一種八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆井測(cè)量?jī)x器的測(cè)試裝置領(lǐng)域，具體是一種在石油鉆井工程中用于標(biāo)定和測(cè)試自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)等自動(dòng)化、智能化鉆井系統(tǒng)傳感器短節(jié)，提供傳感器短節(jié)標(biāo)準(zhǔn)角度位置，獲取傳感器短節(jié)角度測(cè)量誤差，從而對(duì)控制系統(tǒng)測(cè)量短節(jié)誤差進(jìn)行標(biāo)定和修正的八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井方式需求的變化促使鉆井工具也在不斷地改進(jìn)，隨著大位移水平井、長(zhǎng)水平段水平井以及三維多目標(biāo)井等特殊工藝井成為油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中提高油氣采收率的重要手段，國(guó)內(nèi)外紛紛開(kāi)展了對(duì)先進(jìn)自動(dòng)化、智能化鉆井技術(shù)的研究，各種相應(yīng)的井下導(dǎo)向工具相繼出現(xiàn)。早期使用的是轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)造斜工具，如槽式變向器、套筒性方位控制器及各種特殊結(jié)構(gòu)鉆頭等，目前應(yīng)用最為廣泛的是井下動(dòng)力鉆具。然而利用現(xiàn)有的動(dòng)力導(dǎo)向技術(shù)不利于鉆頭的選擇，“滑動(dòng)”方式下大摩阻的存在使井底工具面的控制難度加大，不能實(shí)現(xiàn)井眼大位移延伸，以及對(duì)井眼軌跡的精確控制，尤其是對(duì)于大斜度井和大位移井，常規(guī)動(dòng)力鉆具已很難甚至不可能滿足需要，要完成復(fù)雜井眼軌跡，真正實(shí)現(xiàn)井下閉環(huán)控制，必須研制更加靈活的全方位可調(diào)的自動(dòng)化智能化鉆井系統(tǒng)。
[0003]自動(dòng)化智能化鉆井系統(tǒng)所鉆井眼井身軌跡控制精度聞，位移延伸能力強(qiáng)，井下安全性高，是國(guó)際石油鉆井界一直追求與奮斗的目標(biāo)，是鉆井技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。它集地質(zhì)導(dǎo)向鉆井、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井、隨鉆地震、隨鉆測(cè)井、智能鉆桿傳輸?shù)燃夹g(shù)于一體，形成井下閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。在實(shí)現(xiàn)井下閉環(huán)鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加地面鉆機(jī)的自動(dòng)化、鉆井液自動(dòng)化處理系統(tǒng)和自動(dòng)化固井、對(duì)鉆井狀況的自動(dòng)處理分析，并及時(shí)正確地發(fā)出各項(xiàng)指令和操作，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化鉆井。其核心是能在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下按控制指令動(dòng)作改變作用在鉆頭的合力或改變鉆具偏心程度的測(cè)控系統(tǒng)。
[0004]測(cè)控系統(tǒng)傳感器短節(jié)是測(cè)控系統(tǒng)的測(cè)量單元，含有磁通門(mén)、重力加速度計(jì)、速率陀螺、微處理器以及相關(guān)的各種電路，可以測(cè)量、接收信號(hào)，其測(cè)量的準(zhǔn)確性直接決定測(cè)控系統(tǒng)控制的精度。特別是考慮到系統(tǒng)工作于井下高溫高壓高振動(dòng)的工作環(huán)境中，傳感器短節(jié)測(cè)量精度環(huán)境影響比較大，為了確保傳感器短節(jié)測(cè)量的準(zhǔn)確性，有必要在系統(tǒng)下井之前對(duì)傳感器短節(jié)進(jìn)行精確標(biāo)定。因此研發(fā)一種能夠提供傳感器短節(jié)標(biāo)準(zhǔn)的角度位置基準(zhǔn)，對(duì)測(cè)控系統(tǒng)傳感器短節(jié)進(jìn)行標(biāo)定和測(cè)試，獲取傳感器短節(jié)角度測(cè)量誤差，從而對(duì)控制系統(tǒng)誤差進(jìn)行標(biāo)定和修正，確保整個(gè)系統(tǒng)可靠穩(wěn)定工作的裝置具有切實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的需要，提供一種用于標(biāo)定和測(cè)試自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)等自動(dòng)化智能化鉆井系統(tǒng)傳感器短節(jié)，提供傳感器短節(jié)標(biāo)準(zhǔn)角度位置，獲取傳感器短節(jié)角度測(cè)量誤差，從而對(duì)控制系統(tǒng)測(cè)量短節(jié)誤差進(jìn)行標(biāo)定和修正的八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置，包括八棱架和套筒，其中，所述的八棱架設(shè)有八個(gè)棱面和兩個(gè)端面，相鄰棱面夾角為135°，兩個(gè)端面互相平行且與棱面垂直，至少一對(duì)相對(duì)平行的棱面上設(shè)有套筒定位孔；所述套筒一端設(shè)有儀器倉(cāng)；套筒與八棱架上的套筒定位孔構(gòu)成同軸插接配合，八棱架和套筒均采用無(wú)磁或弱磁材料。
[0007]上述方案還包括:套筒一端的儀器倉(cāng)與套筒采用兩段組合結(jié)構(gòu)，儀器倉(cāng)與套筒體采用螺紋連接，并在螺紋連接處設(shè)置頂塊，套筒通過(guò)頂塊與八棱架上的套筒定位孔鎖緊連接。
[0008]上述方案進(jìn)一步包括:所述的八棱架為空心架構(gòu)，每個(gè)棱面的邊角處均布有4個(gè)凸臺(tái)，每個(gè)端面的邊角處均布有8個(gè)凸臺(tái)。
[0009]所述的儀器倉(cāng)外端部設(shè)有軸向的至少兩個(gè)螺釘孔，螺釘孔與螺釘配合。
[0010]所述的儀器倉(cāng)外周邊等間距分布有至少兩個(gè)螺釘孔，螺釘孔與螺釘配合。
[0011]本發(fā)明的八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置具有的有益效果是:八棱架和套筒均采用無(wú)磁或弱磁材料制造，對(duì)自動(dòng)化智能化鉆井系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)傳感器短節(jié)無(wú)電磁干擾，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠；套筒設(shè)計(jì)為兩段結(jié)構(gòu)，便于八棱架的安裝定位，保證定位螺釘?shù)哪妇€與八棱架的一個(gè)棱邊平行。套筒采用螺紋頂塊的縮緊方式，對(duì)應(yīng)八棱架的不同翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，能夠測(cè)試不同位置傳感器的數(shù)值。八棱架每個(gè)棱面上均布有4個(gè)凸臺(tái)，每個(gè)端面上均布有8個(gè)凸臺(tái)，可以提供精確加工的平面基準(zhǔn)，確保測(cè)試裝置加工，安裝位置精確。測(cè)試裝置能提供標(biāo)準(zhǔn)的角度參考值，且能提供標(biāo)準(zhǔn)的角度變化差值。通過(guò)與測(cè)控系統(tǒng)傳感器短節(jié)測(cè)試所得到的角度進(jìn)行對(duì)比，可以得到傳感器短節(jié)的誤差，進(jìn)而可以對(duì)傳感器短節(jié)進(jìn)行標(biāo)定和驗(yàn)證，確保其測(cè)量準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是一種八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是圖1的八棱架A向結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是套筒結(jié)構(gòu)示意圖
圖中:1.八棱架；2.套筒；3.棱面；4.端面；5.套筒定位孔；6.凸臺(tái)；7.儀器倉(cāng)；8.定位螺釘孔；9.頂塊；10.加強(qiáng)筋(或稱骨架)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。
[0014]如附圖1、2和3所示，本八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置由八棱架I和套筒2兩部分組成。
[0015]參照?qǐng)D2，八棱架I設(shè)有八個(gè)棱面3和兩個(gè)端面4，相鄰棱面夾角為135°，兩個(gè)端面4互相平行且與棱面3垂直，兩對(duì)相對(duì)平行的棱面3上設(shè)有套筒定位孔5。每個(gè)棱面3上均安裝有4個(gè)凸臺(tái)6，以提供精確加工的平面基準(zhǔn)。每個(gè)端面4上，安裝有8個(gè)凸臺(tái)6，以提供精確加工的平面基準(zhǔn)。
[0016]參照?qǐng)D3套筒2為兩段結(jié)構(gòu)，采用螺紋和頂塊9的鎖緊方式。套筒2垂直安裝在一對(duì)平行的棱面3的套筒定位孔5中。套筒2 —端設(shè)有儀器倉(cāng)7，待測(cè)試儀器安裝在儀器倉(cāng)7中，儀器倉(cāng)7的外端部設(shè)有軸向的螺釘孔8，通過(guò)內(nèi)外圓配合及定位螺釘孔8與套筒2定位。
[0017]為了便于不同外景的傳感器短節(jié)使用，在儀器倉(cāng)的外周邊也設(shè)有2-3個(gè)螺釘孔，通過(guò)螺釘實(shí)現(xiàn)待測(cè)試儀器的徑向調(diào)整定位，已達(dá)到同軸心的目的。
[0018]八棱架I和套筒2均采用無(wú)磁或弱磁材料。
[0019]八棱架I采用空心結(jié)構(gòu)，作為角度基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中可對(duì)其進(jìn)行不同工況下的靜力分析，在適合的位置布置加強(qiáng)筋10，提高八棱架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，確保其作為角度基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置可選擇不同的安裝基體，優(yōu)選的安裝基體可設(shè)計(jì)為一個(gè)能夠提供地平坐標(biāo)和產(chǎn)品定位面，可以精確調(diào)平的基體。該安裝基體的材料為無(wú)磁或弱磁材料，可以選擇鑄造的方式加工，加工完采用精密研磨，確保基體良好的調(diào)平能力，其標(biāo)準(zhǔn)角度誤差在16.0"內(nèi)。
[0020]本發(fā)明的工作過(guò)程是:將待測(cè)傳感器短節(jié)安裝到儀器倉(cāng)，將定位螺釘安裝到定位螺釘孔后，將套筒與八棱架通過(guò)棱柱棱面上的四個(gè)精準(zhǔn)定位凸臺(tái)定位于水平面上。用數(shù)據(jù)采集線連接待測(cè)傳感器短節(jié)與計(jì)算機(jī)，打開(kāi)待測(cè)傳感器數(shù)據(jù)采集軟件，調(diào)整八棱架的所在的位置，采集每個(gè)調(diào)整后八棱架所在方位上的數(shù)據(jù)。在采集完成后軟件會(huì)自動(dòng)將采集到的數(shù)據(jù)備份。至此，待測(cè)傳感器短節(jié)的測(cè)量工作完成。將備份的數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)標(biāo)定軟件中，運(yùn)行標(biāo)定軟件完成傳感器短節(jié)的標(biāo)定。測(cè)試標(biāo)定完的傳感器短節(jié)測(cè)量誤差大大減小，能夠在井下惡劣的工作環(huán)境中正常工作，確保自動(dòng)化智能化鉆井系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)正常工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置，其特征在于:包括八棱架和套筒，其中，所述的八棱架設(shè)有八個(gè)棱面和兩個(gè)端面，相鄰棱面夾角為135°，兩個(gè)端面互相平行且與棱面垂直，至少一對(duì)相對(duì)平行的棱面上設(shè)有套筒定位孔；所述套筒一端設(shè)有儀器倉(cāng)；套筒與八棱架上的套筒定位孔構(gòu)成同軸插接配合，八棱架和套筒均采用無(wú)磁或弱磁材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置，其特征在于:套筒一端的儀器倉(cāng)與套筒采用兩段組合結(jié)構(gòu)，儀器倉(cāng)與套筒體采用螺紋連接，并在螺紋連接處設(shè)置頂塊，套筒通過(guò)頂塊與八棱架上的套筒定位孔鎖緊連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置，其特征在于:所述的八棱架為空心架構(gòu)，每個(gè)棱面的邊角處均布有4個(gè)凸臺(tái)，每個(gè)端面的邊角處均布有8個(gè)凸臺(tái)。4.權(quán)利要求3所述的八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置，其特征在于:所述的儀器倉(cāng)外端部設(shè)有軸向的至少兩個(gè)螺釘孔，螺釘孔與螺釘配合。5.權(quán)利要求4所述的八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置，其特征在于:所述的儀器倉(cāng)外周邊等間距分布有至少兩個(gè)螺釘孔，螺釘孔與螺釘配合。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種八棱翻轉(zhuǎn)測(cè)試裝置，包括八棱架和套筒，其中，所述的八棱架設(shè)有八個(gè)棱面和兩個(gè)端面，相鄰棱面夾角為135o，兩個(gè)端面互相平行且與棱面垂直，至少一對(duì)相對(duì)平行的棱面上設(shè)有套筒定位孔；所述套筒一端設(shè)有儀器倉(cāng)；套筒與八棱架上的套筒定位孔構(gòu)成同軸插接配合，八棱架和套筒均采用無(wú)磁或弱磁材料。本裝置采用無(wú)磁或弱磁材料制造，對(duì)待測(cè)傳感器短節(jié)無(wú)電磁干擾，能夠提供自動(dòng)化智能化鉆井系統(tǒng)傳感器短節(jié)標(biāo)準(zhǔn)角度位置，獲取傳感器短節(jié)角度測(cè)量誤差，從而對(duì)控制系統(tǒng)測(cè)量短節(jié)誤差進(jìn)行標(biāo)定和修正。
【IPC分類(lèi)】E21B47/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105507874
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410503247
【發(fā)明人】王義峰, 孫峰, 劉文庭, 陳威, 高麗萍
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年9月27日