專利名稱：一種鉆井液測漏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆井液測漏裝置，具體的說，它涉及一種在鉆井過程中利用超聲波傳感器探測鉆井液漏失位置的裝置。
背景技術(shù)：
目前石油鉆井行業(yè)采用的探測井漏的儀器大致分為兩類一類是物探測井儀器，如井溫測井儀、電法測井儀；另一類是專用測井儀器，如流量測量儀、壓力測量儀。多年來的使用情況表明上述各種儀器不能準(zhǔn)確地測出鉆井液漏失位置，而且檢測時(shí)需要投入大量的人力、物力。
由江漢石油學(xué)院申請的專利號(hào)為98235961.6的“井漏漏失速度和漏失層位測量儀”專利提出了一種測量井漏位置的方法，該儀器同時(shí)測量鉆井液的壓力、溫度和流量，通過壓力和流量數(shù)據(jù)綜合求算漏失的速度和規(guī)律，通過溫度和流量數(shù)據(jù)的變化綜合判斷漏失位置。因?yàn)樵搩x器需要同時(shí)測量鉆井液壓力、溫度和流量三個(gè)物理量，所以結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且由于壓力傳感器的敏感面易被鉆井液中沙粒等雜質(zhì)堵塞，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；另外由于地層溫度隨其離地面的深度而線性變化，受溫度傳播的不實(shí)時(shí)性和漏失量較小時(shí)溫度變化不明顯等因素的影響，因此在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定的限制。
由東機(jī)工株式會(huì)社申請的專利號(hào)為89104405.1“渦旋流量計(jì)”專利，提出了一種測量流體速率的方法，它是利用渦旋發(fā)生器在流體中產(chǎn)生卡門渦旋，導(dǎo)致流體中傳播的超聲波相位發(fā)生改變并通過檢測卡門渦旋的發(fā)生來測量流體流速的裝置。這種測量裝置需要安裝一個(gè)渦旋發(fā)生器，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。而且由于受到測量環(huán)境本身的制約，所使用的流量計(jì)中含有轉(zhuǎn)子等可動(dòng)部件，而可動(dòng)部件極易受到鉆井液中沙粒的影響而造成測量不可靠或失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種通過超聲波傳感器測量鉆井液流速的一種鉆井液測漏裝置，該裝置能迅速準(zhǔn)確地判斷鉆井液漏失位置，并且結(jié)構(gòu)簡單，具有很好的實(shí)用性。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種鉆井液測漏裝置，其特征在于含有兩個(gè)與外界隔離的環(huán)形空腔，即上密封套與上接頭之間形成的環(huán)形空腔以及下密封套與下接頭形成的環(huán)形空腔，它們通過電纜管連通，使流經(jīng)鉆井液測漏裝置中心孔內(nèi)的鉆井液和外部的鉆井液都無法進(jìn)入上述兩個(gè)環(huán)形空腔和電纜管；一只超聲波傳感器通過螺紋連接方式安裝在上密封套的敏感面上，另一只超聲波傳感器通過螺紋連接方式安裝在下密封套的敏感面上，而且兩只超聲波傳感器的軸線處于同一直線上，即它們的敏感面處于精確的平行狀態(tài)；上接頭與下接頭通過螺紋連接，在上接頭與下接頭之間有兩個(gè)“O”形密封圈。
在環(huán)形空腔內(nèi)裝有電子線路板和電池，電子線路板下面墊有絕緣板并通過螺釘安裝在上接頭的外圓表面所銑出的平面上，電池下面墊有絕緣板并通過螺釘安裝在上接頭的外圓表面所銑出的平面上。
兩只超聲波傳感器的電纜與電子線路板相連，超聲波傳感器的電纜在環(huán)形空腔內(nèi)通過導(dǎo)線夾和螺釘與上接頭的下端固定，并經(jīng)電纜管進(jìn)入環(huán)形空腔與電子線路板連接。
電纜管的一端通過螺紋與下密封套連接，其中“O”形圈起密封作用，另一端采用滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)與上密封套相連，即通過安裝在電纜管上的“O”形密封圈與上密封套上的電纜管的安裝孔直接相連。
上密封套通過4個(gè)定位螺釘與上接頭連接，靠近定位螺釘?shù)?個(gè)“O”形密封圈和遠(yuǎn)離定位螺釘?shù)?個(gè)“O”形密封圈實(shí)現(xiàn)了上密封套與上接頭之間的密封，其中上接頭與上密封套之間形成環(huán)形空腔。
下密封套通過4個(gè)定位螺釘與下接頭連接，靠近定位螺釘?shù)?個(gè)“O”形密封圈實(shí)現(xiàn)了下密封套與下接頭之間的密封，遠(yuǎn)離定位螺釘?shù)?個(gè)“O”形密封圈實(shí)現(xiàn)了下密封套和上接頭之間的密封，其中下接頭與下密封套形成環(huán)形空腔。


圖1為本實(shí)用新型在測漏時(shí)的工作示意圖。
圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的A-A的剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，鉆井液測漏裝置中，電子線路板2和電池3位于環(huán)形空腔25內(nèi)，超聲波傳感器4、5分別安裝在上密封套8與下密封套11的敏感面23與24的對稱位置上，并直接與鉆井液接觸；工作時(shí)，將整個(gè)儀器置于井筒7內(nèi)，其中上接頭1靠近地面與鉆桿相連，下接頭6靠近井底與鉆頭相連，在鉆桿上提的過程中，超聲波傳感器與井筒內(nèi)的鉆井液接觸，并測量出超聲波信號(hào)傳過兩只傳感器安裝距離內(nèi)的時(shí)間差，從而計(jì)算出鉆井液的流速，并將對應(yīng)于不同深度的鉆井液流速存儲(chǔ)到電子線路板內(nèi)部的存儲(chǔ)器中。測試完成后，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)上，并繪制出鉆井液流速與深度的關(guān)系曲線，由鉆井液流速的變化找出漏失層的位置。
如圖2、圖3所示，本裝置的特征在于上接頭1與下接頭6通過螺紋22連接，其中位于上接頭1和下接頭6之間的2個(gè)“O”形圈17起密封作用；下密封套11通過4個(gè)定位螺釘21與下接頭6連接，靠近定位螺釘21的2個(gè)“O”形密封圈18實(shí)現(xiàn)密封套11與下接頭6之間的密封，遠(yuǎn)離定位螺釘21的2個(gè)“O”形密封圈19實(shí)現(xiàn)密封套11與上接頭1之間的密封，其中下接頭6與下密封套11形成環(huán)形空腔26。上密封套8通過4個(gè)定位螺釘12與上接頭1連接，靠近定位螺釘12的2個(gè)“O”形密封圈13和遠(yuǎn)離定位螺釘12的2個(gè)“O”形密封圈14實(shí)現(xiàn)了上密封套8與上接頭1之間的密封，其中上接頭1與上密封套8之間形成環(huán)形空腔25。環(huán)形空腔25內(nèi)裝有電子線路板2和電池3，電子線路板2下面墊有絕緣板30并通過螺釘31安裝在上接頭1的外圓表面所銑出的平面35上，電池3下面墊有絕緣板34并通過螺釘32安裝在上接頭1的外圓表面所銑出的平面36上；超聲波傳感器4、5通過螺紋連接方式分別安裝在上密封套8和下密封套11的敏感面23和24上，螺紋連接處分別用支撐密封圈16和10密封；超聲波傳感器4的電纜33與電子線路板2相連，超聲波傳感器5的電纜27在環(huán)形空腔26內(nèi)通過導(dǎo)線夾28和螺釘29與上接頭1的下端固定，并經(jīng)電纜管9進(jìn)入環(huán)形空腔25與電子線路板2連接；電纜管9的一端通過螺紋與下密封套11連接，其中“O”形圈20起密封作用，另一端采用滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)與上密封套8相連，即通過安裝在電纜管9上的“O”形密封圈15與上密封套8上的電纜管9的安裝孔直接相連。
本實(shí)用新型含有兩個(gè)與外界隔離的環(huán)形空腔，即上密封套8與上接頭1之間形成的環(huán)形空間25以及下接頭6與下密封套11之間形成的環(huán)形空腔26，它們通過電纜管9連通。其中位于上接頭1和下接頭6之間的兩個(gè)“O”形圈17起密封作用，使流經(jīng)上接頭1和下接頭6中心孔處的鉆井液不能進(jìn)入環(huán)形空腔26內(nèi)；靠近定位螺釘12的兩個(gè)“O”形密封圈13和遠(yuǎn)離定位螺釘12的兩個(gè)“O”形密封圈14實(shí)現(xiàn)了上密封套8與上接頭1之間的密封，從而保證了短節(jié)外部的鉆井液不能進(jìn)入環(huán)形空間25內(nèi)。
如圖2所示，本實(shí)用新型包含兩個(gè)交替發(fā)送和接收超聲波信號(hào)的超聲波傳感器4、5，為了在結(jié)構(gòu)上保證兩只超聲波傳感器處于同一軸線上，即它們的敏感面24、23處于精確的平行狀態(tài)，可采取如下具體措施上接頭1和下接頭6靠螺紋連接，結(jié)合面為定位面，即上接頭1和下接頭6通過螺紋22處于完全擰緊狀態(tài)，從而保證了上接頭1和下接頭6之間的定位關(guān)系；下密封套11和下接頭6之間采用定位螺釘21定位，從而固定了它們之間裝配時(shí)的位置，而超聲波傳感器5在下密封套11上的位置是固定不動(dòng)的，所以只要將下密封套11定位后，超聲波傳感器5的位置也就固定了；同理，上密封套8和上接頭1之間采用定位螺釘12定位，從而也固定了超聲波傳感器4的位置，保證了超聲波傳感器4、5處于同一軸線上。
權(quán)利要求1.一種鉆井液測漏裝置，其特征在于含有兩個(gè)與外界隔離的環(huán)形空腔，即上密封套(8)與上接頭(1)之間形成的環(huán)形空腔(25)以及下密封套(11)與下接頭(6)形成的環(huán)形空腔(26)，它們通過電纜管(9)連通，使流經(jīng)鉆井液測漏裝置中心孔內(nèi)的鉆井液和外部的鉆井液都無法進(jìn)入上述兩個(gè)環(huán)形空腔(25)、(26)和電纜管(9)；超聲波傳感器(4)通過螺紋連接方式安裝在上密封套(8)的敏感面(23)上，超聲波傳感器(5)通過螺紋連接方式安裝在下密封套(11)的敏感面(24)上，而且兩只超聲波傳感器的軸線處于同一直線上，即它們的敏感面(23)和(24)處于精確的平行狀態(tài)；上接頭(1)與下接頭(6)通過螺紋(22)連接，在上接頭(1)與下接頭(6)之間有兩個(gè)“O”形密封圈(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液測漏裝置，其特征在于環(huán)形空間(25)內(nèi)裝有電子線路板(2)和電池(3)，電子線路板(2)下面墊有絕緣板(30)并通過螺釘(31)安裝在上接頭(1)的外圓表面所銑出的平面(35)上，電池(3)下面墊有絕緣板(34)并通過螺釘(32)安裝在上接頭(1)的外圓表面所銑出的平面(36)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液測漏裝置，其特征在于超聲波傳感器(4)的電纜(33)與電子線路板(2)相連，超聲波傳感器(5)的電纜(27)在環(huán)形空腔(26)內(nèi)通過導(dǎo)線夾(28)和螺釘(29)與上接頭(1)的下端固定，并經(jīng)電纜管(9)進(jìn)入環(huán)形空腔(25)與電子線路板(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液測漏裝置，其特征在于電纜管(9)的一端通過螺紋與下密封套(11)連接，其中“O”形圈(20)起密封作用，另一端采用滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)與上密封套(8)相連，即通過安裝在電纜管(9)上的“O”形密封圈(15)與上密封套(8)上的電纜管(9)的安裝孔直接相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液測漏裝置，其特征在于上密封套(8)通過4個(gè)定位螺釘(12)與上接頭(1)連接，靠近定位螺釘(12)的2個(gè)“O”形密封圈(13)和遠(yuǎn)離定位螺釘(12)的2個(gè)“O”形密封圈(14)實(shí)現(xiàn)了上密封套(8)與上接頭(1)之間的密封，其中上接頭(1)與上密封套(8)之間形成環(huán)形空腔(25)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液測漏裝置，其特征在于下密封套(11)通過4個(gè)定位螺釘(21)與下接頭(6)連接，靠近定位螺釘(21)的2個(gè)“O”形密封圈(18)實(shí)現(xiàn)了下密封套(11)與下接頭(6)之間的密封，遠(yuǎn)離定位螺釘(21)的2個(gè)“O”形密封圈(19)實(shí)現(xiàn)了下密封套(11)和上接頭(1)之間的密封，其中下接頭(6)與下密封套(11)形成環(huán)形空腔(26)。
專利摘要一種鉆井液測漏裝置，含有兩個(gè)與外界隔離的環(huán)形空腔，使流經(jīng)鉆井液測漏裝置中心孔內(nèi)的鉆井液和外部的鉆井液都無法進(jìn)入上述兩個(gè)環(huán)形空腔和電纜管內(nèi)；超聲波傳感器安裝在上密封套的敏感面上，超聲波傳感器安裝在下密封套的敏感面上，而且兩只超聲波傳感器的軸線處于同一直線上，即它們的敏感面處于精確的平行狀態(tài)，電子線路板和電池位于上接頭和上密封套形成的環(huán)形空腔內(nèi)。工作時(shí)，將鉆井液測漏裝置置于井筒內(nèi)，其中上接頭靠近地面與鉆桿相連，下接頭靠近井底與鉆頭相連，在鉆桿上提的過程中，超聲波傳感器與井筒內(nèi)的鉆井液接觸，并測量出超聲波信號(hào)傳過兩只傳感器安裝距離內(nèi)的時(shí)間差，從而計(jì)算出鉆井液的流速，快速準(zhǔn)確地判斷漏失位置。
文檔編號(hào)E21B47/10GK2760228SQ20042008584
公開日2006年2月22日 申請日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者黨瑞榮, 謝雁, 高國旺 申請人:西安石油大學(xué)