一種改進的液壓鉆桿的制作方法
【專利摘要】一種改進的液壓鉆桿，增加安裝傳感器的功能。鉆桿本體包括兩端的螺紋連接部和中間的桿件部，且在內部具有貫通的注水孔，其中，在兩螺紋連接部分別設有用于連接的內外螺紋，且螺紋連接部的直徑要大于桿件部的直徑，在所述桿件部的中間位置設有一個傳感器安裝部，所述傳感器安裝部的直徑大于桿件部的直徑，在所述傳感器安裝部設有至少一個傳感器安裝孔，每個傳感器安裝孔中安裝一個傳感器復合體。通過該方案的實施，使得液壓鉆桿的安全應用成為了可能，既沒有破壞鉆桿的強度，又可以起到監(jiān)測鉆桿物理量的目的，使得鉆井過程完全可控。
【專利說明】一種改進的液壓鉆桿

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工礦、油田、地質勘探中使用的液壓鉆桿【技術領域】，具體地說是一種改進的液壓鉆桿。

【背景技術】
[0002]在鉆井過程中，鉆塔布置在油場中，通過向下鉆孔進行作業(yè)。鉆桿位于鉆孔中，且鉆桿是由多根組裝起來的，并在頂端安裝有鉆頭。鉆桿在一個液壓驅動部件的驅動下進行轉動作業(yè)，再理想狀態(tài)下，鉆桿是處于豎直向下的狀態(tài)的。在實際作業(yè)中，由于地下的巖層情況非常復雜，存在硬石層的情況，鉆桿存在偏轉、扭曲的可能，而這些物理變化是站在底面的人員無法觀測到的。
[0003] 申請人:認為，通過對鉆桿的一些物理量進行有效的監(jiān)測是可以掌握鉆桿的上述變化的，而掌握這些物理量的變化可以有效的控制整個鉆井過程，即實現過程控制。
[0004]同時 申請人:也認識到，鉆桿作為一種受力較大的部件，在監(jiān)測的同時應該不破壞它的完整性，即強度上應該不受影響。
[0005]鉆桿，由于在長度方向上長度和直徑之比較大，且要承受很大的扭矩，所以一般鍛鋼進行制作的，鍛鋼在成型過程中使用鍛造工藝，其外形一般為規(guī)則、簡單的柱狀體，因此要充分認識到鉆桿的形狀這一特點。
[0006]另外，在鉆井作業(yè)的過程中，由于鉆井的過程中需要通過鉆桿的注水孔注入大量的冷卻水，并在鉆桿的外側與鉆孔之間存在大量的泥沙、砂石等雜物的回流，所以要充分考慮該情況對于監(jiān)測裝置的影響。
實用新型內容
[0007]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種液壓鉆桿，在保留圓形鉆桿性能的前提下，通過對液壓鉆桿的結構改進，滿足設置傳感器的要求，并盡量減小鉆井過程中對于傳感器的影響，使得對于鉆井過程中的一些物理參數的測定成為可能。
[0008]本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是:
[0009]一種改進的液壓鉆桿，包括鉆桿本體，其特征在于，
[0010]所述鉆桿本體包括兩端的螺紋連接部和中間的桿件部，且在內部具有貫通的注水孔，其中，在兩螺紋連接部分別設有用于連接的內外螺紋，且螺紋連接部的直徑要大于桿件部的直徑，在所述桿件部的中間位置設有一個傳感器安裝部，所述傳感器安裝部的直徑大于桿件部的直徑，在所述傳感器安裝部設有至少一個傳感器安裝孔，每個傳感器安裝孔中安裝一個傳感器復合體。
[0011 ] 進一步地，所述鉆桿本體是一體鍛造形成的鍛件。
[0012]進一步地，所述鉆桿本體各部分之間通過摩擦焊形成一體式結構。
[0013]進一步地，傳感器復合體中具有力學傳感器和溫度傳感器等，可以監(jiān)測扭矩、撓度和溫度變化情況。
[0014]進一步地，所述傳感器復合體與傳感器安裝孔之間進行粘接連接，并在傳感器復合體的外側使用硅膠封裝，避免泥沙和砂石對傳感器復合體產生影響。
[0015]進一步地，所述傳感器安裝孔的數量為四個，且沿傳感器安裝部周向均布。
[0016]進一步地，在傳感器復合體引出線位置的鉆桿本體上設置布線槽，用于保護信號線，并使用硅膠封裝。
[0017]本實用新型的有益效果是:通過該方案的實施，使得液壓鉆桿的安全應用成為了可能，既沒有破壞鉆桿的強度，又可以起到監(jiān)測鉆桿物理量的目的，使得鉆井過程完全可控。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖2為圖1中A-A剖視圖。
[0020]圖3為圖1的全剖視圖。
[0021]圖4為圖3的另一種樣式。
[0022]圖5為實施例的一種變形示意圖。
[0023]圖6為圖5中B-B剖視圖。
[0024]圖中:I螺紋連接部，11注水孔，12內外螺紋，2桿件部，3傳感器安裝部，31傳感器安裝孔，4傳感器復合體，41硅膠封裝，42布線槽，43信號線，5過渡部位，6摩擦焊。

【具體實施方式】
[0025]如圖1至圖4所示，
[0026]在鉆井過程中，如果能夠實時監(jiān)測鉆桿的運行情況，則可以及時發(fā)現一些異常情況(例如鉆桿斷裂、偏轉)，有利于過程控制。
[0027]本實用新型中的液壓鉆桿，需要克服鉆桿與鉆孔之間的摩擦、砂石影響，并成功監(jiān)測到電子數據。
[0028]在鉆井的過程中，如何對保證鉆桿的強度，并保證監(jiān)測位置的準確性，減小外力對于傳感器原件的影響，是必然要考慮的因素。
[0029]該液壓鉆桿，如圖1-至圖3，包括兩端的螺紋連接部I和中間的桿件部2，且在內部具有貫通的注水孔11，其中螺紋連接部I設有用于連接的內外螺紋12，用于不同鉆桿之間的連接，且為增加連接處的連接強度，所以在該處的直徑要明顯的大于桿件部的直徑，以滿足使用的要求。這兩部分可以是一體鍛造形成的，如圖3，也可以是通過摩擦焊的方式一體成型的，如圖4，是一個不可分割的整體。在桿件部2的中間位置設有一個傳感器安裝部3，該傳感器安裝部3的直徑應該明顯大于桿件部的直徑，然后在傳感器安裝部上鉆孔，為傳感器安裝孔31，傳感器安裝孔31的數量至少為一個。由于傳感器安裝孔的存在，必然會降低該處的機械強度，所以傳感器安裝部的直徑變大可以抵消損失的部分強度。傳感器安裝部的直徑與桿件部的比例通過實驗確定，要達到強度基本相同。
[0030]上述每個傳感器安裝孔中安裝一個傳感器復合體4，傳感器復合體為集成有若干傳感器的原件，例如具有力學傳感器、溫度傳感器等，可以監(jiān)測扭矩、撓度和溫度變化情況，傳感器復合體4與傳感器安裝孔之間進行粘接連接，并在傳感器復合體的外側使用硅膠封裝41，避免泥沙和砂石對傳感器復合體產生影響。
[0031]如圖5和圖6所示，傳感器安裝孔的數量也可以為四個，沿傳感器安裝部周向均布，考慮到泥漿、砂石對于傳感器的影響，在傳感器引出線的位置，設置布線槽42，用于保護信號線43，并使用硅膠封裝。
[0032]上述的設計充分考慮了鉆桿在拉伸、扭轉和撓曲方面的剛度、疲勞損傷，并考慮了泥漿壓力、磨損等情況，并滿足了一般的傳感器的使用要求。
[0033]在上述實施過程中，鉆桿可以采用高輕度的鍛鋼鍛造成型，也可以采用分段鍛造、摩擦焊成型的方式形成一體。例如，如圖4，先制作兩端的螺紋連接部I及中間的傳感器安裝部3，形成一種接頭結構，是一種短小的部件，然后制作長桿件，并通過摩擦焊6形成一體，具有較高的強度和機加工性能。為保證剛度，在各個部分之間的過渡部位5都是逐步均勻變化的，也可以立即為漸變過渡。
[0034]在上述的實施例過程中，通過對傳感器信號線兩端制作成一種防水插頭，可以實現不同管節(jié)之間的信號線的連接問題。
[0035]考慮到傳感器復合體隨著鉆桿進行轉動的問題，在使用中，鉆井設備中設有一個旋轉的電極，可以實現靜態(tài)的控制箱和動態(tài)的信號線之間的信號傳遞的問題。
[0036]除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。
【權利要求】
1.一種改進的液壓鉆桿，包括鉆桿本體，其特征在于， 所述鉆桿本體包括兩端的螺紋連接部和中間的桿件部，且在內部具有貫通的注水孔，其中，在兩螺紋連接部分別設有用于連接的內、外螺紋，且螺紋連接部的直徑要大于桿件部的直徑，在所述桿件部的中間位置設有一個傳感器安裝部，所述傳感器安裝部的直徑大于桿件部的直徑，在所述傳感器安裝部設有至少一個傳感器安裝孔，每個傳感器安裝孔中安裝一個傳感器復合體。
2.根據權利要求1所述的一種改進的液壓鉆桿，其特征是，所述鉆桿本體是一體鍛造形成的鍛件。
3.根據權利要求1所述的一種改進的液壓鉆桿，其特征是，所述鉆桿本體各部分之間通過摩擦焊形成一體式結構。
4.根據權利要求2或3所述的一種改進的液壓鉆桿，其特征是，所述傳感器復合體中具有力學傳感器和溫度傳感器。
5.根據權利要求2或3所述的一種改進的液壓鉆桿，其特征是，所述傳感器復合體與傳感器安裝孔之間進行粘接連接，并在傳感器復合體的外側使用硅膠封裝。
6.根據權利要求2或3所述的一種改進的液壓鉆桿，其特征是，所述傳感器安裝孔的數量為四個，且沿傳感器安裝部周向均布。
7.根據權利要求2或3所述的一種改進的液壓鉆桿，其特征是，在傳感器復合體弓I出線位置的鉆桿本體上設置布線槽，并使用硅膠封裝。
【文檔編號】E21B17/00GK204252849SQ201420723506
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權日:2014年11月26日
【發(fā)明者】王汝昌, 王廣超, 朱永飛 申請人:山東五岳鉆具股份有限公司