一种改进的液压钻杆的制作方法
【专利摘要】一种改进的液压钻杆，增加安装传感器的功能。钻杆本体包括两端的螺纹连接部和中间的杆件部，且在内部具有贯通的注水孔，其中，在两螺纹连接部分别设有用于连接的内外螺纹，且螺纹连接部的直径要大于杆件部的直径，在所述杆件部的中间位置设有一个传感器安装部，所述传感器安装部的直径大于杆件部的直径，在所述传感器安装部设有至少一个传感器安装孔，每个传感器安装孔中安装一个传感器复合体。通过该方案的实施，使得液压钻杆的安全应用成为了可能，既没有破坏钻杆的强度，又可以起到监测钻杆物理量的目的，使得钻井过程完全可控。
【专利说明】一种改进的液压钻杆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工矿、油田、地质勘探中使用的液压钻杆【技术领域】，具体地说是一种改进的液压钻杆。
【背景技术】
[0002]在钻井过程中，钻塔布置在油场中，通过向下钻孔进行作业。钻杆位于钻孔中，且钻杆是由多根组装起来的，并在顶端安装有钻头。钻杆在一个液压驱动部件的驱动下进行转动作业，再理想状态下，钻杆是处于竖直向下的状态的。在实际作业中，由于地下的岩层情况非常复杂，存在硬石层的情况，钻杆存在偏转、扭曲的可能，而这些物理变化是站在底面的人员无法观测到的。
[0003] 申请人:认为，通过对钻杆的一些物理量进行有效的监测是可以掌握钻杆的上述变化的，而掌握这些物理量的变化可以有效的控制整个钻井过程，即实现过程控制。
[0004]同时 申请人:也认识到，钻杆作为一种受力较大的部件，在监测的同时应该不破坏它的完整性，即强度上应该不受影响。
[0005]钻杆，由于在长度方向上长度和直径之比较大，且要承受很大的扭矩，所以一般锻钢进行制作的，锻钢在成型过程中使用锻造工艺，其外形一般为规则、简单的柱状体，因此要充分认识到钻杆的形状这一特点。
[0006]另外，在钻井作业的过程中，由于钻井的过程中需要通过钻杆的注水孔注入大量的冷却水，并在钻杆的外侧与钻孔之间存在大量的泥沙、砂石等杂物的回流，所以要充分考虑该情况对于监测装置的影响。
实用新型内容
[0007]针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种液压钻杆，在保留圆形钻杆性能的前提下，通过对液压钻杆的结构改进，满足设置传感器的要求，并尽量减小钻井过程中对于传感器的影响，使得对于钻井过程中的一些物理参数的测定成为可能。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:
[0009]一种改进的液压钻杆，包括钻杆本体，其特征在于，
[0010]所述钻杆本体包括两端的螺纹连接部和中间的杆件部，且在内部具有贯通的注水孔，其中，在两螺纹连接部分别设有用于连接的内外螺纹，且螺纹连接部的直径要大于杆件部的直径，在所述杆件部的中间位置设有一个传感器安装部，所述传感器安装部的直径大于杆件部的直径，在所述传感器安装部设有至少一个传感器安装孔，每个传感器安装孔中安装一个传感器复合体。
[0011 ] 进一步地，所述钻杆本体是一体锻造形成的锻件。
[0012]进一步地，所述钻杆本体各部分之间通过摩擦焊形成一体式结构。
[0013]进一步地，传感器复合体中具有力学传感器和温度传感器等，可以监测扭矩、挠度和温度变化情况。
[0014]进一步地，所述传感器复合体与传感器安装孔之间进行粘接连接，并在传感器复合体的外侧使用硅胶封装，避免泥沙和砂石对传感器复合体产生影响。
[0015]进一步地，所述传感器安装孔的数量为四个，且沿传感器安装部周向均布。
[0016]进一步地，在传感器复合体引出线位置的钻杆本体上设置布线槽，用于保护信号线，并使用硅胶封装。
[0017]本实用新型的有益效果是:通过该方案的实施，使得液压钻杆的安全应用成为了可能，既没有破坏钻杆的强度，又可以起到监测钻杆物理量的目的，使得钻井过程完全可控。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。
[0019]图2为图1中A-A剖视图。
[0020]图3为图1的全剖视图。
[0021]图4为图3的另一种样式。
[0022]图5为实施例的一种变形示意图。
[0023]图6为图5中B-B剖视图。
[0024]图中:I螺纹连接部，11注水孔，12内外螺纹，2杆件部，3传感器安装部，31传感器安装孔，4传感器复合体，41硅胶封装，42布线槽，43信号线，5过渡部位，6摩擦焊。
【具体实施方式】
[0025]如图1至图4所示，
[0026]在钻井过程中，如果能够实时监测钻杆的运行情况，则可以及时发现一些异常情况(例如钻杆断裂、偏转)，有利于过程控制。
[0027]本实用新型中的液压钻杆，需要克服钻杆与钻孔之间的摩擦、砂石影响，并成功监测到电子数据。
[0028]在钻井的过程中，如何对保证钻杆的强度，并保证监测位置的准确性，减小外力对于传感器原件的影响，是必然要考虑的因素。
[0029]该液压钻杆，如图1-至图3，包括两端的螺纹连接部I和中间的杆件部2，且在内部具有贯通的注水孔11，其中螺纹连接部I设有用于连接的内外螺纹12，用于不同钻杆之间的连接，且为增加连接处的连接强度，所以在该处的直径要明显的大于杆件部的直径，以满足使用的要求。这两部分可以是一体锻造形成的，如图3，也可以是通过摩擦焊的方式一体成型的，如图4，是一个不可分割的整体。在杆件部2的中间位置设有一个传感器安装部3，该传感器安装部3的直径应该明显大于杆件部的直径，然后在传感器安装部上钻孔，为传感器安装孔31，传感器安装孔31的数量至少为一个。由于传感器安装孔的存在，必然会降低该处的机械强度，所以传感器安装部的直径变大可以抵消损失的部分强度。传感器安装部的直径与杆件部的比例通过实验确定，要达到强度基本相同。
[0030]上述每个传感器安装孔中安装一个传感器复合体4，传感器复合体为集成有若干传感器的原件，例如具有力学传感器、温度传感器等，可以监测扭矩、挠度和温度变化情况，传感器复合体4与传感器安装孔之间进行粘接连接，并在传感器复合体的外侧使用硅胶封装41，避免泥沙和砂石对传感器复合体产生影响。
[0031]如图5和图6所示，传感器安装孔的数量也可以为四个，沿传感器安装部周向均布，考虑到泥浆、砂石对于传感器的影响，在传感器引出线的位置，设置布线槽42，用于保护信号线43，并使用硅胶封装。
[0032]上述的设计充分考虑了钻杆在拉伸、扭转和挠曲方面的刚度、疲劳损伤，并考虑了泥浆压力、磨损等情况，并满足了一般的传感器的使用要求。
[0033]在上述实施过程中，钻杆可以采用高轻度的锻钢锻造成型，也可以采用分段锻造、摩擦焊成型的方式形成一体。例如，如图4，先制作两端的螺纹连接部I及中间的传感器安装部3，形成一种接头结构，是一种短小的部件，然后制作长杆件，并通过摩擦焊6形成一体，具有较高的强度和机加工性能。为保证刚度，在各个部分之间的过渡部位5都是逐步均匀变化的，也可以立即为渐变过渡。
[0034]在上述的实施例过程中，通过对传感器信号线两端制作成一种防水插头，可以实现不同管节之间的信号线的连接问题。
[0035]考虑到传感器复合体随着钻杆进行转动的问题，在使用中，钻井设备中设有一个旋转的电极，可以实现静态的控制箱和动态的信号线之间的信号传递的问题。
[0036]除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
【权利要求】
1.一种改进的液压钻杆，包括钻杆本体，其特征在于， 所述钻杆本体包括两端的螺纹连接部和中间的杆件部，且在内部具有贯通的注水孔，其中，在两螺纹连接部分别设有用于连接的内、外螺纹，且螺纹连接部的直径要大于杆件部的直径，在所述杆件部的中间位置设有一个传感器安装部，所述传感器安装部的直径大于杆件部的直径，在所述传感器安装部设有至少一个传感器安装孔，每个传感器安装孔中安装一个传感器复合体。
2.根据权利要求1所述的一种改进的液压钻杆，其特征是，所述钻杆本体是一体锻造形成的锻件。
3.根据权利要求1所述的一种改进的液压钻杆，其特征是，所述钻杆本体各部分之间通过摩擦焊形成一体式结构。
4.根据权利要求2或3所述的一种改进的液压钻杆，其特征是，所述传感器复合体中具有力学传感器和温度传感器。
5.根据权利要求2或3所述的一种改进的液压钻杆，其特征是，所述传感器复合体与传感器安装孔之间进行粘接连接，并在传感器复合体的外侧使用硅胶封装。
6.根据权利要求2或3所述的一种改进的液压钻杆，其特征是，所述传感器安装孔的数量为四个，且沿传感器安装部周向均布。
7.根据权利要求2或3所述的一种改进的液压钻杆，其特征是，在传感器复合体弓I出线位置的钻杆本体上设置布线槽，并使用硅胶封装。
【文档编号】E21B17/00GK204252849SQ201420723506
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】王汝昌, 王广超, 朱永飞 申请人:山东五岳钻具股份有限公司