專利名稱：水泥頭磁感應膠塞指示器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油天然氣開采過程中用來檢測固井時膠塞從水泥頭通過情況的水泥頭磁感應膠塞指示器。
背景技術：
水泥頭和膠塞是固井施工作業(yè)中必須的井口裝置。通常，膠塞裝在水泥頭內(nèi)，水泥頭下端連接在入井的套管或鉆桿上，兩旁設置有旁通，連接施工管線，用于注水泥和替泥漿等，上旁通主要用于壓膠塞，同時，設置有擋銷和壓力表接口等附件，其作用實質(zhì)上是整個固井工藝的一個縮影。固井施工時，內(nèi)裝膠塞，需要投入膠塞時，打開檔銷，釋放膠塞，倒換閘門，從上旁通注入壓塞液，把膠塞替入套管或鉆桿內(nèi)，當替漿量到位時，膠塞運行到設計的碰壓位置，運行突然受阻，施工壓力急劇增高，顯示注替水泥漿結(jié)束，施工成功。例如，中國專利號“03258050. 9”公開的水泥頭裝置的新型下膠塞指示器，其申請日為2003年7月 14日，授權(quán)公告日為2004年7月21日。現(xiàn)有的水泥頭膠塞指示器主要是機械式膠塞指示器。機械式膠塞指示器是依靠膠塞推動指示器上的指示桿轉(zhuǎn)動一定角度來實現(xiàn)指示作用的。需要在水泥頭上開通孔，設置機械指示機構(gòu)，可以檢測膠塞通過情況，用于指導施工替漿，有利于指導施工，提高施工操作的準確性。但機械式膠塞指示器有幾個缺點一、對通過的膠塞有一定阻力，可能會損壞膠塞。二、機械式膠塞指示器會增加使水泥頭體積和重量，不利于運輸和儲存。三、機械式膠塞指示器還需要在水泥頭本體上開孔，減小了器壁的受力截面積，引起平均應力增加和容器強度減弱，而且還在開孔區(qū)產(chǎn)生應力集中，使水泥頭的開孔接管處成為疲勞破壞或脆性破壞的始裂點。四、機械式膠塞指示器由于結(jié)構(gòu)的原因需要活動靈活的橡膠密封，所以每次使用后必須保養(yǎng)，耗費人力物力。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有水泥頭膠塞指示器存在的上述問題，提供一種水泥頭磁感應膠塞指示器，本實用新型膠塞通過水泥頭時沒有機械硬接觸，不會受損傷，并且通過磁場作為介質(zhì)，通過磁感應傳感器感應膠塞的下行，檢測信號無觸點、精度高、可靠性
尚ο為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下一種水泥頭磁感應膠塞指示器，包括頂蓋、水泥頭本體和下接頭，其特征在于所述水泥頭本體和下接頭之間設置有檢測段，水泥頭本體上設置有伸入水泥頭本體內(nèi)的螺旋擋銷，水泥頭本體內(nèi)設置有由螺旋擋銷限位的固井膠塞，固井膠塞上設置有磁體，在檢測段上設置有磁性傳感器，磁性傳感器連接到二次儀表。所述水泥頭本體上設有由管道連接且并聯(lián)設置的兩個旋塞閥，兩個旋塞閥之間的管道上設置有由壬。所述檢測段和下接頭通過由壬螺母連接。
3[0009]所述磁性傳感器為一個或多個。所述磁體為磁塊或磁鋼。所述二次儀表包括主機、分別與主機連接的鋰電池、傳感器主板和報警模塊，報警模塊連接有蜂鳴器、指示燈和報警復位開關。所述鋰電池和主機連接的線纜之間還通過線纜連接有防雷模塊。采用本實用新型的優(yōu)點在于一、本實用新型中，在水泥頭本體和下接頭之間設置有檢測段，水泥頭本體上設置有伸入水泥頭本體內(nèi)的螺旋擋銷，水泥頭本體內(nèi)設置有由螺旋擋銷限位的固井膠塞，固井膠塞上設置有磁塊，在檢測段上設置有磁性傳感器，磁性傳感器連接到二次儀表，采用此結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的膠塞通過水泥頭時沒有機械硬接觸，不會受損傷，磁性傳感器和二次儀表等重復使用的零部件不會與工作液接觸，不易損壞，且維護保養(yǎng)周期短、費用低，在膠塞里預裝一個磁體，通過磁場作為介質(zhì)，通過磁感應傳感器感應膠塞的下行，檢測信號無觸點、精度高、可靠性高。二、本實用新型中，水泥頭本體上設有由管道連接且并聯(lián)設置的兩個旋塞閥，兩個旋塞閥之間的管道上設置有由壬，采用此結(jié)構(gòu)易于控制和檢修，提高了整個裝置的可靠性。三、本實用新型中，檢測段和下接頭通過由壬螺母連接，采用由壬螺母連接增加了連接的可靠性，易于安裝和拆卸，且安全、輕便、可靠，便于指導現(xiàn)場施工四、本實用新型中，磁性傳感器為一個或多個，可根據(jù)實際工況選擇，為多個時檢測的準確性更高。五、與現(xiàn)有技術相比，本實用新型采用磁性傳感器檢測固井膠塞下行，不需要在水泥頭本體上另外開孔，從而增加了水泥頭本體的強度。六、本實用新型通過檢測磁性傳感器安放位置處磁場強度的變化來檢測膠塞通過水泥頭情況，對通過的固井膠塞不產(chǎn)生阻力，保證了固井膠塞的使用壽命，并且此種結(jié)構(gòu)方式不會增加使水泥頭體積和重量，有利于運輸和儲存，而且不需要每次使用后都進行保養(yǎng)， 減少了人力物力的耗費。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型二次儀表的原理圖圖中標記為1、頂蓋，2、旋塞閥，3、水泥頭本體，4、由壬，5、由壬螺母，6、下接頭， 7、磁塊，8、固井膠塞，9、螺旋擋銷，10、磁性傳感器，11、二次儀表，12、主機，13、傳感器主板， 14、報警模塊，15、報警復位開關，16、蜂鳴器，17、指示燈，18、鋰電池，19、防雷模塊。
具體實施方式
實施例1一種水泥頭磁感應膠塞指示器，包括頂蓋、水泥頭本體和下接頭，所述水泥頭本體和下接頭之間設置有檢測段，水泥頭本體上設置有伸入水泥頭本體內(nèi)的螺旋擋銷，水泥頭本體內(nèi)設置有由螺旋擋銷限位的固井膠塞，如圖1所示，螺旋擋銷從水泥頭本體上伸入水泥頭本體內(nèi)對固井膠塞限位。固井膠塞上固定設置有磁體，在檢測段上設置有磁性傳感器，磁性傳感器連接到二次儀表。通過檢測磁性傳感器安放位置處磁場強度的變化來檢測固井膠塞通過水泥頭的情況。本實用新型的優(yōu)選實施方式為，在水泥頭本體上設有由管道連接且并聯(lián)設置的兩個旋塞閥，兩個旋塞閥之間的管道上設置有由壬。本實用新型的又一優(yōu)選實施方式為，所述檢測段和下接頭通過由壬螺母連接。本實用新型中，磁性傳感器為一個或多個，為多個時均勻分布在檢測段上。另外磁體為磁塊或磁鋼。最佳方式為選擇強磁體，例如釹鐵硼強磁。實施例2本實用新型在固井膠塞上安裝一個磁鋼，在水泥頭本體下的檢測段上安裝一套磁性傳感器，磁鋼隨著固井膠塞通過磁性傳感器安放的水泥頭本體內(nèi)腔時，磁鋼切割磁力線產(chǎn)生一次磁場增強的過程，然后把磁性傳感器檢測到的增強峰值信號轉(zhuǎn)換成聲光提示，表示被釋放的膠塞正在移動并通過磁性傳感器的位置，當固井膠塞向下運動遠離該位置時， 信號迅速減弱，直至消失，最后磁性傳感器感應不到任何原有的特定磁力線，此時二次儀表也將產(chǎn)生燈光和蜂鳴器提示，告知固井膠塞已順利成功入井。磁性傳感器通過數(shù)據(jù)線與二次儀表連接，二次儀表為現(xiàn)有技術中的二次儀表，如圖2所示，包括鋰電池、報警復位開關、蜂鳴器、指示燈、操作軟件、報警模塊、防雷模塊、操作系統(tǒng)模塊即主機，磁性傳感器通過傳感器模塊與主機連接。整個檢測過程為應用軟件采集磁性傳感器磁場強度數(shù)據(jù)并與設定報警門限值比較，當采集數(shù)據(jù)大于設定報警門限值時，應用軟件輸出報警信號到報警模塊。報警模塊輸出開關量信號啟動聲光報警器。實施例3將磁塊7安裝在固井膠塞8上，在水泥頭本體3下的檢測段上安裝兩套磁性傳感器10，提前將安裝了磁塊7的固井膠塞8裝入水泥頭本體內(nèi)，當施工需要時打開水泥頭的螺旋擋銷9釋放固井膠塞8入井時，強磁塊7將隨著固井膠塞通過磁性傳感器10的位置，此時磁力線切割將出現(xiàn)一次磁場增強的過程，磁性傳感器將及時把這增強的信號傳輸?shù)蕉蝺x表11中，于是二次儀表11便會以燈光和蜂鳴器聲音提示，表示被釋放的固井膠塞8正在移動并通過磁性傳感器10的位置，當固井膠塞8被釋放并通過下接頭6沿著套管入井后，強磁塊7將隨固井膠塞8向下運動離開水泥頭，磁性傳感器10感應不到任何原有的特定磁力線，此時的二次儀表11也將及時以燈光和蜂鳴器提示，告知固井膠塞已順利成功入井。至此，固井膠塞指示器便完成了一次判斷和顯示固井膠塞8是否入井的全部工作。
權(quán)利要求1.一種水泥頭磁感應膠塞指示器，包括頂蓋、水泥頭本體和下接頭，其特征在于所述水泥頭本體和下接頭之間設置有檢測段，水泥頭本體上設置有伸入水泥頭本體內(nèi)的螺旋擋銷，水泥頭本體內(nèi)設置有由螺旋擋銷限位的固井膠塞，固井膠塞上設置有磁體，在檢測段上設置有磁性傳感器，磁性傳感器連接到二次儀表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥頭磁感應膠塞指示器，其特征在于所述水泥頭本體上設有由管道連接且并聯(lián)設置的兩個旋塞閥，兩個旋塞閥之間的管道上設置有由壬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水泥頭磁感應膠塞指示器，其特征在于所述檢測段和下接頭通過由壬螺母連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水泥頭磁感應膠塞指示器，其特征在于所述磁性傳感器為一個或多個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水泥頭磁感應膠塞指示器，其特征在于所述磁體為磁塊或磁鋼。
專利摘要本實用新型公開了一種水泥頭磁感應膠塞指示器，包括頂蓋、水泥頭本體和下接頭，在水泥頭本體和下接頭之間設置有檢測段，水泥頭本體上設置有伸入水泥頭本體內(nèi)的螺旋擋銷，水泥頭本體內(nèi)設置有由螺旋擋銷限位的固井膠塞，固井膠塞上設置有磁體，在檢測段上設置有磁性傳感器，磁性傳感器連接到二次儀表。本實用新型膠塞通過水泥頭時沒有機械硬接觸，不會受損傷，并且通過磁場作為介質(zhì)，通過磁感應傳感器感應膠塞的下行，檢測信號無觸點、精度高、可靠性高。
文檔編號E21B33/05GK201991523SQ201120048009
公開日2011年9月28日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者李斌, 李福德 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司