)相连；

所述主控电路组件(4)包括供电模组、信号收发器和信号处理器；

当所述测量本体(1)在外力作用下发生形变时，所述应变片桥路向所述信号收发器输出表征外力的力学参数的差分信号，所述信号处理器接收所述差分信号后输出力学参数值。

2.根据权利要求1所述的套筒式井下参数测量仪，其特征在于，所述测量本体(1)为空心柱状结构件，所述测量本体(1)的一端形成与所述钻铤适配的安装座(11)，另一端形成与所述套筒(2)适配的连接端(12)，所述连接端(12)为类锥状连接端(12)；

所述套筒(2)的端部形成与所述类锥状连接端(12)适配的类锥状座孔，所述连接端(12)的外壁上设置有外螺纹，所述座孔的内壁上设置有与所述外螺纹适配的内螺纹，所述连接端(12)与所述座孔之间设置至少一道密封圈(13)；

所述电路支架(3)的一端与所述套筒(2)的内壁过盈配合，所述电路支架(3)的外壁与所述套筒(2)的内壁之间设置有第一密封圈(31)；

所述电路支架(3)的另一端与所述测量本体(1)的内壁螺纹配合，且所述电路支架(3)的外壁与所述测量本体(1)的内壁之间设置有第二密封圈(32)。

3.根据权利要求2所述的套筒式井下参数测量仪，其特征在于，所述电路支架(3)上设置有扶正环(33)、转速传感器电路组件(34)及电源仓室，所述电源仓室内设置有若干个电池(35)，所述电池(35)形成所述主控电路组件(4)的供电模组；

所述电路支架(3)与所述测量本体(1)的内壁相连的端部上设置有所述扶正环(33)。

4.根据权利要求3所述的套筒式井下参数测量仪，其特征在于，所述主控电路组件(4)与所述转速传感器电路组件(34)安装在电路支架(3)上的同一个安装仓室中。

5.根据权利要求1所述的套筒式井下参数测量仪，其特征在于，所述测量本体(1)上设置有若干个安装孔，若干个安装孔均匀分布在所述测量本体(1)的侧壁上；

相邻两个所述安装孔的中心轴线形成90°夹角；

所述应变片桥路通过粘合剂粘附在所述安装孔内。

6.根据权利要求1所述的套筒式井下参数测量仪，其特征在于，

所述测量本体(1)的侧壁上嵌设安装有压力传感器(14)，所述压力传感器(14)与所述测量本体(1)之间安装有密封圈；所述压力传感器(14)用以测量内部水眼压力和外部环空压力。

7.根据权利要求1所述的套筒式井下参数测量仪，其特征在于，所述电路支架(3)上还设置有分别与主控电路组件(4)相连的振动传感器、温度传感器、转速传感器及扭矩传感器；所述信号收发器用以接收测量仪内的各个传感器的传感信号。

8.根据权利要求1所述的套筒式井下参数测量仪，其特征在于，所述信号收发器包括信号接收组件、信号发射组件及信号调理板，所述信号接收组件用以接收所述应变片桥路发出的差分信号，且所述信号接收组件用以接收测量仪内的各个传感器的传感信号；

所述信号调理板用以自所述信号接收组件接收信号，且向所述信号发射组件输出调理后的信号，所述信号发射组件将调理后的信号发送至所述信号处理器。

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