專利名稱：一種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種持續(xù)供電裝置，尤其涉及一種用于石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置。
背景技術(shù)：
[0002]在油氣勘探開發(fā)中，鉆井是必不可少的基本環(huán)節(jié)，而鉆頭和鉆柱是鉆井施工中關(guān)鍵的井下工具。在鉆井過(guò)程中，鉆頭、鉆柱在井下經(jīng)常受到多種激勵(lì)作用而發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象， 獲取鉆頭和鉆柱的工作參數(shù)對(duì)提高鉆井質(zhì)量、延長(zhǎng)鉆頭和鉆柱的使用壽命具有非常重要的意義。[0003]現(xiàn)在每年都會(huì)發(fā)生大量的鉆柱失效事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，而劇烈的鉆柱振動(dòng)是鉆柱失效的主要原因。鉆柱振動(dòng)是鉆柱在井內(nèi)普遍存在的現(xiàn)象，鉆柱振動(dòng)的監(jiān)測(cè)對(duì)于控制鉆柱振動(dòng)、預(yù)防鉆柱事故，判斷井下情況，優(yōu)化鉆井有重要的作用。[0004]目前國(guó)內(nèi)檢測(cè)鉆柱振動(dòng)的方法通常是將鉆柱振動(dòng)傳感器固定在旋轉(zhuǎn)的鉆柱上，數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸，傳感器供電系統(tǒng)為較大容量蓄電池，由此導(dǎo)致整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)較重，在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下存在安全隱患，而一旦電量耗盡將不能開展鉆柱振動(dòng)測(cè)量工作。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置， 以解決現(xiàn)有鉆柱振動(dòng)傳感器存在的供電問(wèn)題。[0006]本實(shí)用新型的一種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置的具體技術(shù)方案為[0007]—種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置，用于為石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)持續(xù)提供電能，其包括至少一個(gè)電源插槽，電源插槽內(nèi)裝配設(shè)置有鋰電池，電源插槽與石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的傳感器(6)電性連接。[0008]優(yōu)選的是，包括4個(gè)并聯(lián)設(shè)置的電源插槽，每個(gè)電源插槽內(nèi)裝配都設(shè)置有一個(gè) 4000mAH的鋰電池。[0009]本實(shí)用新型的一種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置，具有體積小、重量輕、安全可靠、供電時(shí)間長(zhǎng)、不影響鉆井施工等優(yōu)勢(shì)，可完美的替代原有的鉆柱震動(dòng)供電裝置，確保了鉆柱震動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全、連續(xù)、穩(wěn)定的工作狀態(tài)。[0010]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置工作時(shí)間長(zhǎng)，至少可達(dá)660小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)油井正常完鉆結(jié)束測(cè)量；且電池更換方便，I分鐘內(nèi)即可完成，不影響鉆井作業(yè)； 同時(shí)鋰電池電容大、體積小、重量輕、安全性高、充電速度快，數(shù)據(jù)采集傳輸穩(wěn)定。[0011]本實(shí)用新型的石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置適應(yīng)于石油錄井行業(yè)的鉆柱振動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，將可完全替代原有的供電裝置，具有較大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?br>

[0012]圖I為本實(shí)用新型的鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置的應(yīng)用實(shí)例I的原理示意圖；圖3為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置的應(yīng)用實(shí)例I中的鉆柱卡箍安裝于鉆桿上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中的沿A-A方向的剖面圖；圖5為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置的應(yīng)用實(shí)例2的井下振動(dòng)測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖6為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置的應(yīng)用實(shí)例2中的井下振動(dòng)測(cè)量?jī)x電子測(cè)量系統(tǒng)示意圖；圖7為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置的應(yīng)用實(shí)例3的鉆柱振動(dòng)信號(hào)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置的應(yīng)用實(shí)例3的鉆柱振動(dòng)信號(hào)采集裝置去除外罩后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖；圖9為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置的應(yīng)用實(shí)例3中的傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更好的了解本實(shí)用新型的目的、結(jié)構(gòu)及功能，
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖I所示，本實(shí)用新型的石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置主要包括至少一個(gè)鋰電池3和至少一個(gè)電源插槽4，鋰電池3裝配在電源插槽4內(nèi)，電源插槽4通過(guò)導(dǎo)線5與鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的其他組件電性相連，例如本實(shí)施例中的傳感器6。由此，本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置便可為鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)提供正常工作所需的電能。優(yōu)選的是，本實(shí)用新型的石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置包括4個(gè)4000mAH的聚合物高密度鋰電池3，相應(yīng)的，也設(shè)置有4個(gè)并聯(lián)在一起的電池插槽4，每個(gè)鋰電池3都裝配在相應(yīng)的電池插槽4中，由此，4塊鋰電池同時(shí)使用，既保證了供電時(shí)間，又保證了供電的穩(wěn)定性，即使某一塊鋰電池出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的電能供應(yīng)，有效的保證了鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本實(shí)用新型的石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置的使用方法為參考圖1，在加單根或起下鉆時(shí)，打開安全栓1，開啟傳感器測(cè)量盒蓋2，從電源插槽4中拔出需要更換的鋰電池3，同時(shí)插入充滿電的鋰電池3，然后關(guān)閉傳感器測(cè)量盒蓋2，合上安全栓1，由此即完成了供電裝置的電池更換過(guò)程。下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置的使用進(jìn)行描述實(shí)例I :圖2示出了一種鉆柱振動(dòng)聲波測(cè)量方法的原理圖。圖2中的標(biāo)號(hào)101指的是內(nèi)部鑲嵌有三維振動(dòng)聲波傳感器組、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)盒和供電電池的測(cè)量工具，102是套管，103是鉆柱，104是鉆頭，105是地層。本實(shí)例的測(cè)量方式是將現(xiàn)有的振動(dòng)聲波傳感芯片安裝在鉆柱103頂部進(jìn)行隨鉆測(cè)量，在隨鉆測(cè)量裝置上安裝無(wú)線傳感數(shù)據(jù)采集和發(fā)射裝置，該無(wú)線傳感部件將測(cè)量到的三維振動(dòng)聲波信號(hào)傳輸?shù)綗o(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)盒內(nèi)，由無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)盒進(jìn)行信號(hào)存儲(chǔ)、處理和無(wú)線傳輸?shù)綗o(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，最終被無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)接受并進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行即時(shí)實(shí)時(shí)分析。[0028]進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)例，在圖3和圖4中示出了本實(shí)例的固定傳感器于鉆柱頂部的裝置。所述固定裝置為卡帶式結(jié)構(gòu)，其中包括卡帶109、卡帶脹緊絲杠110、卡帶脹緊銷112、鎖緊螺母111和位于卡帶109上的傳感器114和電源115。卡帶109的一端被固定鎖緊部分連接，如卡帶脹緊絲杠110、卡帶脹緊銷112和鎖緊螺母111，另一端通過(guò)卡帶定位銷108 連接具有內(nèi)側(cè)板牙107的固定傳感器114和電源115的部分。所述傳感器114通過(guò)壓板 106和傳感器托架113固定于卡帶109上，電源115同傳感器114固定在一起。所述傳感器 114是一個(gè)具有三維(軸向、切向和橫向)高靈敏度的振動(dòng)聲波傳感器，可以測(cè)量高達(dá)20K 的聲波頻率。[0029]本實(shí)例中描述的電源115即為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置，具體使用方法可參見上文中具體的描述，在此不再贅述。[0030]實(shí)例2 [0031]圖5示出了一種井下振動(dòng)測(cè)量?jī)x，主要由儀器筒201和接頭本體202組成，接頭本體202為圓柱體形，具有中心孔，兩端有連接螺紋。接頭本體202外壁上形成有一個(gè)軸向固定槽203，固定槽203的底部為圓弧形。固定槽203內(nèi)固定有儀器筒201。在固定槽203上采用兩排螺釘固定有一個(gè)蓋板204，蓋板204與接頭本體202之間設(shè)有密封墊，能密封并使儀器筒201和儀器筒201內(nèi)的儀器不受損傷。[0032]接著參閱圖6，儀器筒201內(nèi)固定有電子測(cè)量系統(tǒng)。電子測(cè)量系統(tǒng)包括三軸加速度傳感器205、信號(hào)調(diào)整模塊206、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)207、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊208、時(shí)鐘控制模塊209、 微處理器213、測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器212、數(shù)據(jù)接口 214、電源210和電源轉(zhuǎn)換模塊211。三軸加速度傳感器205通過(guò)信號(hào)線依次連接信號(hào)調(diào)整模塊206、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)207和模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊208，模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊208連接微處理器213，微處理器213連接有測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器212、 時(shí)鐘控制模塊209和數(shù)據(jù)接口 214。在儀器筒201內(nèi)還設(shè)有電源210，電源210由電源線連接三軸加速度傳感器205。電源210通過(guò)電源線還連接有電源轉(zhuǎn)換模塊211，電源轉(zhuǎn)換模塊 211連接信號(hào)調(diào)整模塊206、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)207、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊208、時(shí)鐘控制模塊209、測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器212、微處理器213和數(shù)據(jù)接口 214，電源210為電子測(cè)量系統(tǒng)提供電能。[0033]三軸加速度傳感器205測(cè)量鉆井時(shí)的三維振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)信號(hào)線進(jìn)入信號(hào)調(diào)整模塊206進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)入多路轉(zhuǎn)換開關(guān)207選擇某路或幾路信號(hào)分別進(jìn)入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 208將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入微處理器213進(jìn)行相關(guān)的數(shù)字信號(hào)處理，處理完的結(jié)果將會(huì)存入測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器212，完成鉆頭振動(dòng)信號(hào)測(cè)量。振動(dòng)測(cè)量?jī)x回收后，微處理器213通過(guò)數(shù)據(jù)接口電路和上位機(jī)相連，把存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)上，時(shí)鐘控制模塊209對(duì)微處理器213的啟動(dòng)進(jìn)行控制，電源210及其轉(zhuǎn)換模塊211為其它模塊提供電能。[0034]本實(shí)例中描述的電源210即為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置，具體使用方法可參見上文中具體的描述，在此不再贅述。[0035]實(shí)例3 [0036]圖7-9示出了一種鉆柱振動(dòng)信號(hào)采集裝置，本實(shí)例所述的鉆柱振動(dòng)信號(hào)采集裝置包含安裝座314，設(shè)置在所述安裝座314上的信號(hào)采集模塊，以及將所述安裝座314固定安裝在鉆柱310上的抱箍固定模塊。所述的信號(hào)采集模塊包含依次通過(guò)電纜315連接的傳感器模塊302、濾波放大電路313和電源312。其中，如圖9所示，所述傳感器模塊302包含傳感器座318，固定設(shè)置在所述傳感器座318上的3個(gè)傳感器317，以及分別與所述3個(gè)傳感器317通過(guò)導(dǎo)線連接的防水插座319。所述3個(gè)傳感器317分別用于采集鉆柱310的橫向振動(dòng)信號(hào)、縱向振動(dòng)信號(hào)和切向振動(dòng)信號(hào)。進(jìn)一步，所述的傳感器模塊302中，在每個(gè)傳感器317的外部還設(shè)置有一保護(hù)套316。所述濾波放大電路313的輸入端通過(guò)所述防水插座319與各個(gè)傳感器317連接，其輸出端與外部PC機(jī)(圖中未示)連接。所述各個(gè)傳感器317分別將采集到的鉆柱310的橫向振動(dòng)信號(hào)、縱向振動(dòng)信號(hào)和切向振動(dòng)信號(hào)傳輸至濾波放大電路313，該濾波放大電路313分別對(duì)所接收到的鉆柱310的橫向振動(dòng)信號(hào)、縱向振動(dòng)信號(hào)和切向振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理后，進(jìn)一步傳輸至外部PC機(jī)。所述電源312為信號(hào)采集模塊提供工作電源，其是通過(guò)蝶形螺母311固定設(shè)置在所述安裝座314上的。如圖7所不,所述抱箍固定模塊包含第一抱箍351和第二抱箍352,以及分別連接所述第一抱箍351和第二抱箍352的其中一端的連接鎖緊模塊。所述連接鎖緊模塊包含與所述第一抱箍351的其中一端固定連接的第一抱箍鎖緊銷308，與所述第二抱箍352的其中一端固定連接的第二抱箍鎖緊銷306，連接設(shè)置在所述第一抱箍鎖緊銷306和第二抱箍鎖緊銷308之間的張緊絲杠307，以及設(shè)置在其中一個(gè)抱箍鎖緊銷上、且與所述張緊絲杠307連接的鎖緊螺母309，用于鎖緊所述張緊絲杠307，防止其松動(dòng)，從而使得兩個(gè)抱箍之間緊密連接。所述第一抱箍351和第二抱箍352的另一端分別通過(guò)銷303固定連接在所述安裝座314上。所述抱箍固定模塊利用兩個(gè)抱箍抱緊鉆柱310，并且通過(guò)鎖緊螺母309鎖緊張緊絲杠307來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)抱箍之間的鎖緊連接，防止抱箍松動(dòng)，從而使得整個(gè)抱箍固定模塊緊緊抱住所述鉆桿310。進(jìn)一步，所述兩個(gè)抱箍的另一端固定連接在所述安裝座314上，從而使得整個(gè)鉆柱振動(dòng)信號(hào)采集裝置被固定設(shè)置在鉆柱310上，可在鉆井過(guò)程中實(shí)時(shí)采集到的鉆柱310的橫向、縱向和切向振動(dòng)信號(hào)。本實(shí)例所述的鉆柱振動(dòng)信號(hào)采集裝置還包含若干板牙304，所述的板牙304通過(guò)蝶、釘固定在所述安裝座314上，并且嵌入鉆柱310，該板牙304可使得鉆柱310在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中防止松動(dòng)。進(jìn)一步，本實(shí)例所述的鉆柱振動(dòng)信號(hào)采集裝置還包含一外罩301，其套設(shè)在安裝座314的外部，用于保護(hù)設(shè)置在安裝座314上的傳感器模塊302、濾波放大電路313和電源312，防止這些部件被水、泥漿等污染，同時(shí)具有防盜功能。本實(shí)例中描述的電源312即為本實(shí)用新型的持續(xù)供電裝置，具體使用方法可參見上文中具體的描述，在此不再贅述。以上借助具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做了進(jìn)一步描述，但是應(yīng)該理解的是，這里具體的描述，不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說(shuō)明書后對(duì)上述實(shí)施例做出的各種修改，都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置，用于為石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)持續(xù)提供電能，其特征在于，包括至少一個(gè)電源插槽(4)，電源插槽(4)內(nèi)裝配設(shè)置有鋰電池(3)，電源插槽(4)與石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的傳感器(6)電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置，其特征在于，包括4個(gè)并聯(lián)設(shè)置的電源插槽(4 )，每個(gè)電源插槽(4 )內(nèi)都裝配設(shè)置有一個(gè)4000mAH的鋰電池(3)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置，用于為石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)持續(xù)提供電能，其中，包括至少一個(gè)電源插槽(4)，電源插槽(4)內(nèi)裝配設(shè)置有鋰電池(3)，電源插槽(4)與石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的傳感器(6)電性連接。本實(shí)用新型的石油鉆柱振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中的持續(xù)供電裝置具體體積小、重量輕、安全可靠、供電時(shí)間長(zhǎng)、不影響鉆井施工等優(yōu)勢(shì)，可替代原有的鉆柱震動(dòng)供電裝置，確保了鉆柱震動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全、連續(xù)、穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202749854SQ20122036707
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者蔡澤訓(xùn), 唐慶, 王崇敬, 唐誠(chéng), 李進(jìn)山, 王勇, 張繼果, 蔣永富, 李衛(wèi), 潘曉東, 朱根慶, 劉光季 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)西南石油局