[實用新型]一種用于測量鉆機鉆進過程中壓力與扭力的裝置

有效

• 申請號: 202021418150.1
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN212774257U
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 谷天峰;張茂省;孫萍萍;孫彬;張凡琛;孔嘉旭
• 申請（專利權）人: 西北大學;中國地質調查局西安地質調查中心（西北地質科技創新中心）
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 馮海玉

1.一種用于測量鉆機在鉆進過程中壓力與扭力的裝置，其特征在于：包括鉆桿(1)、上蓋板(2)、外壁(3)、下蓋板(4)、內壁(5)、上腔室(6)、開孔器外壁(7)、下腔室(8)、鉆頭(9)，扭力與壓力測試模組(10)；

所述上蓋板(2)、外壁(3)、下蓋板(4)、內壁(5)、扭力與壓力測試模組(10)共同構成了連接器，所述鉆桿(1)下端與上蓋板(2)的上部嚙合，所述上蓋板(2)底部和外壁(3)連接，所述外壁(3)和下蓋板(4)相連接，所述下蓋板(4)和內壁(5)相連接，內壁(5)與上蓋板(2)相連接，所述外壁(3)和開孔器外壁(7)相連接，所述開孔器外壁(7)底部和鉆頭(9)連接；

所述上腔室(6)內設有扭力與壓力測試模組(10)，所述扭力與壓力測試模組(10)包括應變片組(101)、AD模塊(102)、存儲模塊(103)、電源管理模塊(104)、電池組(105)，所述的應變片組(101)由互成一定角度排列的應變片組構成，應變片不少于8片，共組成兩組全橋測量電路，第一組應變片水平、豎直排列，以測定壓力，第二組傾斜45°排列，以測定扭力。

2.根據權利要求1所述的一種用于測量鉆機在鉆進過程中壓力與扭力的裝置，其特征在于：所述上蓋板(2)為內螺紋體與外螺紋體的組合體，通過其上部的錐形內絲(201)和下部的第一外絲(202)可分別與鉆桿和連接器相連，上蓋板下部有卡槽(203)，可將內壁嵌入。

3.根據權利要求1所述的一種用于測量鉆機在鉆進過程中壓力與扭力的裝置，其特征在于：所述外壁(3)主體為一圓管，其外徑與開孔器外徑一致或略小于開孔器外徑，上部有內絲，可與上蓋板的下部外絲圓盤嚙合，其中部壁薄安裝有扭力與壓力測試模組(10)及密封固件(11)，其壁厚根據外徑、最大扭力、壓力計算得到，下部設第三外絲(301)與開孔器嚙合，內部并設有法蘭(302)。

4.根據權利要求1所述的一種用于測量鉆機在鉆進過程中壓力與扭力的裝置，其特征在于：所述下蓋板(4)為一圓環，其通過固定螺絲(12)與外壁的法蘭(302)相連，通過內絲與內壁(5)相接，通過拆卸下蓋板(4)的方式，進行傳感器的維護。

5.根據權利要求1所述的一種用于測量鉆機在鉆進過程中壓力與扭力的裝置，其特征在于：所述內壁(5)為一圓管，其通過其下部的第二外絲(501)與下蓋板(4)相連，并將上部卡入上蓋板(2)下部的卡槽(203)中。

6.根據權利要求1所述的一種用于測量鉆機在鉆進過程中壓力與扭力的裝置，其特征在于：所述上蓋板(2)下部的卡槽(203)設置有密封圈，下蓋板(4)與外壁的法蘭(302)之間有密封圈。

7.根據權利要求1所述的一種用于測量鉆機在鉆進過程中壓力與扭力的裝置，其特征在于：所述AD模塊(102)是低功耗24位模數轉換電路，存儲模塊(103)為低功耗數據儲備芯片，電池組(105)為多個鋰電池組合形成的電池組，電源管理模塊(104)包括傾斜開關、充放電管理芯片、穩壓芯片，連接器僅處于工作角度時，才進行數據的采集、存儲。