传感器内装式近钻头参数测量装置及其使用方法与流程

文档序号:12351252阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于包括本体和外筒,外筒的下部内侧与本体的中部外侧密封固定安装在一起,在本体的上端固定安装有套装在外筒内的流道转换体,在流道转换体上端密封固定安装有套装在外筒内的转换接头,在与外筒下端对应的本体外侧设置有至少一个的测量凹槽,在测量凹槽内固定安装有力学测量装置,在测量凹槽上方的本体外侧设置有环形凹槽,在环形凹槽内固定安装有信号处理电路模块,在本体上分别密封固定安装有内压传感器和外压传感器,在本体上设置有与本体内侧相通的内压测量通道,内压传感器通过内压测量通道测量钻具内部压力,在本体上设置有与外筒外侧相通的外压测量通道,外压传感器通过外压测量通道测量环空压力,力学测量装置的信号输出端与信号处理电路模块的第一信号输入端电连接,内压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第二信号输入端电连接,外压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第三信号输入端电连接,在流道转换体的外部右侧与外筒内侧之间设置有与本体内部相通的空腔,在转换接头外侧与外筒内侧之间有间距,在流道转换体内设置有与环形凹槽相通的第二过线通道,在第二过线通道上端内密封固定安装有旋转插头。

2.根据权利要求1所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于本体包括传感器安装短节和下本体,外筒的下部内侧与下本体的上部外侧密封固定安装在一起,下本体的上端密封固定安装有套装在外筒内的传感器安装短节,流道转换体固定安装在传感器安装短节的上端,在与外筒下端对应的下本体外侧设置有至少一个的测量凹槽,在测量凹槽与传感器安装短节之间的下本体外侧设置有环形凹槽,在环形凹槽内固定安装有信号处理电路模块,在测量凹槽与环形凹槽之间的下本体上设置有均与测量凹槽与环形凹槽相通的第一过线通道,第一过线通道的数量与测量凹槽的数量相同,在传感器安装短节的下部外侧沿圆周分别设置有相互隔离的连接凹槽、内安装凹槽和外安装凹槽,在内安装凹槽内固定有能测量钻具内部压力的内压传感器,在外安装凹槽内固定有能测量环空压力的外压传感器,在环形凹槽与连接凹槽之间的本体上固定安装有第一接线塞,在环形凹槽与内安装凹槽之间的本体上固定安装有第二接线塞,内压传感器与信号处理电路模块之间的线缆通过第二接线塞连接,在环形凹槽与外安装凹槽之间的下本体上固定安装有第三接线塞,外压传感器与信号处理电路模块之间的线缆通过第三接线塞连接,在传感器安装短节上部设置有使内安装凹槽与下本体内侧相通的内压测量通道,在传感器安装短节上部设置有与外安装凹槽相通的外压测量通道,在外筒上设置有与外压测量通道相通的外压径向通孔,在第二过线通道与连接凹槽之间的传感器安装短节上设置有与连接凹槽以及第二过线通道相通的走线通孔,在第二过线通道和走线通孔内密封固定安装有连接接头,信号处理电路模块与连接接头之间的线缆通过第一接线塞连接;或/和,力学测量装置为应变片。

3.根据权利要求1或2所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于信号处理电路模块包括电路板,在电路板上固定有磁通门、三轴加速度传感器、温敏元件、滤波放大电路模块、数据处理发送电路模块和电源模块,电源模块的电源输出端分别与磁通门、三轴加速度传感器、温敏元件、滤波放大电路模块、数据处理发送电路模块、力学测量装置、内压传感器和外压传感器的电源输入端电连接,力学测量装置的信号输出端与滤波放大电路模块的第一信号输入端电连接,内压传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第二信号输入端电连接,外压传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第三信号输入端电连接,磁通门的信号输出端与滤波放大电路模块的第四信号输入端电连接,三轴加速度传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第五信号输入端电连接,温敏元件的信号输出端与滤波放大电路模块的第六信号输入端电连接,滤波放大电路模块的信号输出端与数据处理发送电路模块的信号输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于第一过线通道包括轴向长孔以及与轴向长孔相通的连接径向通孔,轴向长孔设置在下本体上,轴向长孔与环形凹槽相通,连接径向通孔设置在测量凹槽与轴向长孔之间,在轴向长孔的下端密封固定安装有螺堵,在连接径向通孔内密封固定安装有多芯密封塞,力学测量装置与信号处理电路模块之间的线缆通过多芯密封塞连接。

5.根据权利要求3所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于第一过线通道包括轴向长孔以及与轴向长孔相通的连接径向通孔,轴向长孔设置在下本体上,轴向长孔与环形凹槽相通,连接径向通孔设置在测量凹槽与轴向长孔之间,在轴向长孔的下端密封固定安装有螺堵,在连接径向通孔内密封固定安装有多芯密封塞,力学测量装置与信号处理电路模块之间的线缆通过多芯密封塞连接。

6.根据权利要求2或4或5所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于下本体的上端内侧与传感器安装短节的下部外侧密封安装在一起,下本体的上端与传感器安装短节通过至少一个的连接螺栓固定安装在一起;或/和,传感器安装短节的上部与流道转换体的下部通过至少一个的紧固螺栓固定安装在一起;或/和,第二过线通道的上端呈上宽下窄的台阶状,旋转插头密封固定安装在台阶状的第二过线通道内,在旋转插头上部内通过紧钉固定安装有压盖环,压盖环的底端与旋转插头顶端顶紧在一起。

7.根据权利要求3所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于下本体的上端内侧与传感器安装短节的下部外侧密封安装在一起,下本体的上端与传感器安装短节通过至少一个的连接螺栓固定安装在一起;或/和,传感器安装短节的上部与流道转换体的下部通过至少一个的紧固螺栓固定安装在一起;或/和,第二过线通道的上端呈上宽下窄的台阶状,旋转插头密封固定安装在台阶状的第二过线通道内,在旋转插头上部内通过紧钉固定安装有压盖环,压盖环的底端与旋转插头顶端顶紧在一起。

8.根据权利要求2或4或5或7所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于与连接凹槽内外对应的外筒上设置有与连接凹槽相通的测试径向通孔,在测试径向通孔内自内而外固定安装有密封堵头和固定塞;或/和,第一接线塞为多芯密封塞;或/和,第二接线塞为多芯密封塞;或/和,第三接线塞为多芯密封塞;或/和,在测量凹槽下方的外筒内侧与下本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在环形凹槽与测量凹槽之间的外筒内侧与本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在连接凹槽与环形凹槽之间的外筒内侧与下本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在连接凹槽上方的外筒内侧与传感器安装短节外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在流道转换体的下端外侧与外筒内侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在流道转换体的上部外侧与转换接头的下部内侧之间固定安装有至少一道的密封圈;或/和,外筒的下部内侧与下本体的上部外侧通过螺纹固定安装在一起,流道转换体的上部外侧与转换接头的下部内侧通过螺纹安装在一起;或/和,在外筒的上部设置有内螺纹或外螺纹,在下本体的下部设置有内螺纹或外螺纹。

9.根据权利要求3或6所述的传感器内装式近钻头参数测量装置,其特征在于与连接凹槽内外对应的外筒上设置有与连接凹槽相通的测试径向通孔,在测试径向通孔内自内而外固定安装有密封堵头和固定塞;或/和,第一接线塞为多芯密封塞;或/和,第二接线塞为多芯密封塞;或/和,第三接线塞为多芯密封塞;或/和,在测量凹槽下方的外筒内侧与下本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在环形凹槽与测量凹槽之间的外筒内侧与本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在连接凹槽与环形凹槽之间的外筒内侧与下本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在连接凹槽上方的外筒内侧与传感器安装短节外侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在流道转换体的下端外侧与外筒内侧之间固定安装有至少一道的密封圈,在流道转换体的上部外侧与转换接头的下部内侧之间固定安装有至少一道的密封圈;或/和,外筒的下部内侧与下本体的上部外侧通过螺纹固定安装在一起,流道转换体的上部外侧与转换接头的下部内侧通过螺纹安装在一起;或/和,在外筒的上部设置有内螺纹或外螺纹,在下本体的下部设置有内螺纹或外螺纹。

10.一种根据权利要求3或4或5或6或7或8或9所述的传感器内装式近钻头参数测量装置的使用方法,其特征在于按下述方法进行:将旋转插头与脉冲发生器固定安装在一起,脉冲发生器与钻柱固定安装在一起,将本体与钻头固定安装在一起,然后,将传感器内装式近钻头参数测量装置随钻具下入井内,传感器内装式近钻头参数测量装置下入井内后,力学测量装置能够测量钻压以及钻柱的弯矩和扭矩,内压传感器能够测量钻具内部的内压力,外压传感器能够测量环空压力,磁通门能够测量钻柱的钻速,三轴加速度传感器能够测量钻头的振动值,温敏元件能够测量井内的温度,力学测量装置将测量到的钻压以及钻柱的弯矩和扭矩的数据发送至滤波放大电路模块,内压传感器将测量到的内压力数据发送至滤波放大电路模块,外压传感器将测量到的环空压力数据发送至滤波放大电路模块,磁通门将测量到的钻速数据发送至滤波放大电路模块,三轴加速度传感器将测量到的振动值数据发送至滤波放大电路模块,温敏元件将测量到的温度数据发送至滤波放大电路模块,滤波放大电路模块将接收到的数据经过滤波放大后发送至数据处理发送电路模块,数据处理发送电路模块将接收到的信号处理并转化成脉冲信号后发送至脉冲发生器,脉冲发生器将接收到的脉冲信号上传至井上信号接收系统。

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