长续航泥浆脉冲随钻井底压力监测装置的制作方法

本实用新型涉及井下监测工具技术领域，是一种长续航泥浆脉冲随钻井底压力监测装置。

背景技术：

泥浆脉冲随钻井底压力监测装置简称PWD系统，PWD系统技术目前已经广泛应用于欠平衡钻井作业中，此系统能够及时、准确的获取井底的各项压力数据，对保护和发现油气层有着重要的实际意义，但是目前的 PWD系统由于受到了井眼尺寸和钻具尺寸的限制，只能携带数量有限的高能锂电池组，无法使功耗较大的井下随钻仪器与随钻工具长时间的持续工作，电池没电后，只能被迫提前起钻更换电池，然后才能继续钻进，反复地钻进和下钻，不仅会给油井带来潜在的安全隐患，而且极大的浪费了人力物力财力，工作效率低，严重地影响了钻井的工作周期。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种长续航泥浆脉冲随钻井底压力监测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有泥浆脉冲随钻井底压力监测装置无法在井内长时间连续工作的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种长续航泥浆脉冲随钻井底压力监测装置，包括第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体、第五筒体、连接短节，第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体、第五筒体、连接短节从上至下依次固定连接，第一筒体内设置有泥浆脉冲发生器总成，第二筒体内设置有发电机总成，发电机总成内部设置有上电路通道，在发电机总成的中轴上设置有能转动的电机磁性转子涡轮，泥浆脉冲发生器总成与第一筒体的内壁之间、发电机总成与第二筒体的内壁之间形成了供液体流动的上流体通道，泥浆脉冲发生器总成的下端与发电机总成的上端固定连接，第三筒体的上部内固定安装有上过流套，在上过流套内部设置有上过流套液体通道，发电机总成下端与上过流套上端之间安装有配套的旋转插头和插座，在发电机总成与上过流套之间的配套的旋转插头与插座部固定安装有第一防护套，第二筒体与上过流套之间的发电机总成与第三筒体之间形成供液体流动的中流体通道，上过流套内设置有第一电路通道，第一电路通道连通第一防护套内的配套的旋转插头和插座，第四筒体的上段插接在第三筒体内，第四筒体的上端面顶压在上过流套的下端面上，第四筒体的下部内固定安装有下过流套，在第四筒体内部设置有贯穿第四筒体上端与第四筒体下部内壁的第二电路通道，下过流套内设置有与第四筒体下部内壁的第二电路通道相通的第三电路通道，与在下过流套内设置有第二流体通道，对应第三电路通道的下过流套的下端内安装有配套的旋转插头和插座，第五筒体的内部固定安装有倒Y型的导流锥，导流锥的斜肩部位设置有至少一个连通导流锥内外部的第三流体通道，导流锥的上端固定连接有连接圆筒，在下过流套与连接圆筒之间的配套的旋转插头与插座外部固定安装有第二防护套，在导流锥内设置有贯穿导流锥上下端的第四电路通道，下过流套与导流锥的斜肩部位之间的第二防护套、连接圆筒与第四筒体和第五筒体之间形成下流体通道，导流锥下方的第五圆筒内固定安装有电子舱筒，电子舱筒的下部外壁上设置有电子舱室，在电子舱室内安装有能监测温度与压力的温度压力组件，在电子舱室内还安装有电池组件，对应第四电路通道的电子舱筒上设置有连通电子舱室的第五电路通道，在电子舱室的下端面与连接短节的上端面之间设置有导流环；上电路通道、第一防护套内腔、第一电路通道、第二电路通道、第三电路通道、第二防护套内腔、连接圆筒内腔、第四电路通道和第五电路通道依序连通形成电路通道，上流体通道、中流体通道、上过流套液体通道、第四筒体的内腔、第二流体通道、下流体通道、第三流体通道、导流锥内腔、电子舱筒内腔、导流环内腔和连接短节内腔依序连通形成流体通道。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述在紧贴第一筒体的内壁位置从上至下依次设置有限流环承座、限流环、支撑圆筒、第一调整筒节，限流环承座的下端面被第一筒体内壁上的第一卡槽限定，限流环承座的上端面被卡嵌在第一筒体内壁上的卡簧限定，在限流环承座入口端的内壁上设置有多个过滤棒，在限流环承座出口端的内壁上卡嵌有限流环，支撑圆筒的上端面顶压在限流环承座和限流环的下端面上，泥浆脉冲发生器总成的上部穿过限流环插入到限流环承座的内部，第一调整筒节的下端面被限定在第一筒体内壁上的第二卡槽内。

上述在第二筒体的下部内壁上设置有使泥浆脉冲发生器总成和发电机总成保持正中位置的扶正器，扶正器上设置有第一流体通道，上流体通道、第一流体通道、中流体通道、上过流套液体通道、第四筒体的内腔、第二流体通道、下流体通道、第三流体通道、导流锥内腔、电子舱筒内腔、导流环内腔和连接短节内腔依序连通形成流体通道。

上述在紧贴第二筒体的内壁位置从上至下依次设置有第二调整筒节、流管，第二调整筒节的上端面顶压在第一筒体的下端面上，流管的下端面顶压在扶正器的上端面上，扶正器的下端面被第二筒体内壁上的第三卡槽限定。

上述电子舱室包括左舱室、右舱室，对应第四电路通道的导流锥下端面与对应第五电路通道的电子舱筒上端面之间设置有过线定位套组件，在左舱室的内部从上至下依次设置有温度计组件、压力计组件，在压力计组件下侧的第五筒体外壁上设置有测压孔，在右舱室内设置有电池组件，在电池组件下侧的第五筒体外壁上从上至下依次设置有检测孔、注脂孔。

上述第二电路通道的第四筒体下部内壁端为沉孔，在沉孔外侧内固定安装有盖板，沉孔连通第二电路通道和第三电路通道，上电路通道、第一防护套内腔、第一电路通道、第二电路通道、沉孔、第三电路通道、第二防护套内腔、连接圆筒内腔、第四电路通道和第五电路通道依序连通形成电路通道。

上述在扶正器与流管之间设置有第一定位销钉，第五筒体外壁上设置有顶压在导流锥右侧端面的第二定位销钉，导流环与右舱室之间设置有第三定位销钉。

上述限流环承座的外壁与第一筒体的内壁之间设置有至少两道密封环，限流环与限流环承座之间设置有密封环，限流环承座与第一卡槽之间设置有密封环，支撑圆筒与第一筒体的内壁之间设置有密封环。

上述过滤棒为锥形排列的阵列结构。

本实用新型结构合理而紧凑，通过重新设计泥浆脉冲随钻井底压力监测装置的内部结构，使本实用新型除了能够携带高能锂电池组，还可以利用井内循环流动的泥浆来推动发电机总成上的涡轮，进而使发电机总成产生电能，这些电能足以使本实用新型能够在井下长时间的连续工作，减少了提钻次数，缩短了钻井的工作周期，节约了成本。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。

附图2为附图1中A段的局部放大结构示意图。

附图3为附图1中B段的局部放大结构示意图。

附图4为附图1中C段的局部放大结构示意图。

附图5为附图1中D段的局部放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为卡簧，2为过滤棒，3为第一筒体，4为限流环承座，5为限流环，6为支撑圆筒，7为泥浆脉冲发生器总成，8为第一调整筒节，9为第二调整筒节，10为发电机总成，11为第二筒体，12为流管，13为扶正器，14为第一流体通道，15为第一定位销钉，16为第一防护套，17为配套的旋转插头和插座，18上过流套，19为第一电路通道，20为第三筒体，21为第四筒体，22为下过流套，23为第二流体通道，24为第二电路通道，25为第三电路通道，26为沉孔，27为盖板，28为电子舱筒，29为第二防护套，30为连接圆筒，31为导流锥，32为第三流体通道，33为第四电路通道，34为第二定位销钉，35为过线定位套组件，36为左舱室，37为右舱室，38为第五筒体，39为电池组件，40为测压孔，41为检测孔，42注脂孔，43为第三定位销钉，44为导流环，45为连接短节,46为密封环，47为下流体通道，48为温度压力组件，49为上电路通道，50为第一卡槽，51为第二卡槽，52为第三卡槽，53为电机磁性转子涡轮，54为第五电路通道，55为上流体通道，56为中流体通道。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1-5所示，该长续航泥浆脉冲随钻井底压力监测装置包括第一筒体3、第二筒体11、第三筒体20、第四筒体21、第五筒体38、连接短节45，第一筒体3、第二筒体11、第三筒体20、第四筒体21、第五筒体38、连接短节45从上至下依次固定连接，第一筒体3内设置有泥浆脉冲发生器总成7，第二筒体11内设置有发电机总成10，发电机总成10内部设置有上电路通道49，在发电机总成10的中轴上设置有能转动的电机磁性转子涡轮53，泥浆脉冲发生器总成7与第一筒体3的内壁之间、发电机总成10与第二筒体11的内壁之间形成了供液体流动的上流体通道55，泥浆脉冲发生器总成7的下端与发电机总成10的上端固定连接，第三筒体20的上部内固定安装有上过流套18，在上过流套18内部设置有上过流套液体通道，发电机总成10下端与上过流套18上端之间安装有配套的旋转插头和插座17，在发电机总成10与上过流套18之间的配套的旋转插头与插座17外部固定安装有第一防护套16，第二筒体11与上过流套18之间的发电机总成10与第三筒体20之间形成供液体流动的中流体通道56，上过流套18内设置有第一电路通道19，第一电路通道14连通第一防护套16内的配套的旋转插头和插座17，第四筒体21的上段插接在第三筒体20内，第四筒体21的上端面顶压在上过流套18的下端面上，第四筒体21的下部内固定安装有下过流套22，在第四筒体21内部设置有贯穿第四筒体21上端与第四筒体下部内壁的第二电路通道24，下过流套22内设置有与第四筒体下部内壁的第二电路通道24相通的第三电路通道25，与在下过流套22内设置有第二流体通道23，对应第三电路通道25的下过流套22的下端内安装有配套的旋转插头和插座17，第五筒体38的内部固定安装有倒Y型的导流锥31，导流锥31的斜肩部位设置有至少一个连通导流锥31内外部的第三流体通道32，导流锥31的上端固定连接有连接圆筒30，在下过流套22与连接圆筒30之间的配套的旋转插头与插座17外部固定安装有第二防护套29，在导流锥31内设置有贯穿导流锥31上下端的第四电路通道33，下过流套22与导流锥31的斜肩部位之间的第二防护套29、连接圆筒30与第四筒体21和第五筒体38之间形成下流体通道47，导流锥31下方的第五圆筒38内固定安装有电子舱筒28，电子舱筒28的下部外壁上设置有电子舱室，在电子舱室内安装有能监测温度与压力的温度压力组件48，在电子舱室内还安装有电池组件39，对应第四电路通道33的电子舱筒上设置有连通电子舱室的第五电路通道54，在电子舱室的下端面与连接短节45的上端面之间设置有导流环44；上电路通道49、第一防护套16内腔、第一电路通道19、第二电路通道24、第三电路通道25、第二防护套29内腔、连接圆筒30内腔、第四电路通道33和第五电路通道54依序连通形成电路通道，上流体通道55、中流体通道56、上过流套液体通道、第四筒体21的内腔、第二流体通道23、下流体通道47、第三流体通道32、导流锥31内腔、电子舱筒28内腔、导流环44内腔和连接短节45内腔依序连通形成流体通道。

泥浆脉冲发生器总成7、发电机总成10和配套的旋转插头和插座17均为现有公知技术；上电路通道49、第一防护套16内腔、第一电路通道19、第二电路通道24、第三电路通道25、第二防护套29内腔、连接圆筒30内腔、第四电路通道33和第五电路通道54共同构成了本实用新型的电路通道，上流体通道55、中流体通道56、上过流套液体通道、第四筒体21的内腔、第二流体通道23、下流体通道47、第三流体通道32、导流锥31内腔、电子舱筒28内腔、导流环44内腔和连接短节45内腔共同构成了本实用新型的泥浆流动通道，在电路通道内安装电路导线，有效避免了泥浆对输电线路的侵蚀，有效地保护了装置内的电路安全。当泥浆从第一筒体3内进入到上流体通道55内时，流动的泥浆会推动电机磁性转子涡轮53旋转，使发电机总成10产生电能，本实用新型产生的电能能够满足自身电路系统与大部分仪器对电能的需求，减少了对自身电池组件39的依赖，这样就大大延长了装置每次在井内的工作时间，减少了提钻次数，提高了工作效率，上过流套18与下过流套22不仅是连接上下电路的通道，也是泥浆通过的通道，第一防护套16内的配套的旋转插头和插座17和第二防护套内的配套的旋转插头和插座17起到了连接上下电路的作用，第一防护套16和第二防护套29保证了配套的旋转插头和插座17不受泥浆的损坏，确保了电路的畅通，导流环44对泥浆不但有一定的导流作用，而且还起到了分散内部应力的作用。

可根据实际需要，对上述长续航泥浆脉冲随钻井底压力监测装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，在紧贴第一筒体3的内壁位置从上至下依次设置有限流环承座4、限流环5、支撑圆筒6、第一调整筒节8，限流环承座4的下端面被第一筒体3内壁上的第一卡槽50限定，限流环承座4的上端面被卡嵌在第一筒体3内壁上的卡簧1限定，在限流环承座4入口端的内壁上设置有多个过滤棒2，在限流环承座4出口端的内壁上卡嵌有限流环5，支撑圆筒6的上端面顶压在限流环承座4和限流环5的下端面上，泥浆脉冲发生器总成7的上部穿过限流环5插入到限流环承座4的内部，第一调整筒节8的下端面被限定在第一筒体3内壁上的第二卡槽51内。循环流动的泥浆从上端的限流环承座4入口进入到第一筒体3内，泥浆会顶开泥浆脉冲发生器总成7上的蘑菇头，蘑菇头的内部设置有弹簧，弹簧压缩变形后会在限流环5与蘑菇头之间产生空隙，泥浆就会顺着这个空隙单向地流入到第二筒体11内去，泥浆的流量不宜过大，泥浆流量过大会导致涡轮53的转速过高，电流过大，很容易使发电机总成10发生故障，通过调节涡轮53叶片参数和限流环5，能够调整过流面积，调节泥浆的流量，进而调整涡轮53的转速，从而起到调节输出电流大小的作用，这其中的限流环承座4、支撑圆筒6、第一调整筒节8都是起到一个支撑保护、分散内部应力的作用，泥浆从它们的内部流过，也起到了液体流动通道的作用，保护了第一筒体3的内壁不受泥浆侵蚀。

如附图1、2、3所示，在第二筒体11的下部内壁上设置有使泥浆脉冲发生器总成7和发电机总成10保持正中位置的扶正器13，扶正器13上设置有第一流体通道14，上流体通道55、第一流体通道40、中流体通道56、上过流套液体通道、第四筒体21的内腔、第二流体通道23、下流体通道47、第三流体通道32、导流锥31内腔、电子舱筒28内腔、导流环44内腔和连接短节45内腔依序连通形成流体通道。使泥浆脉冲发生器总成7和发电机总成10保持正中位置，避免仪器长时间使用造成设备的损坏。

如附图1、2、3所示，在紧贴第二筒体11的内壁位置从上至下依次设置有第二调整筒节9、流管12，第二调整筒节9的上端面顶压在第一筒体3的下端面上，流管12的下端面顶压在扶正器13的上端面上，扶正器13的下端面被第二筒体11内壁上的第三卡槽52限定。第二调整筒节9与流管12的设置，不仅起到了一个支撑保护、分散内部应力的作用，而且泥浆从它们的内部流过，也起到了流体通道的作用，保护了第二筒体11的内壁不受泥浆侵蚀。

如附图1、4、5所示，电子舱室包括左舱室36、右舱室37，对应第四电路通道33的导流锥31下端面与对应第五电路通道54的电子舱筒28上端面之间设置有过线定位套组件35，在左舱室36的内部设置有温度压力组件48，对应温度压力组件48下端的第五筒体38外壁上设置有测压孔40，在右舱室37内设置有电池组件39，对应电池组件39下端的第五筒体38外壁上从上至下依次设置有检测孔41、注脂孔42。在实际的使用过程中，温度压力组件48一般为铂电阻温度计组件与晶体压力计组件，这种温度计组件与压力计组件不仅性能稳定，而且有较高的精度，当泥浆与测压孔40内的硅脂接触后，将温度信号与压力信号传入到温度压力组件48内，获取相关的温度数值与压力数值，过线定位套组件35的作用就是让本装置内的电路导线能够顺畅地穿越障碍，使温度计组件、压力计组件、电池组件39与整个装置的电路系统保持连接。

如附图1、2、3、4、5所示，第二电路通道24的第四筒体21下部内壁端为沉孔26，在沉孔26外侧内固定安装有盖板27，沉孔26连通第二电路通道24和第三电路通道25，上电路通道49、第一防护套16内腔、第一电路通道19、第二电路通道24、沉孔26、第三电路通道25、第二防护套29内腔、连接圆筒30内腔、第四电路通道33和第五电路通道54依序连通形成电路通道。沉孔26与盖板27的设置是为了方便后期的电路维修。

如附图1、2、3、4、5所示，在扶正器13与流管12之间设置有第一定位销钉15，第五筒体38外壁上设置有顶压在导流锥31右侧端面的第二定位销钉34，导流环44与右舱室37之间设置有第三定位销钉43。第一定位销15、第二定位销34、第三定位销43的设置，可以避免部件间的连接产生转动，能够有效地传递载荷。

如附图1、2所示，限流环承座4的外壁与第一筒体3的内壁之间设置有至少两道密封环46，限流环5与限流环承座4之间设置有密封环46，限流环承座4与第一卡槽50之间设置有密封环46，支撑圆筒6与第一筒体3的内壁之间设置有密封环46。密封环46可以增强本装置的密封性，保证了本装置稳定的工作性能。

如附图1、2所示，过滤棒2为锥形排列的阵列结构。相比于“一”字型排列的过滤棒2，锥形排列的过滤棒2增大了过滤的表面积，提高了过滤效率。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型为重新设计后的泥浆脉冲随钻井底压力监测系统，第三筒体20、第四筒体21、第五筒体38为电路短节，电路短节内设置有多个电路系统，其中就包括脉冲编码控制电路，本实用新型安装在钻头的附近，随钻具下放到井内，当钻井作业开始时，泥浆开始循环，发电机总成10上的电机磁性转子涡轮53则随流动的泥浆开始旋转，发电机总成10产生交流电，交流电通过电路短节内的整流电路模块，将交流电源转变为直流电，为本实用新型内的电路系统提供电源，温度压力组件48将井底压力和温度参数进行动态采集，然后脉冲编码控制电路使泥浆脉冲发生器总成7动作，在钻柱内部形成压力脉冲信号，地面的压力传感器收到压力脉冲信号后，再经过总线传送至地面的计算机进行解码，最终还原出井底压力和温度数值。