用于接箍连接式组件的接箍探测装置的制作方法

1.本实用新型属于探测设备领域，具体涉及一种用于接箍连接式组件的接箍探测装置。


背景技术：

2.接箍是连接钻具的一种工具；接箍连接式组件是通过接箍连接两个或多个钻具构成的组件，例如：接箍连接式钻杆、接箍连接式套管等。
3.在对地表能源进行开采探测过程中，通常需要用到接箍连接式组件进行下探施工作业，此时操作人员无法从外部直接观察到接箍的具体位置。为了确保接箍安全地通过井口，避免井口和井下作业事故的发生，目前采用接箍探测装置来探测接箍的位置。现有的接箍探测装置一般为机械式结构，例如：授权公告号为cn204476399u的中国实用新型专利，就公开了一种油管接箍探测装置，其包括壳体、探测板总成、侧门和操作杆，壳体内设置有自上而下贯穿其本体的油管通道，探测板总成设置有两个，两个探测板总成可活动的置于壳体内，且两个探测板总成对称处于油管通道的两侧，两个探测板总成远离油管通道的一侧均设置有闸板轴，侧门设置有两个，两个侧门固定置于壳体的两侧，两个侧门的远离壳体的一侧依次固定设置有支持套和轴承套，操作杆设置有两个，两个操作杆分别从壳体的两侧依次穿过支持套、轴承套和侧门穿插进闸板轴内，操作杆与闸板轴连接。
4.虽然上述的油管接箍探测装置具有不受环境干扰、适应环境广等优点，但是由于其采用纯粹的机械式设计，往往存在以下问题：1)探测精度较低；2)在实际的钻井工况中，由于钻井时设备震动较大，若接箍探测装置出现故障，大多数情况下都需要将探测装置中损坏的零件拆卸维修，上述的油管接箍探测装置不仅拆装不方便，而且重新装配后会进一步降低探测精度；3)无法对接箍上可能存在的损伤进行探测。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种用于接箍连接式组件的接箍探测装置，旨在解决现有的接箍探测装置探测精度较低的问题。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：用于接箍连接式组件的接箍探测装置，包括传感器总成、信号处理模块和显示终端；
7.传感器总成具有至少一个接箍探测区，接箍探测区主要由至少三个呈环形阵列分布的超声波传感器围成；
8.信号处理模块的信号输入端分别与各超声波传感器电性连接；
9.显示终端与信号处理模块的信号输出端电性连接。
10.进一步的，该接箍探测装置还包括装置主体；
11.装置主体内设有竖向的管杆通道，超声波传感器设置在管杆通道的通道壁内，管杆通道的竖向投影至少部分处于接箍探测区内。
12.进一步的，装置主体包括密封连接在一起的上座体和下座体，在上座体与下座体
彼此连接处的至少一个接合面上开设有传感器安装槽，超声波传感器设置在传感器安装槽中。
13.进一步的，上座体与下座体之间设置有密封圈。
14.进一步的，传感器安装槽开设在下座体的上端面上，且传感器安装槽的上侧设置有将超声波传感器压紧的传感器压板。
15.进一步的，上座体的上下两端分别设置有第一上法兰和第一下法兰，下座体的上下两端分别设置有第二上法兰和第二下法兰，上座体的第一下法兰与下座体的第二上法兰通过连接件连接。
16.进一步的，连接件包括至少两个沿装置主体的周向均匀分布的双头螺栓。
17.进一步的，超声波传感器通过电缆与信号处理模块的信号输入端电性连接，上座体和/或下座体内设有供电缆穿过的过线结构。
18.进一步的，过线结构包括将传感器安装槽与外界连通的过线通道，过线通道包括通道内段以及横截面尺寸大于通道内段的通道外段，通道外段中设置有密封件，且通道外段的外端设置有能够将密封件压紧的调节件；
19.电缆的一端与超声波传感器电性连接，电缆的另一端依次穿过通道内段、密封件和调节件并与信号处理模块的信号输入端电性连接，且电缆穿过密封件的部分被灌封在密封件内。
20.进一步的，调节件为螺纹连接在通道外段的外端上的空心螺丝。
21.本实用新型的有益效果是：该接箍探测装置通过主要由至少三个呈环形阵列分布的超声波传感器围成接箍探测区，能够在接箍经过接箍探测区时利用超声成像原理对接箍进行精准探测，相较于现有的机械检测方式具有更高的探测精度。而且，超声波传感器还能够对接箍以及接箍连接的钻杆或套管进行超声波探伤。
附图说明
22.图1是本实用新型一种实施方式的实施结构示意图；
23.图2是本实用新型中装置主体的半剖结构示意图；
24.图3是本实用新型中装置主体的轴测剖视图；
25.图4是传感器安装固定结构局部的三维爆炸图；
26.图5是装置主体从过线结构处水平剖开的三维剖视图；
27.图中标记为：装置主体100、管杆通道110、上座体120、第一上法兰121、第一下法兰122、下座体130、第二上法兰131、第二下法兰132、传感器安装槽140、密封圈150、传感器压板160、双头螺栓170、过线结构180、通道内段181、通道外段182、密封件183、调节件184、传感器总成200、接箍探测区210、超声波传感器220、电缆230、信号处理模块300、显示终端400。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所
指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；“主要由
……
围成”的表达方式，其解释为还可以含有该句中没有述及的结构组成部分；“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.如图1所示，用于接箍连接式组件的接箍探测装置，包括传感器总成200、信号处理模块300和显示终端400；
31.传感器总成200具有至少一个接箍探测区210，接箍探测区210主要由至少三个呈环形阵列分布的超声波传感器220围成；超声波传感器220通常由压电晶片组成，其既可以发射超声波，也可以接收超声波；
32.信号处理模块300的信号输入端分别与各超声波传感器220电性连接；
33.显示终端400与信号处理模块300的信号输出端电性连接；显示终端400是一种显示设备，其可以为多种，例如：液晶显示器、触摸屏等等。
34.该接箍探测装置通过主要由至少三个呈环形阵列分布的超声波传感器220围成接箍探测区210，能够在接箍经过接箍探测区210时利用超声成像原理对接箍进行精准探测，具体的探测过程为：超声波传感器220将电信号转换为超声波并朝向接箍探测区210发射，在接箍经过接箍探测区210时会对超声波进行相应程度的反射并被超声波传感器220接收到，超声波传感器220再将接收到的超声波转换为电信号并反馈给信号处理模块300，经信号处理模块300处理为图像信息，再送至显示终端400生成显示图像；其中，接箍对超声波反射的程度通常由其材质、尺寸等因素决定，接箍对超声波反射程度的确定、控制指令及信号处理等所涉及的计算机控制程序、信号处理模块300的具体结构等均属于现有技术，此不赘述。
35.而且，超声波传感器220还能够对接箍以及接箍连接的钻杆或套管进行超声波探伤；超声波探伤的原理是：利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷；超声波探伤的具体过程属于现有技术，此不赘述。
36.作为本实用新型的一种优选方案，结合图2和图3所示，该接箍探测装置还包括装置主体100；
37.装置主体100内设有竖向的管杆通道110，超声波传感器220设置在管杆通道110的通道壁内，管杆通道110的竖向投影至少部分处于接箍探测区210内。
38.上述结构的接箍探测装置通过装置主体100方便与下探施工作业的其他设备部件安装连接，以便将该接箍探测装置装配到需要探测接箍位置的部位，从而能够对接箍进行有效探测。
39.使管杆通道110的竖向投影至少部分处于接箍探测区210内，确保了经过管杆通道110的接箍连接式组件能够被探测到；为了提高探测的精度，优选使接箍探测区210与管杆通道110保持同轴，即：使得围成接箍探测区210的多个超声波传感器220以管杆通道110的轴心线为环形阵列的中心线进行分布。
40.为了方便安装超声波传感器220，结合图2、图3和图4所示，装置主体100包括密封连接在一起的上座体120和下座体130，在上座体120与下座体130彼此连接处的至少一个接
合面上开设有传感器安装槽140，超声波传感器220设置在传感器安装槽140中。
41.传感器安装槽140可以开设在上座体120的下端面上，也可以开设在下座体130的上端面上；还可以是分别在上座体120的下端面上和下座体130的上端面上开设两个半槽，在上座体120与下座体130彼此连接后两个相对应的半槽共同围成一个传感器安装槽140。传感器安装槽140的数量通常与超声波传感器220的数量相等，相邻的两个传感器安装槽140一般通过隔板隔开，各超声波传感器220一一对应地设置在各传感器安装槽140中。
42.在上述基础上，为了保证上座体120和下座体130连接的密封性，再如图2和图3所示，在上座体120与下座体130之间设置有密封圈150。通常在上座体120的下端面上开设上压槽，在下座体130的上端面上开设与上压槽相对应的下压槽，在上座体120与下座体130彼此连接后将密封圈150压紧在上压槽与下压槽之间形成有效密封。密封圈150可以为多种材质，例如：金属、塑胶、橡胶、硅胶等等。
43.为了进一步方便安装固定超声波传感器220，再结合图2、图3和图4所示，传感器安装槽140开设在下座体130的上端面上，且传感器安装槽140的上侧设置有将超声波传感器220压紧的传感器压板160。传感器压板160一般通过螺钉、螺栓等连接件固定在下座体130的上端面上或隔板上；为了方便走线，可在传感器压板160上开设过线孔。为了避免压坏超声波传感器220，可选用柔性或弹性材质的传感器压板160，或者是在超声波传感器220的上下两端分别设置保护垫。
44.为了便于上座体120与下座体130连接，并进一步方便该接箍探测装置与下探施工作业的其他设备部件安装连接，再如图2和图3所示，上座体120的上下两端分别设置有第一上法兰121和第一下法兰122，下座体130的上下两端分别设置有第二上法兰131和第二下法兰132，上座体120的第一下法兰122与下座体130的第二上法兰131通过连接件连接。在第一上法兰121、第一下法兰122、第二上法兰131和第二下法兰132上通常开设有多个均匀分布的连接孔，供连接件穿过。
45.连接第一下法兰122与第二上法兰131的连接件可以为多种，例如：螺钉、螺栓等等，为了兼顾连接的可靠性和拆装的便利性，如图2和图3所示，连接件优选由至少两个沿装置主体100的周向均匀分布的双头螺栓170构成。
46.具体的，如图2、图3和图5所示，超声波传感器220通过电缆230与信号处理模块300的信号输入端电性连接，上座体120和/或下座体130内设有供电缆230穿过的过线结构180。过线结构180主要用于电缆230从装置主体100中穿过，其可以为多种，例如：过线孔、引线槽、出线开口等等。
47.在上述基础上，为了便于出线并保证带压作业的密封性，再如图2、图3和图5所示，过线结构180包括将传感器安装槽140与外界连通的过线通道，过线通道包括通道内段181以及横截面尺寸大于通道内段181的通道外段182，通道外段182中设置有密封件183，且通道外段182的外端设置有能够将密封件183压紧的调节件184；
48.电缆230的一端与超声波传感器220电性连接，电缆230的另一端依次穿过通道内段181、密封件183和调节件184并与信号处理模块300的信号输入端电性连接，且电缆230穿过密封件183的部分被灌封在密封件183内。
49.其中，过线通道为电缆230的走线通道，其可以为多种形状，优选为横截面呈圆形的通道；使通道外段182的横截面尺寸大于通道内段181，是为了便于在通道外段182中设置
密封件183，以便进行密封。
50.密封件183能够在通道外段182中形成有效密封，保证工作过程中管杆通道110内的压力；密封件183通常由塑胶、橡胶、硅胶等弹性材料制成，电缆230穿过密封件183的部分一般通过灌封胶被灌封在密封件183内，如此不仅能够保证密封性，而且可以提高该段电缆230部分对外来冲击、振动的抵抗力；采用的灌封胶优选为固化后能够形成弹性体的灌封胶，例如：有机硅凝胶，以使得灌封固化部分在调节件184的调节作用下能够适应性伸缩，保证了密封的有效性和可靠性。
51.调节件184主要用于调节对密封件183压紧的力度，进而调控密封件183对通道外段182的密封强度，以保证密封性能；调节件184可以为多种，例如：推缸、锁紧螺母等等，优选为螺纹连接在通道外段182的外端上的空心螺丝；空心螺丝具有结构简单、调节方便等优点。