[發明專利]一種螺桿鉆具工況監測裝置及系統

在審

• 申請號: 202010450351.8
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111608648A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 岳甫卿;岳甫龍;周慶珠
• 申請（專利權）人: 山東東遠石油裝備有限公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B47/07;E21B44/04;E21B47/00
• 代理公司: 濟南尚本知識產權代理事務所(普通合伙) 37307
• 代理人: 張曉瑾

本發明涉及一種螺桿鉆具工況監測裝置及系統，屬于螺桿鉆具監測技術領域，包括螺桿鉆具，螺桿鉆具上設置有檢測組件，檢測組件包括激光位移傳感器、壓力傳感器、彈簧、第一移動板、第二移動板和固定箱，彈簧兩端分別與第一移動板和第二移動板連接，第二移動板與固定箱內壁滑移連接，壓力傳感器連接于固定箱內腔，第一移動板靠近第二移動板一側固定連接有截面為圓環狀的導柱，第二移動板上開設有供導柱滑移的滑移口，激光位移傳感器連接于固定箱上；螺桿鉆具馬達轉子轉動對定子內壁上的橡膠進行擠壓，第一移動板在擠壓下向固定箱移動，激光位移傳感檢測第一移動板位移，壓力傳感器檢測壓力，根據W＝F·s計算出轉子扭矩，實現對螺桿鉆具使用工況監測。

技術領域

本發明涉及螺桿鉆具監測技術領域，尤其是涉及一種螺桿鉆具工況監測裝置及系統。

背景技術

隨著鉆井工藝技術的發展和深入，鉆井效率對于鉆具的穩定性要求在不斷提高，鉆具的使用穩定性對鉆井工程進度有著至關重要的影響。通過對日常鉆井機械故障進行統計，發現螺桿鉆具馬達定子的故障率相對較高，造成的影響比較嚴重，后果難以控制。現有技術中螺桿鉆具的使用過程是不受監控的，具有一定的盲目性，地面上的工作人員無法知曉螺桿鉆具使用的情況，泥漿排量的變化將引起馬達扭矩的變化，扭矩達到一定值可能導致鉆內部零件的斷裂，進而鉆頭等零件掉入井內，嚴重的還將導致此井報廢。如果能夠檢測螺桿鉆具扭矩的變化，避免螺桿鉆具扭矩超過限定值，導致的經濟損失。所以急需一種螺桿鉆具工況的檢測系統，來監測螺桿鉆具的工作情況，以實現對螺桿鉆具的合理利用，從而提高螺桿鉆具的使用壽命。

發明內容

本發明針對上述現有技術中的問題，提供一種螺桿鉆具工況監測裝置及系統，通過以下技術方案得以實現的：

一種螺桿鉆具工況監測裝置，包括螺桿鉆具，所述螺桿鉆具上設置有檢測組件，所述檢測組件設置于螺桿鉆具馬達部分的定子上，所述檢測組件包括激光位移傳感器、壓力傳感器、彈簧、第一移動板、第二移動板和固定箱，所述彈簧兩端分別與第一移動板和第二移動板固定連接，所述固定箱為內部開設有空腔的矩形體，所述固定箱靠近第二移動板的一側開設有與空腔連通的開口，所述第二移動板與固定箱內壁滑移連接，所述壓力傳感器固定連接于固定箱內腔，所述壓力傳感器的檢測端朝向第二移動板，所述第一移動板靠近第二移動板的一側固定連接有導柱，所述第二移動板上開設有供導柱滑移的滑移口，所述激光位移傳感器固定連接于固定箱內壁上，所述導柱橫截面呈圓環狀，所述激光位移傳感器的檢測頭發出的檢測光纖通過導柱內腔照射到第一移動板上。

通過采用上述技術方案，螺桿鉆具工作時，螺桿鉆具的馬達轉子轉動，轉子轉動時對定子內壁上的橡膠進行擠壓，橡膠被擠壓后，第一移動板在轉子的擠壓下向固定箱方向移動，激光位移傳感檢測第一移動板的位移距離，壓力傳感器檢測到的壓力，根據計算公式W＝F·s等價計算出螺桿鉆具轉子轉動的扭矩，實現生產人員對螺桿鉆具使用工況的監測。

本發明進一步設置為：所述檢測組件還包括溫度傳感器。

通過采用上述技術方案，溫度傳感器對工作溫度進行進行檢測，避免螺桿鉆具長時間處于高于其工作要求的溫度，導致螺桿鉆具的失效。

本發明進一步設置為：所述溫度傳感器設置于導柱內腔中，所述溫度傳感器的檢測頭朝向第一移動板且突出于第一移動板的端面。

通過采用上述技術方案，溫度傳感器設置于導柱內腔中，可以合理利用檢測組件的空間。

本發明進一步設置為：包括與溫度傳感器、激光位移傳感器和壓力傳感器電連接的控制單元，所述控制單元包括無線傳輸模塊，所述控制單元的無線傳輸模塊，所述控制單元通過無線傳輸模塊與生產電腦連接。