随钻测斜仪.pdf

本发明公开了一种随钻测斜仪，包括大致呈无盖空心圆柱体的外壳，所述外壳两侧内壁上分别设置有一质量块，所述质量块与所述外壳之间分别设置有径向压力传感器，质量块下方分别设置有轴向压力传感器。当钻井过程中发生井斜时，随钻测斜仪会随着井斜发生倾斜，倾斜后，随钻测斜仪的回转轴线与重力线不重合，导致质量块对径向压力传感器产生周期性的波动压力，压力传感器的周期性波动信号经过滤波放大处理，然后经过模数转换电路转换为数字信号，结合转速数据等，经过微处理器处理后就可以得到井斜的角度参数。轴向压力传感器用于修正钻井过程中轴向振动引起的误差。

1.  一种随钻测斜仪，其特征在于：包括大致呈无盖空心圆柱体的外壳（1），所述外壳（1）两侧内壁上分别设置有一质量块（2），所述质量块（2）与所述外壳（1）之间分别设置有径向压力传感器（3），质量块（2）下方分别设置有轴向压力传感器（4）。

2.  根据权利要求1所述的随钻测斜仪，其特征在于：所述质量块（2）通过保护体（5）连接在所述外壳（1）上，并通过与所述外壳（1）同轴设置的内衬套（6）与外壳（1）相固定。

3.  根据权利要求2所述的随钻测斜仪，其特征在于：所述保护体（5）为块状，设置有两个，所述质量块（2）分别镶嵌于所述保护体（5）中。

4.  根据权利要求2所述的随钻测斜仪，其特征在于：所述保护体（5）为一无盖空心圆柱体，所述质量块（2）分别镶嵌于所述保护体（5）外壁两侧。

5.  根据权利要求2、3或4所述的随钻测斜仪，其特征在于：所述保护体（5）与所述外壳（2）之间设置有密封垫片（7）。

6.  根据权利要求1所述的随钻测斜仪，其特征在于：所述的径向压力传感器（3）、轴向压力传感器（4）以及钻柱的转速传感器（8）分别连接至信号放大滤波处理电路（9），信号放大滤波处理电路（9）依次连接有数模转换电路（10）及微处理器（11）。

7.  根据权利要求6所述的随钻测斜仪，其特征在于：所述微处理器（11）依次通过存储器（12）、调制解调器（13）及总线隔离驱动电路（14）连接至电源信号总线。

8.  根据权利要求7所述的随钻测斜仪，其特征在于：所述的径向压力传感器（3）、轴向压力传感器（4）、转速传感器（8）、微处理器（11）以及总线隔离驱动电路（14）通过电源控制电路（15）供电。

随钻测斜仪
技术领域
本发明涉及一种在石油钻井工程中用于地质导向的随钻测量仪器。
背景技术
目前在石油钻井工程领域的测斜仪器主要有磁性测斜仪和陀螺测斜仪，但磁性测斜仪受到地层内部磁场的影响，测量精确度受到很大的影响。陀螺测斜仪结构复杂，有大量电子元件和集成放大电路，容易受到钻井过程中产生的电磁干扰，影响测量精度。目前常用的井下测斜仪器主要是基于固态陀螺仪，其集成电路容易受到电磁干扰。采用机械陀螺仪不能适应井下复杂苛刻的工作环境，而且机械陀螺仪的制造要求非常高，因此成本也很高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种随钻测斜仪，采用全新的机械设计，大大减少井下电路部分，更加稳定可靠。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种随钻测斜仪，包括大致呈无盖空心圆柱体的外壳，所述外壳两侧内壁上分别设置有一质量块，所述质量块与所述外壳之间分别设置有径向压力传感器，质量块下方分别设置有轴向压力传感器。
进一步的，所述质量块通过保护体连接在所述外壳上，并通过与所述外壳同轴设置的内衬套与外壳相固定。
优选的，所述保护体为块状，设置有两个，所述质量块分别镶嵌于所述保护体中。
优选的，所述保护体为一无盖空心圆柱体，所述质量块分别镶嵌于所述保护体外壁两侧。
进一步的，所述保护体与所述外壳之间设置有密封垫片。
进一步的，所述的径向压力传感器、轴向压力传感器以及钻柱的转速传感器分别连接至信号放大滤波处理电路，信号放大滤波处理电路依次连接有数模转换电路及微处理器。
进一步的，所述微处理器依次通过存储器、调制解调器及总线隔离驱动电路连接至电源信号总线。
优选的，所述的径向压力传感器、轴向压力传感器、转速传感器、微处理器以及总线隔离驱动电路通过电源控制电路供电。
本发明的有益效果是:
当钻井过程中发生井斜时，随钻测斜仪会随着井斜发生倾斜，倾斜后，随钻测斜仪的回转轴线与重力线不重合，导致质量块对径向压力传感器产生周期性的波动压力（随着钻柱转动），压力传感器的周期性波动信号经过滤波放大处理，然后经过模数转换电路转换为数字信号，结合转速数据等，经过微处理器处理后就可以得到井斜的角度参数。轴向压力传感器用于修正钻井过程中轴向振动引起的误差。
该装置结构简单，可靠性高，适用于苛刻地层的随钻测斜任务。能够实时无滞后测量井斜，有利于及时调整井眼轨迹。适合于在石油工程中进行地质导向。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为随钻测斜仪剖视图；
图2为图1俯视图；
图3为电路连接示意图。
图中标号说明：1、外壳，2、质量块，3、径向压力传感器，4、轴向压力传感器，5、保护体，6、内衬套，7、密封垫片，8、转速传感器，9、信号放大滤波处理电路，10、数模转换电路，11、微处理器，12、存储器，13、调制解调器，14、总线隔离驱动电路，15、电源控制电路。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1、图2所示，一种随钻测斜仪，包括大致呈无盖空心圆柱体的外壳1，所述外壳1两侧内壁上分别设置有一质量块2，所述质量块2与所述外壳1之间分别设置有径向压力传感器3，质量块2下方分别设置有轴向压力传感器4。所述质量块2通过保护体5连接在所述外壳1上，并通过与所述外壳1同轴设置的内衬套6与外壳1相固定。所述保护体5与所述外壳2之间设置有密封垫片7。
作为本发明的一种实施例，所述保护体5为一无盖空心圆柱体，所述质量块2分别镶嵌于所述保护体5外壁两侧。
参照图2所示，作为本发明的优选实施例，所述保护体5为块状，设置有两个，所述质量块2分别镶嵌于所述保护体5中。
参照图3所示，进一步来看，所述的径向压力传感器3、轴向压力传感器4以及钻柱的转速传感器8分别连接至信号放大滤波处理电路9，信号放大滤波处理电路9依次连接有数模转换电路10及微处理器11。所述微处理器11依次通过存储器12、调制解调器13及总线隔离驱动电路14连接至电源信号总线。
所述的径向压力传感器3、轴向压力传感器4、转速传感器8、微处理器11以及总线隔离驱动电路14通过电源控制电路15供电。
进一步的结合本发明的实际使用来看，当钻井过程中发生井斜时，随钻测斜仪会随着井斜发生倾斜，倾斜后，随钻测斜仪的回转轴线与重力线不重合，导致质量块2对径向压力传感器3产生周期性的波动压力（随着钻柱转动），径向压力传感器3的周期性波动信号经过信号放大滤波处理电路9的滤波放大处理、模数转换电路10转换为数字信号，结合转速传感器8的转速数据等，经过微处理器12处理后就可以得到井斜的角度参数。轴向压力传感器4则用于修正钻井过程中轴向振动引起的误差。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。