[發明專利]井下工程參數隨鉆測量裝置

有效

• 申請號: 201210008474.1
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102562035A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李漢興;陳平;蔣世全;黃萬志;馬天壽;吳光武;程載斌;李峰飛
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;西南石油大學
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B47/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明屬于石油天然氣鉆井時使用的工具，具體涉及一種石油天然氣鉆井井下工程參數隨鉆測量裝置。

背景技術

在石油天然氣鉆井工作中，無論是鉆定向井、水平井，或是直井，為了更好地控制鉆井，地面工程技術人員需要更好的了解井下的工程參數——鉆壓、扭矩、彎曲應力、鉆柱內壓力及環空壓力等。

目前國內外鉆井施工過程中，獲取鉆壓、扭矩、彎曲應力、鉆柱內壓力及環空壓力等井下工程參數的方法可分為地面(或近井口)間接獲取、井下直接獲取兩種，其中間接獲取的方法由于成本低而最為常用。對鉆壓的測量和了解主要是利用地面指重表，但地面測量的數據不能真實的反應作用在鉆頭上的鉆壓；對扭矩的測量，是在井口裝置或電機軸上進行，更不是鉆頭處的作用扭矩；對環空壓力、彎曲應力等工程參數，地面更是無法了解。隨著現代電子測量技術的發展，各種傳感器和數據處理裝置已經能夠從井下惡劣的環境中獲取數據并處理。將傳感器和數據處理裝置盡量靠近鉆頭，就可實現鉆壓、扭矩、彎曲應力、鉆柱內壓力及環空壓力的測量。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種在入井后能夠平穩測量鉆壓、扭矩、鉆柱內壓力及環空壓力的井下工程參數隨鉆測量裝置。它在入井后，不僅可以記錄、存儲鉆壓數值，而且可以與井下脈沖發生器合用將測量數據直接傳輸到地面。使地面工程技術人員及時了解和掌握地下鉆具的實際工作狀況。并且，該測量裝置結構簡單，制造成本不高，工作壽命長，有利于提高鉆井技術水平。

為了達到上述目的和要求，本發明采用以下技術方案：一種井下工程參數隨鉆測量裝置，屬于隨鉆測量儀的一部分，其特征在于：包括一帶有中空腔的測試主軸，在測試主軸上固定有電阻應變片、測量電路板及環空壓力傳感器、管內壓力傳感器；所述電阻應變片有多片，組成多個電橋與所述測量電路板連接，所述環空壓力傳感器、管內壓力傳感器與相應的儲油裝置連通感受油壓變化，并與所述測量電路板連接；兩所述儲油裝置均有壓力感應薄膜，與所述環空壓力傳感器相應的儲油裝置上，壓力感應薄膜露于測試主軸外的環空管柱中，與所述管內壓力傳感器相應的儲油裝置上，壓力感應薄膜露于測試主軸的中空腔內；在所述測試主軸的中空腔內，設置有扶正管，扶正管內放置有電池筒，沿所述測試主軸徑向設置一空心螺釘，導線穿過空心螺釘一端連接所述測量電路板，另一端連接所述電池筒；亦沿所述測試主軸徑向設置一電源開關，一端與所述電池筒觸發接通，另一端通過導線與測量電路板連接；所述測量電路板與上位機相連。

上述測試主軸外由保護殼體保護，包括哈弗保護半殼和保護外殼，依次套設在測試主軸的外部。

在測試主軸某一段外緣銑扁，扁部固定有電阻應變片、測量電路板及環空壓力傳感器、管內壓力傳感器。

上述環空壓力傳感器、管內壓力傳感器上有一個油壓感應孔，通過油路與儲油裝置相連。

上述測試主軸內壁與扶正管之間支撐有翼型扶正器；測試主軸兩端連接上接頭和下接頭，并由卡簧鎖定其軸向位置。

一般地，空心螺釘、電源開關穿過扶正器。

上述電源開關包括一固定在測試主軸上的開關外殼，開關外殼里裝一撥轉軸，與開關外殼沿徑向嵌裝；撥轉軸的頂端銑削一臺階，觸發開關一端緊鄰電池，另一端位于臺階上，當撥轉軸旋轉時，碰觸觸發開關與電池接通。

本裝置可通過專用連接裝置與泥漿脈沖發生器連接，經泥漿脈沖發生器將測量信號發送到地面。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明在一測試主軸內外安裝測量部件，無自運動部件，直接反映鉆頭和鉆具工作狀況；2、本發明測試主軸上安裝應變片，本體可以傳遞正常鉆井使用的鉆壓、扭矩載荷，利用應變片組成電橋隨鉆測量鉆壓、扭矩，數據可靠，準確性高；3、本發明在測試主軸內部裝配有兩個壓力傳感器，一個壓力傳感器的測試端連通保護殼體的外部，以測量井下環空壓力；另外一個壓力傳感器的測試端連通測試主軸內部，以測量鉆柱內部的壓力。泥漿壓力通過儲油裝置的液壓油將壓力的變化傳到壓力傳感器，經連接導線將信號傳遞到測量電路板，進行記錄、存儲或發送到上傳裝置；4、本發明依靠測量電路板不僅可以記錄、存儲數據，還可以上傳數據；5、本發明結構簡單，入井后工作可靠，使用壽命長。

附圖說明

圖1是本發明裝置的結構軸剖圖。

圖2是安裝環空壓力傳感器的剖面構造圖。

圖3是安裝管內壓力傳感器的剖面構造圖。

圖4是粘貼電阻應變片組成多個電橋，及安裝空心螺釘的剖面構造圖。

圖5是安裝電源開關的剖面構造圖。

具體實施方式