一种安全钻井井下参数测量工具的制作方法

本实用新型涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种安全钻井井下参数测量工具。

背景技术：

随着石油勘探开发的不断深入，地层结构越来越复杂，大位移井、长水平段水平井等特殊工艺井越来越多，这些井的钻井安全面临很大的挑战。若环空液柱压力不能平衡地层压力，就可能导致井漏、井下流体渗入、井眼坍塌等井下复杂，严重时会导致井控失控；若由于钻井液携岩不畅或者岩屑沉积形成岩屑床导致井眼不清洁，就可能导致钻进时严重托压，起下钻遇阻甚至卡钻。环空压力的测量有助于将当量循环密度保持在钻井液安全密度窗口内，减少和消除井下复杂情况，缩短钻井时间；同时可以得出钻井液的水力学和流变性信息，优化钻井过程，减少岩屑床的形成。因而在钻井过程中，环空压力的测量对保持井下压力平衡、预测井眼清洁状况极为重要。环空压力的测量能够实现对井下压力持续监控，为今后井底压力的自适应精细控制提供了真实数据基础和科学的依据。

目前井下环空压力数据通过地层压力梯度及泥浆比重等参数理论计算得到，但由于井下压力成因的复杂性造成数据的准确性差，很难精确地反映真实压力情况，基本丧失了实用性。因而迫切需要一种安装在底部钻具上尤其是近钻头位置能够直接测量井下环空压力参数的测量工具。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为解决上述不足，提供一种安全钻井井下参数测量工具。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种安全钻井井下参数测量工具，包括井下检测仪器、潜油电机、动力电缆、生产油管、潜油泵、不锈钢毛细管、泵出口接头和潜油电泵井口，井下检测仪器、潜油电机、动力电缆、潜油泵、不锈钢毛细管、泵出口接头都安装在生产油管内部，潜油电机下部连接井下检测仪器，潜油泵连接潜油电机，泵出口接头连接在潜油泵上部，动力电缆下端连接潜油电机，不锈钢毛细管下端连接井下检测仪器，潜油电泵井口安装在生产油管上部。

井下检测仪器包括电缆穿越插针、压力接头、压力传感器、温度传感器、振动传感器、调理电路板、外部密封钢桶、井下滤波电抗和井下抗震结构，井下抗震结构安装在外部密封钢桶内部，井下抗震结构上部安装有井下滤波电抗，井下滤波电抗左侧安装有调理电路板，调理电路板上安装有压力传感器、温度传感器和振动传感器，压力传感器上部连接压力接头，电缆穿越插针安装在外部密封钢桶上部。

动力电缆上端连接地面电抗，地面电抗连接二次仪表。

不锈钢毛细管上端连接泵出口接头。

井下检测仪器上部通过变径接头连接潜油电机。

本实用新型具有如下有益的效果：

本实用新型设计合理，使用方便，通过地面二次仪表进行井下远距离周期性供电，在不额外敷设专用数据传输及井下供电电缆的条件下，凭借潜油电机的动力电缆实现井下综合测量装置的远程供电与参数检测，通过传感器及其放大调理电路完成对电潜电机中性点漏电流、机组水平振动、电机绕组温度、泵出口压力、泵入口压力、泵入口温度六个参数的测量，有很好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的井下检测仪器结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图1和图2所示，一种安全钻井井下参数测量工具，包括井下检测仪器1、潜油电机3、动力电缆4、生产油管5、潜油泵6、不锈钢毛细管7、泵出口接头8和潜油电泵井口9，井下检测仪器1、潜油电机3、动力电缆4、潜油泵6、不锈钢毛细管7、泵出口接头8都安装在生产油管5内部，潜油电机3下部连接井下检测仪器1，潜油泵6连接潜油电机3，泵出口接头8连接在潜油泵6上部，动力电缆4下端连接潜油电机3，不锈钢毛细管7下端连接井下检测仪器1，潜油电泵井口9安装在生产油管5上部。

井下检测仪器1包括电缆穿越插针20、压力接头19、压力传感器18、温度传感器17、振动传感器16、调理电路板15、外部密封钢桶14、井下滤波电抗13和井下抗震结构12，井下抗震结构12安装在外部密封钢桶14内部，井下抗震结构12上部安装有井下滤波电抗13，井下滤波电抗13左侧安装有调理电路板15，调理电路板15上安装有压力传感器18、温度传感器17和振动传感器16，压力传感器18上部连接压力接头19，电缆穿越插针20安装在外部密封钢桶14上部。

动力电缆4上端连接地面电抗10，地面电抗连接二次仪表11。

不锈钢毛细管7上端连接泵出口接头8。

井下检测仪器1上部通过变径接头2连接潜油电机3。

工作原理：通过地面仪表箱及星型三相电抗实现对井下测量系统的远程供电及井上控制，检测仪器安装于整个电潜泵机组最底端，其通过变径接头与潜油电机相连。井下检测单元通过其内部安置的耐高温高压传感器，再由经信号放大调理电路，实现对井下泵入口压力、泵出口压力、泵入口温度、电机绕组温度、机组水平振动、中性点泄漏电流的检测，然后经过多路选择器并进行电压-电流转换，通过穿越插针连接至潜油电机中性点并以新型电流环方式将数据传输至井上。通过仪表箱内部控制电路进行采样、转换等数据处理，通过串口送至显示终端。地面二次仪表具有相应的标准通讯接口，方便程序代码的下载及测量数据导出。

地面系统包括以下部分：一部分为控制及远程供电部分，用于井下测量系统的远程供电。通过倍压整流电路将直流电压放大，通过lpc2378芯片进行控制完成对周期性远程供电，并进行井下参数的电流数据取样。另一部分为终端显示部分。该部分负责与控制系统进行串口通信，将传输来的的电流数据采样并进行转换、处理；同时包含液晶屏显示驱动。

井下系统全部集中于密封钢筒中，通过与连接接头固定在一起的u型钢槽将滤波电抗器及井下测量电路板固定与钢筒之中，通过电子穿越插针链接至电机星点。测量电路主要分为传感器及信号放大电路、时序逻辑电路、反激式直流变换电路及电压-电流转换电路。