传感器内装式近钻头参数测量装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钻井参数测量装置及其使用方法技术领域，是一种传感器内装式近钻头参数测量装置及其使用方法，该传感器内装式近钻头参数测量装置，包括本体和外筒，外筒的下部内侧与本体的中部外侧密封固定安装在一起，在本体的上端固定安装有套装在外筒内的流道转换体，在流道转换体上端密封固定安装有套装在外筒内的转换接头，在与外筒下端对应的本体外侧设置有至少一个的测量凹槽。本发明专利技术所述的传感器内装式近钻头参数测量装置及其使用方法能够对井下工况进行实时监控，通过该实时监控数据对井下工况进行分析判断，以调整相应的钻井钻进参数，从而减少卡钻、断钻具、憋跳、钻头提前缩短寿命等复杂井况的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井参数测量装置及其使用方法
，是一种传感器内装式近钻头参数测量装置及其使用方法。
技术介绍
在钻井过程中出现卡钻、断钻具、憋跳、钻头提前缩短寿命等复杂井况不可避免，目前，单纯的依赖于地面综合录井来进行钻井工况的监测，并通过地面推测分析来减少井下复杂情况的发生，但该效果并不明显。目前缺少一种实时监测钻井状态的测量工具，通过该工具对井下工况的实时测量来进行井下工况的分析判断以达到降低井下复杂井况发生的目的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种传感器内装式近钻头参数测量装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有监测井下工况过程中存在不能实时监测钻井状态的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种传感器内装式近钻头参数测量装置，包括本体和外筒，外筒的下部内侧与本体的中部外侧密封固定安装在一起，在本体的上端固定安装有套装在外筒内的流道转换体，在流道转换体上端密封固定安装有套装在外筒内的转换接头，在与外筒下端对应的本体外侧设置有至少一个的测量凹槽，在测量凹槽内固定安装有力学测量装置，在测量凹槽上方的本体外侧设置有环形凹槽，在环形凹槽内固定安装有信号处理电路模块，在本体上分别密封固定安装有内压传感器和外压传感器，在本体上设置有与本体内侧相通的内压测量通道，内压传感器通过内压测量通道测量钻具内部压力，在本体上设置有与外筒外侧相通的外压测量通道，外压传感器通过外压测量通道测量环空压力，力学测量装置的信号输出端与信号处理电路模块的第一信号输入端电连接，内压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第二信号输入端电连接，外压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第三信号输入端电连接，在流道转换体的外部右侧与外筒内侧之间设置有与本体内部相通的空腔，在转换接头外侧与外筒内侧之间有间距，在流道转换体内设置有与环形凹槽相通的第二过线通道，在第二过线通道上端内密封固定安装有旋转插头。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述本体包括传感器安装短节和下本体，外筒的下部内侧与下本体的上部外侧密封固定安装在一起，下本体的上端密封固定安装有套装在外筒内的传感器安装短节，流道转换体固定安装在传感器安装短节的上端，在与外筒下端对应的下本体外侧设置有至少一个的测量凹槽，在测量凹槽与传感器安装短节之间的下本体外侧设置有环形凹槽，在环形凹槽内固定安装有信号处理电路模块，在测量凹槽与环形凹槽之间的下本体上设置有均与测量凹槽与环形凹槽相通的第一过线通道，第一过线通道的数量与测量凹槽的数量相同，在传感器安装短节的下部外侧沿圆周分别设置有相互隔离的连接凹槽、内安装凹槽和外安装凹槽，在内安装凹槽内固定有能测量钻具内部压力的内压传感器，在外安装凹槽内固定有能测量环空压力的外压传感器，在环形凹槽与连接凹槽之间的本体上固定安装有第一接线塞，在环形凹槽与内安装凹槽之间的本体上固定安装有第二接线塞，内压传感器与信号处理电路模块之间的线缆通过第二接线塞连接，在环形凹槽与外安装凹槽之间的下本体上固定安装有第三接线塞，外压传感器与信号处理电路模块之间的线缆通过第三接线塞连接，在传感器安装短节上部设置有使内安装凹槽与下本体内侧相通的内压测量通道，在传感器安装短节上部设置有与外安装凹槽相通的外压测量通道，在外筒上设置有与外压测量通道相通的外压径向通孔，在第二过线通道与连接凹槽之间的传感器安装短节上设置有与连接凹槽以及第二过线通道相通的走线通孔，在第二过线通道和走线通孔内密封固定安装有连接接头，信号处理电路模块与连接接头之间的线缆通过第一接线塞连接；或/和，力学测量装置为应变片。上述信号处理电路模块包括电路板，在电路板上固定有磁通门、三轴加速度传感器、温敏元件、滤波放大电路模块、数据处理发送电路模块和电源模块，电源模块的电源输出端分别与磁通门、三轴加速度传感器、温敏元件、滤波放大电路模块、数据处理发送电路模块、力学测量装置、内压传感器和外压传感器的电源输入端电连接，力学测量装置的信号输出端与滤波放大电路模块的第一信号输入端电连接，内压传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第二信号输入端电连接，外压传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第三信号输入端电连接,磁通门的信号输出端与滤波放大电路模块的第四信号输入端电连接，三轴加速度传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第五信号输入端电连接，温敏元件的信号输出端与滤波放大电路模块的第六信号输入端电连接，滤波放大电路模块的信号输出端与数据处理发送电路模块的信号输入端电连接。上述第一过线通道包括轴向长孔以及与轴向长孔相通的连接径向通孔，轴向长孔设置在下本体上，轴向长孔与环形凹槽相通，连接径向通孔设置在测量凹槽与轴向长孔之间，在轴向长孔的下端密封固定安装有螺堵，在连接径向通孔内密封固定安装有多芯密封塞，力学测量装置与信号处理电路模块之间的线缆通过多芯密封塞连接。上述下本体的上端内侧与传感器安装短节的下部外侧密封安装在一起，下本体的上端与传感器安装短节通过至少一个的连接螺栓固定安装在一起；或/和，传感器安装短节的上部与流道转换体的下部通过至少一个的紧固螺栓固定安装在一起；或/和，第二过线通道的上端呈上宽下窄的台阶状，旋转插头密封固定安装在台阶状的第二过线通道内，在旋转插头上部内通过紧钉固定安装有压盖环，压盖环的底端与旋转插头顶端顶紧在一起。上述与连接凹槽内外对应的外筒上设置有与连接凹槽相通的测试径向通孔，在测试径向通孔内自内而外固定安装有密封堵头和固定塞；或/和，第一接线塞为多芯密封塞；或/和，第二接线塞为多芯密封塞；或/和，第三接线塞为多芯密封塞；或/和，在测量凹槽下方的外筒内侧与下本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈，在环形凹槽与测量凹槽之间的外筒内侧与本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈，在连接凹槽与环形凹槽之间的外筒内侧与下本体外侧之间固定安装有至少一道的密封圈，在连接凹槽上方的外筒内侧与传感器安装短节外侧之间固定安装有至少一道的密封圈，在流道转换体的下端外侧与外筒内侧之间固定安装有至少一道的密封圈，在流道转换体的上部外侧与转换接头的下部内侧之间固定安装有至少一道的密封圈；或/和，外筒的下部内侧与下本体的上部外侧通过螺纹固定安装在一起，流道转换体的上部外侧与转换接头的下部内侧通过螺纹安装在一起；或/和，在外筒的上部设置有内螺纹或外螺纹，在下本体的下部设置有内螺纹或外螺纹。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种技术方案之一所述的传感器内装式近钻头参数测量装置的使用方法，按下述方法进行：将旋转插头与脉冲发生器固定安装在一起，脉冲发生器与钻柱固定安装在一起，将本体与钻头固定安装在一起，然后，将传感器内装式近钻头参数测量装置随钻具下入井内，传感器内装式近钻头参数测量装置下入井内后，力学测量装置能够测量钻压以及钻柱的弯矩和扭矩，内压传感器能够测量钻具内部的内压力，外压传感器能够测量环空压力，磁通门能够测量钻柱的钻速，三轴加速度传感器能够测量钻头的振动值，温敏元件能够测量井内的温度，力学测量装置将测量到的钻压以及钻柱的弯矩和扭矩的数据发送至滤波放大电路模块，内压传感器将测量到的内压力数据发送至滤波放大电路模块，外压传感器将测量到的环空压力数据发送至滤波放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器内装式近钻头参数测量装置，其特征在于包括本体和外筒，外筒的下部内侧与本体的中部外侧密封固定安装在一起，在本体的上端固定安装有套装在外筒内的流道转换体，在流道转换体上端密封固定安装有套装在外筒内的转换接头，在与外筒下端对应的本体外侧设置有至少一个的测量凹槽，在测量凹槽内固定安装有力学测量装置，在测量凹槽上方的本体外侧设置有环形凹槽，在环形凹槽内固定安装有信号处理电路模块，在本体上分别密封固定安装有内压传感器和外压传感器，在本体上设置有与本体内侧相通的内压测量通道，内压传感器通过内压测量通道测量钻具内部压力，在本体上设置有与外筒外侧相通的外压测量通道，外压传感器通过外压测量通道测量环空压力，力学测量装置的信号输出端与信号处理电路模块的第一信号输入端电连接，内压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第二信号输入端电连接，外压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第三信号输入端电连接，在流道转换体的外部右侧与外筒内侧之间设置有与本体内部相通的空腔，在转换接头外侧与外筒内侧之间有间距，在流道转换体内设置有与环形凹槽相通的第二过线通道，在第二过线通道上端内密封固定安装有旋转插头。

【技术特征摘要】
1.一种传感器内装式近钻头参数测量装置，其特征在于包括本体和外筒，外筒的下部内侧与本体的中部外侧密封固定安装在一起，在本体的上端固定安装有套装在外筒内的流道转换体，在流道转换体上端密封固定安装有套装在外筒内的转换接头，在与外筒下端对应的本体外侧设置有至少一个的测量凹槽，在测量凹槽内固定安装有力学测量装置，在测量凹槽上方的本体外侧设置有环形凹槽，在环形凹槽内固定安装有信号处理电路模块，在本体上分别密封固定安装有内压传感器和外压传感器，在本体上设置有与本体内侧相通的内压测量通道，内压传感器通过内压测量通道测量钻具内部压力，在本体上设置有与外筒外侧相通的外压测量通道，外压传感器通过外压测量通道测量环空压力，力学测量装置的信号输出端与信号处理电路模块的第一信号输入端电连接，内压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第二信号输入端电连接，外压传感器的信号输出端与信号处理电路模块的第三信号输入端电连接，在流道转换体的外部右侧与外筒内侧之间设置有与本体内部相通的空腔，在转换接头外侧与外筒内侧之间有间距，在流道转换体内设置有与环形凹槽相通的第二过线通道，在第二过线通道上端内密封固定安装有旋转插头。2.根据权利要求1所述的传感器内装式近钻头参数测量装置，其特征在于本体包括传感器安装短节和下本体，外筒的下部内侧与下本体的上部外侧密封固定安装在一起，下本体的上端密封固定安装有套装在外筒内的传感器安装短节，流道转换体固定安装在传感器安装短节的上端，在与外筒下端对应的下本体外侧设置有至少一个的测量凹槽，在测量凹槽与传感器安装短节之间的下本体外侧设置有环形凹槽，在环形凹槽内固定安装有信号处理电路模块，在测量凹槽与环形凹槽之间的下本体上设置有均与测量凹槽与环形凹槽相通的第一过线通道，第一过线通道的数量与测量凹槽的数量相同，在传感器安装短节的下部外侧沿圆周分别设置有相互隔离的连接凹槽、内安装凹槽和外安装凹槽，在内安装凹槽内固定有能测量钻具内部压力的内压传感器，在外安装凹槽内固定有能测量环空压力的外压传感器，在环形凹槽与连接凹槽之间的本体上固定安装有第一接线塞，在环形凹槽与内安装凹槽之间的本体上固定安装有第二接线塞，内压传感器与信号处理电路模块之间的线缆通过第二接线塞连接，在环形凹槽与外安装凹槽之间的下本体上固定安装有第三接线塞，外压传感器与信号处理电路模块之间的线缆通过第三接线塞连接，在传感器安装短节上部设置有使内安装凹槽与下本体内侧相通的内压测量通道，在传感器安装短节上部设置有与外安装凹槽相通的外压测量通道，在外筒上设置有与外压测量通道相通的外压径向通孔，在第二过线通道与连接凹槽之间的传感器安装短节上设置有与连接凹槽以及第二过线通道相通的走线通孔，在第二过线通道和走线通孔内密封固定安装有连接接头，信号处理电路模块与连接接头之间的线缆通过第一接线塞连接；或/和，力学测量装置为应变片。3.根据权利要求1或2所述的传感器内装式近钻头参数测量装置，其特征在于信号处理电路模块包括电路板，在电路板上固定有磁通门、三轴加速度传感器、温敏元件、滤波放大电路模块、数据处理发送电路模块和电源模块，电源模块的电源输出端分别与磁通门、三轴加速度传感器、温敏元件、滤波放大电路模块、数据处理发送电路模块、力学测量装置、内压传感器和外压传感器的电源输入端电连接，力学测量装置的信号输出端与滤波放大电路模块的第一信号输入端电连接，内压传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第二信号输入端电连接，外压传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第三信号输入端电连接,磁通门的信号输出端与滤波放大电路模块的第四信号输入端电连接，三轴加速度传感器的信号输出端与滤波放大电路模块的第五信号输入端电连接，温敏元件的信号输出端与滤波放大电路模块的第六信号输入端电连接，滤波放大电路模块的信号输出端与数据处理发送电路模块的信号输入端电连接。4.根据权利要求2所述的传感器内装式近钻头参数测量装置，其特征在于第一过线通道包括轴向长孔以及与轴向长孔相通的连接径向通孔，轴向长孔设置在下本体上，轴向长孔与环形凹槽相通，连接径向通孔设置在测量凹槽与轴向长孔之间，在轴向长孔的下端密封固定安装有螺堵，在连接径向通孔内密封固定安装有多芯密封塞，力学测量装置与信号处理电路模块之间的线缆通过多芯密封塞连接。5.根据权利要求3所述的传感器内装式近钻头参数测量装置，其特征在于第一过线通道包括轴向长孔以及与轴向长孔相通的连接径向通孔，轴向长孔设置在下本体上，轴向长孔与环形凹槽相通，连接径向通孔设置在测量凹槽与轴向长孔之间，在轴向长孔的下端密封固定安装有螺堵，在连接径向通孔内密封固定安装有多芯密封塞，力学测量装置与信号处理电路模...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继斌，陈若铭，李晓军，成攀飞，孟现波，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65