一種渦輪鉆具及其井下工況參數(shù)檢測儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，包括：主軸、套筒以及傳感器組；所述主軸嵌于所述套筒內(nèi)；所述傳感器組固定在所述主軸上；其中，所述主軸內(nèi)設(shè)置流體通路，所述流體通路末端設(shè)置連接口，用于與渦輪鉆具連通；所述套筒將所述傳感器組約束在所述主軸上。本發(fā)明提供一種高效，高可靠性的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀。
【專利說明】
一種渦輪鉆具及其井下工況參數(shù)檢測儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種渦輪鉆具及其井下工況參數(shù)檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪鉆具是一種重要的井底動力工具，可大大提高鉆進效率，是鉆探行業(yè)的重要工具。
[0003]渦輪鉆具在井底工作時的工況參數(shù)對于渦輪鉆具至關(guān)重要，它是制定鉆探工藝，評判渦輪鉆具效率等的重要參數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中，多通過狀態(tài)監(jiān)測結(jié)合后期數(shù)學計算和數(shù)據(jù)處理得到。
[0004]上述方法導(dǎo)致測量的數(shù)據(jù)可靠性較低，精度也難以保證

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種渦輪鉆具及其井下工況參數(shù)檢測儀，解決現(xiàn)有技術(shù)中渦輪鉆具在井底工作時的工況參數(shù)可靠性低的技術(shù)問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，包括:主軸、套筒以及傳感器組；
[0007]所述主軸嵌于所述套筒內(nèi)；
[0008]所述傳感器組固定在所述主軸上；
[0009]其中，所述主軸內(nèi)設(shè)置流體通路，所述流體通路末端設(shè)置連接口，用于與渦輪鉆具連通；
[0010]所述套筒將所述傳感器組約束在所述主軸上。
[0011]進一步地，所述傳感器組包括:壓力傳感器；
[0012]所述壓力傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸內(nèi)流體通路的壓力。
[0013 ] 進一步地，所述傳感器組包括:溫度傳感器；
[0014]所述溫度傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸工作環(huán)境溫度。
[0015]進一步地，所述傳感器組包括:振動傳感器；
[0016]所述振動傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸工作環(huán)境振動頻率。
[0017]進一步地，所述傳感器組包括:轉(zhuǎn)速傳感器；
[0018]所述轉(zhuǎn)速傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸轉(zhuǎn)速。
[0019]進一步地，所述傳感器組包括:壓力傳感器、溫度傳感器、振動傳感器以及轉(zhuǎn)速傳感器；
[0020]所述壓力傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸內(nèi)流體通路的壓力；
[0021 ] 所述溫度傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸工作環(huán)境溫度；
[0022]所述振動傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸工作環(huán)境振動頻率；
[0023]所述轉(zhuǎn)速傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸轉(zhuǎn)速。
[0024]進一步地，所述主軸上開設(shè)密封圈槽，所述密封圈內(nèi)安置密封圈，密封所述套筒與所述主軸間的銜接間隙；
[0025]其中，所述密封圈槽包括上下兩個，分別密封所所述主軸與所述套筒的上下兩處銜接間隙。
[0026]進一步地，所述套筒底部設(shè)置與之匹配的密封端蓋，將所述套筒壓緊在所述主軸上。
[0027]進一步地，所述套筒與所述主軸間留出傳感器安置空間；
[0028]所述傳感器組設(shè)置在所述傳感器安置空間內(nèi)。
[0029]—種渦輪鉆具裝置，包括:渦輪鉆具以及所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀；
[0030]所述渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀固定所述渦輪鉆具的渦輪節(jié)固定連接。
[0031]本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
[0032]本申請實施例中提供的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，通過設(shè)置主軸與所述渦輪鉆具可靠連接，直接深入井下，獲得直接的參數(shù)監(jiān)測環(huán)境;并通過傳感器組實時監(jiān)測工況參數(shù)，得到直接可靠的實時參數(shù)，直接反應(yīng)工作狀態(tài)，為合理的制定鉆進工藝提供必要的數(shù)據(jù)支撐。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明實施例提供的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為圖1的俯視圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實施例提供的傳感器組設(shè)置示意圖。
【具體實施方式】
[0036]本申請實施例通過提供一種渦輪鉆具及其井下工況參數(shù)檢測儀，解決現(xiàn)有技術(shù)中渦輪鉆具在井底工作時的工況參數(shù)可靠性低的技術(shù)問題;達到了提升渦輪鉆具在井底工作時的工況參數(shù)檢測效率和可靠性的技術(shù)效果。
[0037]為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供技術(shù)方案的總體思路如下:
[0038]—種渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，包括:主軸、套筒以及傳感器組；
[0039]所述主軸嵌于所述套筒內(nèi)；
[0040]所述傳感器組固定在所述主軸上；
[0041 ]其中，所述主軸內(nèi)設(shè)置流體通路，所述流體通路末端設(shè)置連接口，用于與渦輪鉆具連通；
[0042]所述套筒將所述傳感器組約束在所述主軸上。
[0043]通過上述內(nèi)容可以看出，通過主軸與渦輪鉆具形成穩(wěn)定連接，跟隨渦輪鉆具深入井下，直接接觸待檢測環(huán)境和被檢測對象，直接而穩(wěn)定的獲得工況參數(shù);通過與渦輪鉆具有效連接，實時準確的跟隨渦輪鉆具動作，直觀而準確的獲得鉆具的參數(shù)，大大提升了檢測的可靠性。
[0044]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術(shù)方案進行詳細說明，應(yīng)當理解本發(fā)明實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術(shù)方案的詳細的說明，而不是對本申請技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術(shù)特征可以相互組合。
[0045]實施例一
[0046]參見圖1和圖2，本發(fā)明實施例提供的一種渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，包括:主軸1、套筒3以及傳感器組；
[0047]所述主軸I嵌于所述套筒3內(nèi)；
[0048]所述傳感器組固定在所述主軸I上；
[0049]其中，所述主軸I內(nèi)設(shè)置流體通路8，所述流體通路8末端設(shè)置連接口，用于與渦輪鉆具連通；
[0050]所述套筒3將所述傳感器組約束在所述主軸I上。
[0051 ]下面將分別介紹所述檢測儀。
[0052]—種渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，包括:主軸1、套筒3以及傳感器組；
[0053]所述主軸I嵌于所述套筒3內(nèi)；
[0054]所述傳感器組固定在所述主軸I上；
[0055]其中，所述主軸I內(nèi)設(shè)置流體通路8，所述流體通路8末端設(shè)置連接口，用于與渦輪鉆具連通；
[0056]所述套筒3將所述傳感器組約束在所述主軸I上。
[0057]在執(zhí)行參數(shù)檢測時，將渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀與渦輪鉆具的渦輪節(jié)相連接;具體的，通過流體通路8末端設(shè)置連接口與鉆具的渦輪節(jié)建立穩(wěn)定牢固的連接；同時，保證渦輪節(jié)上端花鍵的端部與渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀的垂直距離不大于20mm。
[0058]安裝完成后啟動渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀的電源，儀器將在延時3個小時后開始數(shù)據(jù)的采集工作，數(shù)據(jù)采集時間滿48小時后自動停止運行。
[0059]參見圖3，根據(jù)實際情況及所需要檢測的工況參數(shù)，分別設(shè)置相應(yīng)的傳感器。
[0060]具體的，所述傳感器組包括:壓力傳感器10;所述壓力傳感器10固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸I內(nèi)流體通路8的壓力。
[0061 ] 所述傳感器組包括:溫度傳感器11;所述溫度傳感器11固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸I工作環(huán)境溫度。
[0062]所述傳感器組包括:振動傳感器9;所述振動傳感器9固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸工作環(huán)境振動頻率。
[0063]所述傳感器組包括:轉(zhuǎn)速傳感器12;所述轉(zhuǎn)速傳感器12固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸I轉(zhuǎn)速。具體來講，采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。
[0064]進一步地，為了提升主軸I密封性能，所述主軸I上開設(shè)密封圈槽2、4，所述密封圈內(nèi)安置密封圈，密封所述套筒3與所述主軸I間的銜接間隙；
[0065]其中，所述密封圈槽2、4包括上下兩個，分別密封所所述主軸I與所述套筒3的上下兩處銜接間隙。
[0066]所述套筒3底部設(shè)置與之匹配的密封端蓋5，將所述套筒5壓緊在所述主軸I上，密封主軸。
[0067]具體來講，主軸I上加工兩個ο型密封圈槽，用于放置ο型圈，套筒3通過螺紋與主軸I相連接，同時套筒3通過壓緊0型圈對主軸進行密封.
[0068]密封端蓋5通過螺紋與套筒3相連接，主軸I上開有階梯孔6，墊片放置于階梯孔6內(nèi)，密封塞7通過螺紋與主軸I的階梯孔6相連接，并將階梯孔6內(nèi)的墊片壓緊進行密封。
[0069]所述套筒3與所述主軸I間留出傳感器安置空間；所述傳感器組設(shè)置在所述傳感器安置空間內(nèi)。
[0070]渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀隨渦輪鉆具下放到鉆孔底部，啟動鉆機使渦輪鉆具開始工作。此時渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀通過傳感器組實時采集渦輪鉆具工作時的入口壓力、溫度、渦輪轉(zhuǎn)速及振動頻率工況參數(shù)。
[0071]根據(jù)實際的裝備設(shè)置，采集到的數(shù)據(jù)實時回傳并存儲在上位設(shè)備中；具體來講，建立傳感器組與渦輪鉆具控制器間的連接，直接將實時監(jiān)測到的工況參數(shù)存儲于控制器內(nèi)。
[0072]進一步地，在渦輪鉆具控制器上連接上位的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，可將讀取到的數(shù)據(jù)最終以波形圖的形式，或者其它直觀的方式顯示，便于觀察和后續(xù)研究。
[0073]實施例二
[0074]—種渦輪鉆具裝置，包括:渦輪鉆具以及所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀；
[0075]所述渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀固定所述渦輪鉆具的渦輪節(jié)固定連接。
[0076]下面將具體介紹所述檢測儀。
[0077]—種渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，包括:主軸1、套筒3以及傳感器組；
[0078]所述主軸I嵌于所述套筒3內(nèi)；
[0079]所述傳感器組固定在所述主軸I上；
[0080]其中，所述主軸I內(nèi)設(shè)置流體通路8，所述流體通路8末端設(shè)置連接口，用于與渦輪鉆具連通；
[0081 ]所述套筒3將所述傳感器組約束在所述主軸I上。
[0082]在執(zhí)行參數(shù)檢測時，將渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀與渦輪鉆具的渦輪節(jié)相連接;具體的，通過流體通路8末端設(shè)置連接口與鉆具的渦輪節(jié)建立穩(wěn)定牢固的連接；同時，保證渦輪節(jié)上端花鍵的端部與渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀的垂直距離不大于20mm。
[0083]安裝完成后啟動渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀的電源，儀器將在延時3個小時后開始數(shù)據(jù)的采集工作，數(shù)據(jù)采集時間滿48小時后自動停止運行。
[0084]參見圖3，根據(jù)實際情況及所需要檢測的工況參數(shù)，分別設(shè)置相應(yīng)的傳感器。
[0085]具體的，所述傳感器組包括:壓力傳感器10;所述壓力傳感器10固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸I內(nèi)流體通路8的壓力。
[0086]所述傳感器組包括:溫度傳感器11;所述溫度傳感器11固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸I工作環(huán)境溫度。
[0087]所述傳感器組包括:振動傳感器9;所述振動傳感器9固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸工作環(huán)境振動頻率。
[0088]所述傳感器組包括:轉(zhuǎn)速傳感器12;所述轉(zhuǎn)速傳感器12固定在所述主軸I上，監(jiān)測主軸I轉(zhuǎn)速。具體來講，采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。
[0089]進一步地，為了提升主軸I密封性能，所述主軸I上開設(shè)密封圈槽2、4，所述密封圈內(nèi)安置密封圈，密封所述套筒3與所述主軸I間的銜接間隙；
[0090]其中，所述密封圈槽2、4包括上下兩個，分別密封所所述主軸I與所述套筒3的上下兩處銜接間隙。
[0091]所述套筒3底部設(shè)置與之匹配的密封端蓋5，將所述套筒5壓緊在所述主軸I上，密封主軸。
[0092]具體來講，主軸I上加工兩個ο型密封圈槽，用于放置ο型圈，套筒3通過螺紋與主軸I相連接，同時套筒3通過壓緊0型圈對主軸進行密封.
[0093]密封端蓋5通過螺紋與套筒3相連接，主軸I上開有階梯孔6，墊片放置于階梯孔6內(nèi)，密封塞7通過螺紋與主軸I的階梯孔6相連接，并將階梯孔6內(nèi)的墊片壓緊進行密封。
[0094]所述套筒3與所述主軸I間留出傳感器安置空間；所述傳感器組設(shè)置在所述傳感器安置空間內(nèi)。
[0095]渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀隨渦輪鉆具下放到鉆孔底部，啟動鉆機使渦輪鉆具開始工作。此時渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀通過傳感器組實時采集渦輪鉆具工作時的入口壓力、溫度、渦輪轉(zhuǎn)速及振動頻率工況參數(shù)。
[0096]根據(jù)實際的裝備設(shè)置，采集到的數(shù)據(jù)實時回傳并存儲在上位設(shè)備中；具體來講，建立傳感器組與渦輪鉆具控制器間的連接，直接將實時監(jiān)測到的工況參數(shù)存儲于控制器內(nèi)。
[0097]進一步地，在渦輪鉆具控制器上連接上位的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，可將讀取到的數(shù)據(jù)最終以波形圖的形式，或者其它直觀的方式顯示，便于觀察和后續(xù)研究。
[0098]本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
[0099]本申請實施例中提供的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，通過設(shè)置主軸與所述渦輪鉆具可靠連接，直接深入井下，獲得直接的參數(shù)監(jiān)測環(huán)境;并通過傳感器組實時監(jiān)測工況參數(shù)，得到直接可靠的實時參數(shù)，直接反應(yīng)工作狀態(tài)，為合理的制定鉆進工藝提供必要的數(shù)據(jù)支撐。
[0100]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于，包括:主軸、套筒以及傳感器組； 所述主軸嵌于所述套筒內(nèi)； 所述傳感器組固定在所述主軸上； 其中，所述主軸內(nèi)設(shè)置流體通路，所述流體通路末端設(shè)置連接口，用于與渦輪鉆具連通； 所述套筒將所述傳感器組約束在所述主軸上。2.如權(quán)利要求1所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于，所述傳感器組包括:壓力傳感器； 所述壓力傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸內(nèi)流體通路的壓力。3.如權(quán)利要求1所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于，所述傳感器組包括:溫度傳感器； 所述溫度傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸工作環(huán)境溫度。4.如權(quán)利要求1所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于，所述傳感器組包括:振動傳感器； 所述振動傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸工作環(huán)境振動頻率。5.如權(quán)利要求1所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于，所述傳感器組包括:轉(zhuǎn)速傳感器； 所述轉(zhuǎn)速傳感器固定在所述主軸上，監(jiān)測主軸轉(zhuǎn)速。6.如權(quán)利要求1所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于，所述傳感器組包括:壓力傳感器、溫度傳感器、振動傳感器以及轉(zhuǎn)速傳感器； 所述壓力傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸內(nèi)流體通路的壓力； 所述溫度傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸工作環(huán)境溫度； 所述振動傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸工作環(huán)境振動頻率； 所述轉(zhuǎn)速傳感器固定在所述主軸上，用于監(jiān)測主軸轉(zhuǎn)速。7.如權(quán)利要求1?6任一項所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于:所述主軸上開設(shè)密封圈槽； 所述密封圈內(nèi)安置密封圈，密封所述套筒與所述主軸間的銜接間隙； 其中，所述密封圈槽包括上下兩個，分別密封所所述主軸與所述套筒的上下兩處銜接間隙。8.如權(quán)利要求7所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于:所述套筒底部設(shè)置與之匹配的密封端蓋，將所述套筒壓緊在所述主軸上。9.如權(quán)利要求8所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀，其特征在于:所述套筒與所述主軸間留出傳感器安置空間； 所述傳感器組設(shè)置在所述傳感器安置空間內(nèi)。10.一種渦輪鉆具裝置，其特征在于，包括:渦輪鉆具以及如權(quán)利要求9所述的渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀； 所述渦輪鉆具井下工況參數(shù)檢測儀固定所述渦輪鉆具的渦輪節(jié)固定連接。
【文檔編號】E21B4/00GK105865527SQ201610322108
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】吳川, 韓磊, 吳笛, 張峰
【申請人】中國地質(zhì)大學（武漢）