一种超声井径随钻测井装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超声井径随钻测井装置，包括钻铤以及沿钻铤径向均布的三个盖板槽，三个盖板槽内设置有电路模块，分别为电源模块、控制模块和激发模块，三个电路模块之间通过信号线连接，且三个电路模块分别连接有一用于发射并接受超声波信号的换能器；通过采用通过径向均布安装的三个电路模块及相对应的换能器盖板总成，实现钻井过程不接触井壁，向井壁发射超声波，检测超声反射回波信号，转换为井径参数，存储并实时上传，指导钻井作业，这种装置结构简单，配接及使用形式多样，能满足多种钻井工况，测量精度准确、可靠性高，该结构的装配方式与通讯形式能够与现有MWD仪器和LWD仪器形成良好配接，满足电路模块分布与过线的装配需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油钻探中的随钻测井装备
，具体涉及一种超声井径随钻测井装置。
技术介绍
井径信息作为测井过程中的一个重要决策参数，不仅能直观形象的反应井壁稳定性，例如钻井过程中出现的缩径、塌方卡钻、井眼扩大等，还能辅助中子和电阻率测井校正，预算固井所需水泥量，定位石油开釆过程中裂缝带的位置。传统电缆测井对于井径信息测量主要是在钻井完成后，通过电缆提拉井径仪器，在上升过程中依靠机械壁推靠接触井壁测量井眼尺寸。而随钻测井与传统电缆测井在结构和施工方式上具有本质区别，钻井过程中钻铤在井下受高温、高压、旋转、振动以及泥浆循环影响使检测条件十分恶劣，井径的测量需釆用无接触测量方法，传统电缆测井方式无法使用，目前国内随钻测井行业没有专门测量井径信息的随钻测井仪结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超声井径随钻测井装置，解决了石油探测中随钻测井过程中无接触而能够进行实时测量井眼尺寸的技术难题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种超声井径随钻测井装置，包括钻铤以及沿钻铤径向均布的三个盖板槽，三个盖板槽内设置有电路模块，分别为电源模块、控制模块和激发模块，三个电路模块之间通过信号线连接，且三个电路模块分别连接有一用于发射并接受超声波信号的换能器；所述钻铤的水眼内安装有为仪器上下端供电和通讯的过线管总成，所述过线管总成包括从上到下依次连接的泥浆导流套、承压外壳和中接头组件，泥浆导流套内设置有导流套过线孔，泥浆导流套的顶端螺纹连接有鱼雷插座，鱼雷插座的顶端螺纹连接有导流套护帽，泥浆导流套末端和中接头组件顶端均安装有航空接插件，中接头组件的末端螺纹连接有截止帽，其中，鱼雷插座、两个航空接插件与截止帽之间通过软连线连通；所述泥浆导流套侧壁上开设有三个径向通孔，每个径向通孔连通一个盖板槽，且每个径向通孔均安装有与软连线连接的高压密封塞，三个电路模块分别通过不同的信号线与相对应的高压密封塞连接。所述三个电路模块上分别设置有密封其盖板槽的盖板总成，且电路模块和与其对应连接的换能器设置在不同的密封腔体内。电路模块设置在上腔体，与其对应的换能器设置在下腔体，上腔体与下腔体相邻且通过过线孔连通，过线孔内设置有密封的承压块，承压块两端焊接有引线，一端引线从过线孔引出与电路模块连接，另一端引线穿过护线套管连接在换能器下端的接线柱上，换能器的底部依次安装有垫片和密封盖，下腔体设置有用于注入航空液压油的注油孔，注油孔上安装有注油堵头。所述过线管总成通过锚定螺栓定位在钻铤中，锚定螺栓两侧安装有防止其松动的定位螺钉，锚定螺栓的尾部与安装孔之间设置有防止锚定螺栓掉落的弹性挡圈。所述钻铤与泥浆导流套之间还设置有隔离套，隔离套一端伸入泥浆导流套侧壁上开设的径向通孔内，另一端伸入与盖板槽连通的引线槽内。所述承压外壳一端螺纹连接在泥浆导流套的尾部，另一端螺纹连接中接头组件顶部，中接头组件外壁套有用于减震和扶正的扶正器组件。所述三个盖板槽中相邻俩盖板槽之间均设置有穿线孔，用于电源模块、控制模块和激发模块之间的线路连通，相邻俩盖板槽之间的穿线孔均由两个孔道对接而成，两孔道之间的夹角小于180°。所述钻铤上还设置有数据插座，数据插座设置在电源模块与控制模块之间，且数据插座的引线连通电源模块与控制模块之间穿线孔内的信号线，数据插座的外露端上设置有带密封圈的数据口盖。所述换能器外壳为PEEK材料，所述换能器的尾部安装有氟橡胶材质的垫片，所述承压块两端均带有耐高温高压的3芯焊杯。所述钻铤外壁上设计有2个用于刻入钻铤产品型号及扣型信息的标记槽，钻铤首尾两端的外壁上还分别沿圆周均匀堆焊有块耐磨带，所述泥浆导流套内沿轴向还设置有过流槽。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果，本专利技术提供的一种超声井径随钻测井装置，通过采用通过径向均布安装的三个电路模块及相对应的换能器盖板总成，实现钻井过程不接触井壁，向井壁发射超声波，检测超声反射回波信号，转换为井径参数，存储并实时上传，指导钻井作业，这种装置结构简单，配接及使用形式多样，能满足多种钻井工况，测量精度准确、可靠性高，该结构的装配方式与通讯形式能够与现有MWD仪器和LWD仪器形成良好配接，满足电路模块分布与过线的装配需求。进一步的，通过电路模块和与其对应连接的换能器设置在不同的密封腔体内，避免了本专利技术超声井径随钻测井装置在工作时泥浆压力对换能器的破坏。进一步的，在检查换能器通断正常后，从注油孔向内部注入航空液压油，待气泡排完后，安装注油堵头，航空液压油进入密封盖上端及护线套管内可填充换能器的布线间隙，起到压力补偿的作用，防止内外压差过大损坏换能器。进一步的，通过钻铤与泥浆导流套之间还设置有隔离套，隔离套属于钻铤和泥浆导流套之间的密封过渡件，当泥浆从过流槽流过的时候，能防止泥浆从缝隙中浸入，有效避免了泥浆从缝隙中进入对三个电路模块造成损坏。进一步的，在钻铤上还设置有数据插座，用于钻井前在地面配置仪器参数或是钻井完成后取数时使用，数据口盖带有密封圈，螺纹连接在钻铤上，保证数据口的密封性。进一步的，换能器外壳为PEEK材料，其机械强度不如金属件，但是大大降低了金属件对声波的屏蔽，充分保证超声波的穿透效果，由于换能器发射面必须直接接触泥浆，因此尾部安装垫片为氟橡胶材质，具有一定的缓冲效果，提升了换能器的工作稳定性，所述承压块两端均带有3芯焊杯，具有耐高温高压特性。附图说明图1是本专利技术一种超声井径随钻测井装置的结构示意图；图2是本专利技术一种超声井径随钻测井装置的结构示意图；图3是图1本专利技术一种超声井径随钻测井装置的A-A截面剖视图；图4是图2本专利技术一种超声井径随钻测井装置的B-B截面剖视图；图5是图1本专利技术一种超声井径随钻测井装置中的I处换能器安装结构放大示意图。其中：1、导流套护帽；2、鱼雷插座；3、钻铤；4、泥流导流套；5、导流套过线孔；6、高压密封塞；7、航空接插件；8、软连线；9、承压外壳；10、扶正器组件；11、中接头组件；12、截止帽；13、过线孔；14、电源模块；15、引线槽；16、隔离套；17、锚定螺栓；18、连接扣；19、耐磨带；20、定位螺钉；21、弹性挡圈；22、过流槽；23、数据插座；24、数据口盖；25、控制模块；26、控制盖板；27、穿线孔；28、激发模块；29、激发盖板；30、电源盖板；31、承压块；32、护线套管；33、换能器；34、垫片；35、密封盖；36、注油堵头；37、标记槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做详细说明。参见图1，本专利技术一种超声井径随钻测井装置，包括内部为空腔且封闭的钻铤3，钻铤3空腔中布置有过线管总成，过线管总成主要是为装置上下端供电和通讯所用，过线管总成包括从上至下依次沿轴向布置的导流套护帽1、鱼雷插座2、泥浆导流套4、承压外壳9、中接头组件11和截止帽12，导流套护帽1、鱼雷插座2、泥浆导流套4、承压外壳9、中接头组件11和截止帽12之间通过螺纹连接，且螺纹连接处均设置有密封圈，泥浆导流套4、承压外壳9和中接头组件11内部为空腔，泥浆导流套4内设置有导流套过线孔5，泥浆导流套4尾端和中接头组件11上端分别安装有航空接插件7，鱼雷插座2、两个航空接插件7和截止帽12之间通过软连线8连接，中接头组件11外壁套有用于固定中接头组件11的扶正器组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声井径随钻测井装置，其特征在于，包括钻铤(3)以及沿钻铤(3)径向均布的三个盖板槽，三个盖板槽内设置有电路模块，分别为电源模块(14)、控制模块(25)和激发模块(28)，三个电路模块之间通过信号线连接，且三个电路模块分别连接有一用于发射并接受超声波信号的换能器(33)；所述钻铤(3)的水眼内安装有为仪器上下端供电和通讯的过线管总成，所述过线管总成包括从上到下依次连接的泥浆导流套(4)、承压外壳(9)和中接头组件(11)，泥浆导流套(4)内设置有导流套过线孔(5)，泥浆导流套(4)的顶端螺纹连接有鱼雷插座(2)，鱼雷插座(2)的顶端螺纹连接有导流套护帽(1)，泥浆导流套(4)末端和中接头组件(11)顶端均安装有航空接插件(7)，中接头组件(11)的末端螺纹连接有截止帽(12)，其中，鱼雷插座(2)、两个航空接插件(7)与截止帽(12)之间通过软连线(8)连通；所述泥浆导流套(4)侧壁上开设有三个径向通孔，每个径向通孔连通一个盖板槽，且每个径向通孔均安装有与软连线(8)连接的高压密封塞(6)，三个电路模块分别通过不同的信号线与相对应的高压密封塞(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种超声井径随钻测井装置，其特征在于，包括钻铤(3)以及沿钻铤(3)径向均布的三个盖板槽，三个盖板槽内设置有电路模块，分别为电源模块(14)、控制模块(25)和激发模块(28)，三个电路模块之间通过信号线连接，且三个电路模块分别连接有一用于发射并接受超声波信号的换能器(33)；所述钻铤(3)的水眼内安装有为仪器上下端供电和通讯的过线管总成，所述过线管总成包括从上到下依次连接的泥浆导流套(4)、承压外壳(9)和中接头组件(11)，泥浆导流套(4)内设置有导流套过线孔(5)，泥浆导流套(4)的顶端螺纹连接有鱼雷插座(2)，鱼雷插座(2)的顶端螺纹连接有导流套护帽(1)，泥浆导流套(4)末端和中接头组件(11)顶端均安装有航空接插件(7)，中接头组件(11)的末端螺纹连接有截止帽(12)，其中，鱼雷插座(2)、两个航空接插件(7)与截止帽(12)之间通过软连线(8)连通；所述泥浆导流套(4)侧壁上开设有三个径向通孔，每个径向通孔连通一个盖板槽，且每个径向通孔均安装有与软连线(8)连接的高压密封塞(6)，三个电路模块分别通过不同的信号线与相对应的高压密封塞(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种超声井径随钻测井装置，其特征在于，所述三个电路模块上分别设置有密封其盖板槽的盖板总成，且电路模块和与其对应连接的换能器(33)设置在不同的密封腔体内。3.根据权利要求2所述的一种超声井径随钻测井装置，其特征在于，电路模块设置在上腔体，与其对应的换能器(33)设置在下腔体，上腔体与下腔体相邻且通过过线孔(13)连通，过线孔(13)内设置有密封的承压块(31)，承压块(31)两端焊接有引线，一端引线从过线孔(13)引出与电路模块连接，另一端引线穿过护线套管(32)连接在换能器(33)下端的接线柱上，换能器(33)的底部依次安装有垫片(3)和密封盖(35)，下腔体设置有用于注入航空液压油的注油孔，注油孔上安装有注油堵头(36)。4.根据权利要求1所述的一种超声井径随钻测井装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安宗，郭怡潇，徐韧，闫麦奎，秦玉坤，段俊东，邹骁，胡凯利，陈亮，马丽，俞蓓，尚忠群，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11