随钻测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了随钻测量装置及方法，其中的一种随钻测量装置包括：具有旋转轴线的基体，用于沿轴向连接于钻井设备的钻杆和钻头之间，所述基体具有设置于所述基体的轴向的两端的第一、第二端面，及在所述第一、第二端面间延伸的外侧柱面，所述基体形成有至少一个传感腔，所述传感腔在所述至少一个端面上具有开口，及一通道，用于使液体可在所述钻杆和钻头之间流通；安装于所述传感腔内的至少一个传感器；及一个密封件，用于在所述至少一个端面上密封所述传感腔；其中，所述传感器和所述传感腔用于获取钻井数据及将所述钻井数据传输至钻井控制单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开的实施例涉及一种测量装置及相对应的测量方法，尤其是适用于钻井设备的随钻测量装置及测量方法。
技术介绍
随钻测量是指钻机在钻进的同时连续不断地检测有关钻井或钻头的信息，如方位角、受力、钻压、钻头工况与井下环境等，并把这些信息传输回控制端，作为产生控制信号的依据，可见，随钻测量装置是旋转导向钻进技术得以实现的关键。随钻测量装置大多安装于钻井设备的钻铤中，其核心部件为安装于其内部的各种传感器。由于地下环境极其复杂恶劣，随钻测量装置的外壳的密封性就显得尤为重要，密封性能良好的外壳能够保护传感器免受钻井液、砂石的侵扰，从而提高传感器测量的准确度，延长传感器的使用寿命。如图1所示，现有技术中大多在随钻测量装置10的外侧柱面14上开一轴向槽11，将传感器12安装于其中后，在槽上设置一盖板13以起到密封的作用。采用这种设计的随钻测量装置，可以很方便地对传感器12进行安装维护，但结构复杂，且其密封性和测量精度无法得到保证。因此，有必要提供一种适用于钻井装置的随钻测量装置及相对应的制造方法来解决上述技术问题。
技术实现思路
鉴于上面提及的技术问题，本专利技术一方面提供一种随钻测量装置，包括一个基体，所述基体具有旋转轴线，用于沿轴向连接于钻井设备的钻杆和钻头之间。所述基体具有设置于所述基体的轴向的两端的第一、第二端面，在所述第一、第二端面之间延伸有一外侧柱面。所述基体形成有至少一个传感腔，所述传感腔在所述第一、第二端面中的至少一个端面具有开口。所述基体还形成有一通道，用于使液体可在所述钻杆和钻头之间流通。所述随钻测
量装置还包括安装于所述传感腔内的至少一个传感器，所述传感器和所述传感腔用于获取钻井数据及将所述钻井数据传输至钻井控制单元。所述随钻测量装置还包括一个密封件，用于在所述至少一个端面上密封所述传感腔。本专利技术的另一个方面在于提供一种方法，包括：设计一预设的钻井轨迹，所述钻井轨迹通往需要开采的碳氢化合物处；基于所述预设的钻井轨迹，使用包括随钻测量装置的钻井设备钻一井眼；然后，将所述钻井设备从所述井眼取出；最后，从所述井眼获取所述碳氢化合物。其中，使用包括随钻测量装置的钻井设备钻一井眼的步骤包括：通过所述随钻测量装置获取钻井数据，将所述钻井数据传输至钻井控制单元，及基于所述钻井数据及所述预设的钻井轨迹修正所述钻井设备的钻井方向。其中，所述随钻测量装置包括具有旋转轴线的基体，所述基体用于沿轴向连接于钻井设备的钻杆和钻头之间。所述基体具有设置于所述基体的轴向的两端的第一、第二端面，在所述第一、第二端面之间延伸有一外侧柱面。所述基体形成有至少一个传感腔，所述传感腔在所述第一、第二端面中的至少一个端面具有开口。所述基体还形成有一通道，用于使液体可在所述钻杆和钻头之间流通。所述随钻测量装置还包括安装于所述传感腔内的至少一个传感器。所述随钻测量装置还包括一个密封件，用于在所述至少一个端面上密封所述传感腔。本专利技术的另一个方面在于提供一种制造随钻测量装置的方法包括：提供一个基体，所述基体具有旋转轴线，用于沿轴向连接于钻井设备的钻杆和钻头之间，且其具有设置于其轴向两端的第一、第二端面，及在所述第一、第二端面间延伸的外侧柱面；在所述基体内部形成至少一个传感腔，所述传感腔在所述第一、第二端面中的至少一个端面上具有开口；在所述基体内部形成一个通道，所述通道用于使液体可在所述钻杆和钻头之间流通；从所述传感腔的开口向该传感腔内安装至少一个传感器；及在所述至少一个端面上密封所述传感腔。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施方式进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1为现有技术中的随钻测量装置的示意图。图2为根据本专利技术一具体实施例的导向钻井系统的示意图。图3为根据本专利技术一具体实施例的随钻测量装置的装配示意图。图4为根据本专利技术一具体实施例的随钻测量装置的结构示意图。图5为图4中的所述随钻测量装置的截面示意图。图6为图4中的所述随钻测量装置的应变片的的相对位置示意图。图7为根据本专利技术另一具体实施例的随钻测量装置的截面示意图。具体实施方式以下将描述本专利技术的一个或者多个具体实施方式。首先要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本专利技术公开的内容不充分。除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或者”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。此外，“电路”或者“电路系统”以及“控制器”等可以包括单一组件或者由多个主动元件或者被动元件直接或者间接相连的集合，例如一个或者多个集成电路芯片，以提供所对应描述的功能。本专利技术中使用的“可”、“可以”与“可能”等词语表明在某些环境中事件发生的可能性；拥有一种特定属性、特征或功能；和/或通过与某一合格动词结合表示一个或多个能力、性能或可能性。相应地，“可能”的使用表明：被修
饰的术语对于所示的能力、功能或用途是明显适当、可匹配或合适的；同时考虑到在某些情况的存在，被修饰的术语有时可能不适当，不匹配或不合适。例如，在某些情况下，可能预期出现某一结果或性能；而在其他情况下，该结果或性能可能不出现。这一区别由表示“可能”的词语体现。本专利技术的实施例一方面涉及一种适用于导向钻井系统的随钻测量装置。图2为一导向钻井系统的示意图，所述导向钻井系统包括一钻塔33、钻杆31及钻头32，所述随钻测量装置20安装于所述钻杆31和钻头32之间，用于检测有关钻井或钻头的信息，并把这些信息传输回控制端，作为产生控制信号的依据。图3为根据本专利技术一具体实施例的随钻测量装置20的装配图。参见图3，所述随钻测量装置20可沿轴向连接于钻井设备的钻杆31和钻头32之间，且与所述钻杆31和钻头32共轴。在一些实施例中，所述随钻测量装置20大致成一圆柱体。当钻井设备工作时，所述随钻测量装置20随所述钻杆31和所述钻头32一起旋转，通过其内部的传感器24实时测量各种钻井或钻头参数，形成钻井数据，并将所述钻井数据传输至钻井控制单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随钻测量装置，包括：具有旋转轴线的基体，用于沿轴向连接于钻井设备的钻杆和钻头之间，所述基体具有设置于所述基体的轴向的两端的第一、第二端面，及在所述第一、第二端面间延伸的外侧柱面，所述基体形成有至少一个传感腔，所述传感腔在所述第一、第二端面中的至少一个端面上具有开口，所述基体还形成有一通道，用于使液体可在所述钻杆和钻头之间流通；安装于所述传感腔内的至少一个传感器；及一个密封件，用于在所述至少一个端面上密封所述传感腔；其中，所述传感器和所述传感腔用于获取钻井数据及将所述钻井数据传输至钻井控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种随钻测量装置，包括：具有旋转轴线的基体，用于沿轴向连接于钻井设备的钻杆和钻头之间，所述基体具有设置于所述基体的轴向的两端的第一、第二端面，及在所述第一、第二端面间延伸的外侧柱面，所述基体形成有至少一个传感腔，所述传感腔在所述第一、第二端面中的至少一个端面上具有开口，所述基体还形成有一通道，用于使液体可在所述钻杆和钻头之间流通；安装于所述传感腔内的至少一个传感器；及一个密封件，用于在所述至少一个端面上密封所述传感腔；其中，所述传感器和所述传感腔用于获取钻井数据及将所述钻井数据传输至钻井控制单元。2.如权利要求1所述的随钻测量装置，其中，所述基体具有设置于第一端面附近的第一连接部及设置于第二端面附近的第二连接部，分别用来与所述钻杆及钻头连接。3.如权利要求1所述的随钻测量装置，其中，所述传感器包括至少两个应变组件。4.如权利要求3所述的随钻测量装置，其中，所述每个应变组件包括第一、第二、第三应变片，分别沿三个不同方向安装于所述传感腔内壁上。5.如权利要求4所述的随钻测量装置，其中，所述第一、第二应变片关于所述第三应变片对称。6.如权利要求5所述的随钻测量装置，其中，所述第一应变片与所述第二应变片之间的夹角约为90度。7.如权利要求1所述的随钻测量装置，所述传感器包括一对或多对三维加速度计，其中每对三维加速度计关于所述基体的旋转轴线对称安装。8.一种方法，包括：设计一预设的钻井轨迹，所述钻井轨迹通往需要开采的碳氢化合物处...

【专利技术属性】
技术研发人员：任治国，付旭，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US