专利名称：一种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置的制作方法
技术领域：
一种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种持续供电装置，尤其涉及一种用于石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置。
背景技术：
[0002]在油气勘探开发中，钻井是必不可少的基本环节，而钻头和钻柱是钻井施工中关键的井下工具。在钻井过程中，钻头、钻柱在井下经常受到多种激励作用而发生振动现象， 获取钻头和钻柱的工作参数对提高钻井质量、延长钻头和钻柱的使用寿命具有非常重要的意义。[0003]现在每年都会发生大量的钻柱失效事故，造成重大经济损失，而剧烈的钻柱振动是钻柱失效的主要原因。钻柱振动是钻柱在井内普遍存在的现象，钻柱振动的监测对于控制钻柱振动、预防钻柱事故，判断井下情况，优化钻井有重要的作用。[0004]目前国内检测钻柱振动的方法通常是将钻柱振动传感器固定在旋转的钻柱上，数据采用无线传输，传感器供电系统为较大容量蓄电池，由此导致整个测量系统较重，在高速旋转状态下存在安全隐患，而一旦电量耗尽将不能开展钻柱振动测量工作。发明内容[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置， 以解决现有钻柱振动传感器存在的供电问题。[0006]本实用新型的一种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置的具体技术方案为[0007]—种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置，用于为石油钻柱振动测量系统持续提供电能，其包括至少一个电源插槽，电源插槽内装配设置有锂电池，电源插槽与石油钻柱振动测量系统的传感器(6)电性连接。[0008]优选的是，包括4个并联设置的电源插槽，每个电源插槽内装配都设置有一个 4000mAH的锂电池。[0009]本实用新型的一种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置，具有体积小、重量轻、安全可靠、供电时间长、不影响钻井施工等优势，可完美的替代原有的钻柱震动供电装置，确保了钻柱震动监测系统安全、连续、稳定的工作状态。[0010]在实际应用时验证发现本实用新型的持续供电装置工作时间长，至少可达660小时，可实现油井正常完钻结束测量；且电池更换方便，I分钟内即可完成，不影响钻井作业； 同时锂电池电容大、体积小、重量轻、安全性高、充电速度快，数据采集传输稳定。[0011]本实用新型的石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置适应于石油录井行业的钻柱振动监测项目，将可完全替代原有的供电装置，具有较大的市场发展潜力。
[0012]图I为本实用新型的钻柱振动测量系统中的持续供电装置的结构示意图；图2为本实用新型的持续供电装置的应用实例I的原理示意图；图3为本实用新型的持续供电装置的应用实例I中的钻柱卡箍安装于钻杆上的结构示意图；图4为图3中的沿A-A方向的剖面图；图5为本实用新型的持续供电装置的应用实例2的井下振动测量仪结构剖面示意图；图6为本实用新型的持续供电装置的应用实例2中的井下振动测量仪电子测量系统示意图；图7为本实用新型的持续供电装置的应用实例3的钻柱振动信号采集装置的结构示意图；图8为本实用新型的持续供电装置的应用实例3的钻柱振动信号采集装置去除外罩后的内部结构不意图；图9为本实用新型的持续供电装置的应用实例3中的传感器模块的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，
以下结合附图，对本实用新型的一种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置做进一步详细的描述。如图I所示，本实用新型的石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置主要包括至少一个锂电池3和至少一个电源插槽4，锂电池3装配在电源插槽4内，电源插槽4通过导线5与钻柱振动测量系统的其他组件电性相连，例如本实施例中的传感器6。由此，本实用新型的持续供电装置便可为钻柱振动测量系统提供正常工作所需的电能。优选的是，本实用新型的石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置包括4个4000mAH的聚合物高密度锂电池3，相应的，也设置有4个并联在一起的电池插槽4，每个锂电池3都装配在相应的电池插槽4中，由此，4块锂电池同时使用，既保证了供电时间，又保证了供电的稳定性，即使某一块锂电池出现故障，也不会影响整个系统的电能供应，有效的保证了钻柱振动测量系统的正常运行。本实用新型的石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置的使用方法为参考图1，在加单根或起下钻时，打开安全栓1，开启传感器测量盒盖2，从电源插槽4中拔出需要更换的锂电池3，同时插入充满电的锂电池3，然后关闭传感器测量盒盖2，合上安全栓1，由此即完成了供电装置的电池更换过程。下面结合具体实例对本实用新型的石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置的使用进行描述实例I :图2示出了一种钻柱振动声波测量方法的原理图。图2中的标号101指的是内部镶嵌有三维振动声波传感器组、无线传感网络节点盒和供电电池的测量工具，102是套管，103是钻柱，104是钻头，105是地层。本实例的测量方式是将现有的振动声波传感芯片安装在钻柱103顶部进行随钻测量，在随钻测量装置上安装无线传感数据采集和发射装置，该无线传感部件将测量到的三维振动声波信号传输到无线传感网络节点盒内，由无线传感网络节点盒进行信号存储、处理和无线传输到无线传感网络中，最终被无线传感网络控制点接受并进入计算机系统进行即时实时分析。[0028]进一步说明本实例，在图3和图4中示出了本实例的固定传感器于钻柱顶部的装置。所述固定装置为卡带式结构，其中包括卡带109、卡带胀紧丝杠110、卡带胀紧销112、锁紧螺母111和位于卡带109上的传感器114和电源115。卡带109的一端被固定锁紧部分连接，如卡带胀紧丝杠110、卡带胀紧销112和锁紧螺母111，另一端通过卡带定位销108 连接具有内侧板牙107的固定传感器114和电源115的部分。所述传感器114通过压板 106和传感器托架113固定于卡带109上，电源115同传感器114固定在一起。所述传感器 114是一个具有三维(轴向、切向和横向)高灵敏度的振动声波传感器，可以测量高达20K 的声波频率。[0029]本实例中描述的电源115即为本实用新型的持续供电装置，具体使用方法可参见上文中具体的描述，在此不再赘述。[0030]实例2 [0031]图5示出了一种井下振动测量仪，主要由仪器筒201和接头本体202组成，接头本体202为圆柱体形，具有中心孔，两端有连接螺纹。接头本体202外壁上形成有一个轴向固定槽203，固定槽203的底部为圆弧形。固定槽203内固定有仪器筒201。在固定槽203上采用两排螺钉固定有一个盖板204，盖板204与接头本体202之间设有密封垫，能密封并使仪器筒201和仪器筒201内的仪器不受损伤。[0032]接着参阅图6，仪器筒201内固定有电子测量系统。电子测量系统包括三轴加速度传感器205、信号调整模块206、多路转换开关207、模/数转换模块208、时钟控制模块209、 微处理器213、测试数据存储器212、数据接口 214、电源210和电源转换模块211。三轴加速度传感器205通过信号线依次连接信号调整模块206、多路转换开关207和模/数转换模块208，模/数转换模块208连接微处理器213，微处理器213连接有测试数据存储器212、 时钟控制模块209和数据接口 214。在仪器筒201内还设有电源210，电源210由电源线连接三轴加速度传感器205。电源210通过电源线还连接有电源转换模块211，电源转换模块 211连接信号调整模块206、多路转换开关207、模/数转换模块208、时钟控制模块209、测试数据存储器212、微处理器213和数据接口 214，电源210为电子测量系统提供电能。[0033]三轴加速度传感器205测量钻井时的三维振动信号，通过信号线进入信号调整模块206进行预处理，再进入多路转换开关207选择某路或几路信号分别进入模/数转换器 208将模拟信号转换成数字信号，转换后的数字信号进入微处理器213进行相关的数字信号处理，处理完的结果将会存入测试数据存储器212，完成钻头振动信号测量。振动测量仪回收后，微处理器213通过数据接口电路和上位机相连，把存储的数据发送到上位机上，时钟控制模块209对微处理器213的启动进行控制，电源210及其转换模块211为其它模块提供电能。[0034]本实例中描述的电源210即为本实用新型的持续供电装置，具体使用方法可参见上文中具体的描述，在此不再赘述。[0035]实例3 [0036]图7-9示出了一种钻柱振动信号采集装置，本实例所述的钻柱振动信号采集装置包含安装座314，设置在所述安装座314上的信号采集模块，以及将所述安装座314固定安装在钻柱310上的抱箍固定模块。所述的信号采集模块包含依次通过电缆315连接的传感器模块302、滤波放大电路313和电源312。其中，如图9所示，所述传感器模块302包含传感器座318，固定设置在所述传感器座318上的3个传感器317，以及分别与所述3个传感器317通过导线连接的防水插座319。所述3个传感器317分别用于采集钻柱310的横向振动信号、纵向振动信号和切向振动信号。进一步，所述的传感器模块302中，在每个传感器317的外部还设置有一保护套316。所述滤波放大电路313的输入端通过所述防水插座319与各个传感器317连接，其输出端与外部PC机(图中未示)连接。所述各个传感器317分别将采集到的钻柱310的横向振动信号、纵向振动信号和切向振动信号传输至滤波放大电路313，该滤波放大电路313分别对所接收到的钻柱310的横向振动信号、纵向振动信号和切向振动信号进行滤波放大处理后，进一步传输至外部PC机。所述电源312为信号采集模块提供工作电源，其是通过蝶形螺母311固定设置在所述安装座314上的。如图7所不,所述抱箍固定模块包含第一抱箍351和第二抱箍352,以及分别连接所述第一抱箍351和第二抱箍352的其中一端的连接锁紧模块。所述连接锁紧模块包含与所述第一抱箍351的其中一端固定连接的第一抱箍锁紧销308，与所述第二抱箍352的其中一端固定连接的第二抱箍锁紧销306，连接设置在所述第一抱箍锁紧销306和第二抱箍锁紧销308之间的张紧丝杠307，以及设置在其中一个抱箍锁紧销上、且与所述张紧丝杠307连接的锁紧螺母309，用于锁紧所述张紧丝杠307，防止其松动，从而使得两个抱箍之间紧密连接。所述第一抱箍351和第二抱箍352的另一端分别通过销303固定连接在所述安装座314上。所述抱箍固定模块利用两个抱箍抱紧钻柱310，并且通过锁紧螺母309锁紧张紧丝杠307来实现两个抱箍之间的锁紧连接，防止抱箍松动，从而使得整个抱箍固定模块紧紧抱住所述钻杆310。进一步，所述两个抱箍的另一端固定连接在所述安装座314上，从而使得整个钻柱振动信号采集装置被固定设置在钻柱310上，可在钻井过程中实时采集到的钻柱310的横向、纵向和切向振动信号。本实例所述的钻柱振动信号采集装置还包含若干板牙304，所述的板牙304通过蝶、钉固定在所述安装座314上，并且嵌入钻柱310，该板牙304可使得钻柱310在旋转过程中防止松动。进一步，本实例所述的钻柱振动信号采集装置还包含一外罩301，其套设在安装座314的外部，用于保护设置在安装座314上的传感器模块302、滤波放大电路313和电源312，防止这些部件被水、泥浆等污染，同时具有防盗功能。本实例中描述的电源312即为本实用新型的持续供电装置，具体使用方法可参见上文中具体的描述，在此不再赘述。以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
权利要求1.一种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置，用于为石油钻柱振动测量系统持续提供电能，其特征在于，包括至少一个电源插槽(4)，电源插槽(4)内装配设置有锂电池(3)，电源插槽(4)与石油钻柱振动测量系统的传感器(6)电性连接。
2.根据权利要求I所述的石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置，其特征在于，包括4个并联设置的电源插槽(4 )，每个电源插槽(4 )内都装配设置有一个4000mAH的锂电池(3)。
专利摘要本实用新型公开了一种石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置，用于为石油钻柱振动测量系统持续提供电能，其中，包括至少一个电源插槽(4)，电源插槽(4)内装配设置有锂电池(3)，电源插槽(4)与石油钻柱振动测量系统的传感器(6)电性连接。本实用新型的石油钻柱振动测量系统中的持续供电装置具体体积小、重量轻、安全可靠、供电时间长、不影响钻井施工等优势，可替代原有的钻柱震动供电装置，确保了钻柱震动监测系统安全、连续、稳定的工作状态。
文档编号H02J7/00GK202749854SQ20122036707
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者蔡泽训, 唐庆, 王崇敬, 唐诚, 李进山, 王勇, 张继果, 蒋永富, 李卫, 潘晓东, 朱根庆, 刘光季 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化集团西南石油局