石油钻井落鱼超声探测装置的制作方法

本发明涉及一种石油钻井落鱼超声探测装置，尤其是一种利用超声波原理进行石油钻井落鱼探测的装置。

背景技术：

石油、天然气勘探钻井过程中，容易出现各种状况的钻具断裂落井，井下特殊功能工具断裂落井，井口各种杂物不慎落井，形成不同类型的、不同尺寸，不同材质的落鱼，这时必须终止钻井作业，对落鱼进行打捞。打捞落鱼之前需要对鱼顶位置和形状进行探测，目前没有专用的探测工具，造成打捞效率低，施工周期长。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种石油钻井落鱼超声探测装置，不仅能够测量落鱼的位置，而且能够测量落鱼的形状，为落鱼打捞作业提供了准确的数据。

本发明提出了一种石油钻井落鱼超声探测装置，包括：

超声探测短节总成，所述超声探测短节总成构造成能够通过超声波探测井下落鱼；

设置在所述超声探测短节总成后端的电路控制短节总成，所述电路控制短节总成能够对所述超声探测短节总成进行控制；以及

设置在所述电路控制短节总成后端的湿接头短节总成，所述湿接头短节总成连接在钻杆上。

本发明的进一步改进在于，所述超声探测短节总成包括连接所述电路控制短节总成的探测本体；所述探测本体内设置有探头前处理电路板和自定位电路板，所述探头前处理电路板连接有若干超声波探头。

本发明的进一步改进在于，探测本体包括截面为工字型的探测柱，以及设置在所述探测柱后端的连接柱；所述连接柱的后端连接所述电路控制短节总成；

其中，所述超声波探头设置在所述探测柱的底部；并且所述探测柱内设置有腔体，所述腔体内设置所述探头前处理电路板和自定位电路板，所述腔体的外部通过保护盖板密封。

本发明的进一步改进在于，所述连接柱内设置有连通所述腔体的空心结构，所述空心结构内设置有前端导线；所述前端导线的一端连接所述电路控制短节总成，另一端连接所述探头前处理电路板和自定位电路板。

本发明的进一步改进在于，所述连接柱外设置有悬挂外壳，并且所述连接柱上通过轴承设有旋转密封装置，所述旋转密封装置通过旋转密封座连接所述悬挂外壳；

其中，所述连接柱通过所述轴承和所述旋转密封装置与所述悬挂外壳转动相连。

本发明的进一步改进在于，所述感应传输装置和所述旋转密封座之间设置有压力平衡装置。

本发明的进一步改进在于，所述电路控制短节总成包括控制及数据处理电路板，所述控制及数据处理电路板通过电机导线连接有电机，并且所述控制及数据处理电路板通过感应传输导线连接有感应传输装置；

其中，所述电机的转轴连接所述感应传输装置，所述感应传输装置连接所述探测本体。

本发明的进一步改进在于，湿接头短节总成包括筒形的湿接头外壳，所述湿接头外壳的前端连接所述电路控制短节总成，所述湿接头外壳的后端通过湿接头上接头连接钻杆；

其中，所述湿接头外壳内设置有电缆接头，所述电缆接头分别连接测井电缆和所述控制及数据处理电路板。

本发明的进一步改进在于，所述电缆接头包括连接所述测井电缆的电缆上接头，以及连接电缆上接头的电缆下接头；

其中，所述电缆下接头通过湿接头内部导线连接所述电路控制短节总成。

本发明的进一步改进在于，所述湿接头外壳的内壁上设置有台肩，所述电缆下接头设置在所述台肩上，并且所述电缆下接头的外缘与湿接头外壳的内壁之间形成环状钻井液流道。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所述的一种石油钻井落鱼超声探测装置，通过利用电缆下入井下，不但能够测量落鱼的位置，而且能够测量落鱼的形状。填补了这类工具的空白，为落鱼打捞作业提供了准确的数据，提高了打捞作业的准确性，可以大大提高节省打捞作业时间。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方案的石油钻井落鱼超声探测装置的结构示意图，显示了其外观结构；

图2是根据本发明的一个实施方案的石油钻井落鱼超声探测装置的结构示意图，显示了其剖面结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施方案的超声探测短节总成的剖面结构示意图；

图4是根据本发明的一个实施方案的超声探测短节总成的外观结构示意图；

图5是根据本发明的一个实施方案的电路控制短节总成的结构示意图，显示了电路板支架和控制及数据处理电路板的位置关系；

图6是根据本发明的一个实施方案的电路控制短节总成的结构示意图，显示了感应传输装置的结构；

图7是根据本发明的一个实施方案的湿接头短节总成的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、钻杆，2、湿接头短节总成，3、电路控制短节总成，4、超声探测短节总成，21、湿接头上接头，22、电缆接头，23、电缆上接头，24、湿接头外壳，25、电缆下接头，301、湿接头内部导线，302、电路保护筒，303、电路板支架，304、控制及数据处理电路板，305、控制短节外壳，306、稳定肋板，307、第一高压密封塞，308电机导线，309、感应传输导线，310、电机，311、充油短节，312、扶正环，313、感应传输外套，314、感应传输内套，315、感应传输内圈导线，316、平衡调节短节，317、压力平衡皮囊，318、第二高压密封塞，401、悬挂外壳，402、轴承，403、悬挂环，404、旋转密封座，405、旋转密封，406、探头前处理电路板，407、探测本体，408、超声波探头，409、自定位电路板，410、保护盖板，411、前端导线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例所述石油钻井落鱼超声探测装置。根据本发明的石油钻井落鱼超声探测装置，不仅能够测量落鱼的位置，而且能够测量落鱼的形状，为落鱼打捞作业提供了准确的数据。

如图1和图2所示，本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置，包括超声探测短节总成4。超声探测短节总成4构造成能够通过超声波探测井下落鱼。所述石油钻井落鱼超声探测装置还包括电路控制短节总成3，所述电路控制短节总成3设置在所述超声探测短节总成4的后端，并且能够对对所述超声探测短节总成4进行控制。所述石油钻井落鱼超声探测装置还包括湿接头短节总成2，所述湿接头短节总成2连接钻杆1。在本实施例中，前端为朝向井下的一端，在工作过程中处于下方；后端为朝向井口的一端，在工作时处于上方。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，所述电路控制短节总成3控制所述超声探测短节总成4通过超声波探测井下的落鱼。所述超声探测短节总成4将探测到的落鱼的位置、数量等信息传递给电路控制短节总成3。通过本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置，为落鱼打捞作业提供了准确的数据，提高了打捞作业的准确性，可以大大提高节省打捞作业时间。

在一个实施例中，如图3和图4所示，所述超声探测短节总成4包括探测本体407，所述探测本体407连接所述电路控制短节总成3。所述探测本体407内设置有探头前处理电路板406和自定位电路板409，所述探头前处理电路板406连接有若干超声波探头408。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，所述超声波探头408设置在所述探测本体407的前端，优选为五个。所述探头前处理电路能够将所述超声波探头408获取的落鱼信息进行处理和传输。所述自定位电路板409能够对所述探测本体407进行定位，从而确定落鱼的位置。

在一个优选的实施例中，探测本体407包括截面为工字型的探测柱，以及设置在所述探测柱后端的连接柱。所述连接柱的后端连接所述电路控制短节总成3。在本实施例中，所述超声波探头408设置在所述探测柱的底部；并且所述探测柱内设置有腔体，所述腔体内设置所述探头前处理电路板406和自定位电路板409，所述腔体的外部通过保护盖板410密封。优选地，截面为工字型的探测柱的包括椭圆形的两翼，所述腔体设置在两翼上，腔体的外部安装保护盖板410，内部分别安装有探头前处理电路板406和自定位电路板409。

在一个实施例中，所述连接柱内设置有连通所述腔体的空心结构，所述空心结构内设置有前端导线411；所述前端导线411的一端连接所述电路控制短节总成3，另一端连接所述探头前处理电路板406和自定位电路板409。所述前端导线411用于传输电能和探测的落鱼信息。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼探测装置中，探测本体407上部中间有中心孔，中心孔中有第二高压密封塞318，第二高压密封塞318内密封设置前端导线411，所述前端导线411与所述感应内圈传输导线315相连。所述探测本体407的上部的连接柱的外缘成阶梯圆柱状，自上而下分别安装有轴承402和旋转密封座404，旋转密封座404内部安装有旋转密封405。

在一个实施例中，所述连接柱外设置有悬挂外壳401。所述悬挂外壳401为圆筒形结构，其与所述连接柱通信设置，并能够转动相连。并且所述连接柱上通过轴承402设有旋转密封装置，所述旋转密封装置通过旋转密封座404连接所述悬挂外壳401。其中，所述连接柱通过所述轴承402和所述旋转密封装置与所述悬挂外壳401转动相连。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，所述连接柱能够在所述悬挂外壳401内转动。所述探测本体407在转动的过程中，能够对井下探测的位置实现全覆盖，从而保证全面地检测落鱼信息。

在一个实施例中，如图5和图6所示，所述电路控制短节总成3包括控制及数据处理电路板304，所述控制及数据处理电路板304通过电机导线308连接有电机310，并且所述控制及数据处理电路板304通过感应传输导线309连接有感应传输装置。其中，所述电机310的转轴连接所述感应传输装置，所述感应传输装置连接所述探测本体407。在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，所述电机310能够带动所述连接柱转动，从而带动整个探测本体407转动。所述感应传输装置能够在转动的过程中传输数据。

在一个优选的实施例中，所述电路控制短节包括控制短节外壳305，所述控制短节外壳305为圆筒形结构，其上端连接所述湿接头外壳24。所述控制短节外壳305内设置有电路保护筒302，所述电路保护筒302与所述控制短节外壳305同心设置。所述电路保护筒302内设置有电路板支架303，所述电路板支架303上设置有控制及数据处理电路板304。所述控制及数据处理电路板304通过所述电路板支架303连接所述湿接头短节总成2，从而连接测井电缆。所述控制及数据处理电路板304设置有伸出到所述空腔外的电机导线308和感应传输导线309。优选地，所述电路板支架303内设置有空腔，所述控制及数据处理电路板304设置在所述空腔内。所述空腔的端部设置有第一高压密封塞307，所述电机导线308和所述感应传输导线309均通过所述第一高压密封塞307密封伸出。所述控制短节外壳305的外壁上设置有若干稳定肋板306。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，所述控制及数据处理电路板304能够控制所述超声探测短节的工作状态，并接受和处理超声探测短节探测的落鱼的数据信息。通过所述控制短节外壳305和所述电路保护筒302之间的间隙能够流通钻井液，所述电路保护筒302能够保护所述控制及数据处理电路不受钻井液影响。

在一个优选的实施例中，所述电路保护筒302的前端设置有电机310，所述电机310的前端的转轴连接有感应传输装置。所述电机导线308连接所述电机310，所述感应传输导线309连接所述感应传输装置。所述感应传输装置连接所述超声探测短节。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，所述电机310通过电机导线308连接所述控制及数据处理电路板304，所述控制及数据处理电路板304控制电机310启动和停止。所述电机310转动带动所述感应传输装置转动，从而带动所述超声探测短节转动。所述超声探测短节在转动过程中实现全覆盖扫描。

在一个优选的实施例中，所述感应传输装置包括圆筒形状的充油短节311，所述充油短节311连接所述电路保护筒302。所述充油短节311的上端设置有感应传输外套313，所述感应传输外套313的内部设置有感应传输内套314。所述感应传输内套314上设置有感应传输内圈导线315，所述感应传输外套313通过所述感应传输导线309连接所述控制及数据处理电路板304。在本实施例中，所述感应传输外套313和所述感应传输内套314转动相连，并且在所述感应传输外套313和所述感应传输内套314在转动过程中，所述感应传输导线309和所述感应内圈传输导线保持连通。

在一个优选的实施例中，所述充油短节311的外壁上设置有扶正环312，所述扶正环312设置在所述充油短节311和所述控制短节外壳305之间，并且所述扶正环312上设置有若干孔，用于流通钻井液。在本实施例中，所述充油短节311上设置有沿径向的通孔，钻井液通过所述通孔可以自由进入从而平衡油压。所述充油短节311内设置有连接所述感应传输内套314的平衡调节短节316。

在一个优选的实施例中，所述感应传输装置和所述旋转密封座404之间设置有压力平衡装置。所述压力平衡装置包括包覆在所述感应内圈传输导线的外部的压力平衡皮囊317。所述压力平衡皮囊317的一端连接所述感应传输内套314，另一端连接所述超声探测短节总成4。在本实施例中，压力平衡皮囊317呈圆筒状，为非金属材料，质地柔软可变型，上下两端分别密封固定于充油短节311上下内壁，上下固定点之间充油短节311径向开有小孔，钻井液可以自由出入，压力平衡皮囊317的外壁与充油短节311内壁之间的环空充满钻井液，压力平衡皮囊317内腔充满液压油。

在一个实施例中，如图7所示，湿接头短节总成2包括筒形的湿接头外壳24，所述湿接头外壳24的前端连接所述电路控制短节总成3，所述湿接头外壳24的后端通过湿接头上接头2连接钻杆1。其中，所述湿接头外壳24内设置有电缆接头22，所述电缆接头22分别连接测井电缆和所述控制及数据处理电路板304。

在一个优选的实施例中。所述电缆接头22包括连接所述测井电缆的电缆上接头23，以及连接电缆上接头23的电缆下接头25。其中，所述电缆下接头25通过湿接头内部导线301连接所述电路控制短节总成3。

在一个优选的实施例中，所述湿接头外壳24的内壁上设置有台肩，所述电缆下接头25设置在所述台肩上，并且所述电缆下接头25的外缘与湿接头外壳24的内壁之间形成环状钻井液流道。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，湿接头短节总成2连接钻杆1和电路控制短节总成3。其中湿接头外壳24的内部设置电缆接头22，包括电缆上接头23和电缆下接头25。通过所述电缆接头22能够将测井电缆连接前端的电路控制短节总成3和超声探测短节总成4，为控制器和和探测器提供电力。所述电缆下接头25和湿接头外壳24之间形成环状钻井液流道，有利于钻井液流动。

在根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置中，所述电缆下接头25、电路板支架303和第一高压密封塞307部分组成的封闭空间为空气介质常压环境。所述电路保护筒302、充油短节311形成内腔，所述平衡调节短节316的内腔、压力平衡皮囊317内外腔、第一高压密封塞307、旋转密封座404、旋转密封405部分轮廓组成的封闭空间为液压油介质，与外界钻井液压力保持一致的环境。第二高压密封塞318部分轮廓，探测本体407、保护盖板410内腔，超声波探头408部分轮廓组成的封闭空间为空气介质常压环境。

根据本实施例所述的石油钻井落鱼超声探测装置，在实际应用时，利用电缆下入，不但能够测量落鱼的位置，而且能够测量落鱼的形状。填补了这类工具的空白，为落鱼打捞作业提供了准确的数据，提高了打捞作业的准确性，可以大大提高节省打捞作业时间。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。