[发明专利]一种地质钻探过程井下事故检测装置及方法

权利要求书

1.一种地质钻探过程井下事故检测方法，该方法使用一种地质钻探过程井下事故检测装置，其特征在于，该装置包括电池组(1)、电路板(2)、电机(12)、旋转轴(14)、组合密封圈(22)、第一超声换能器(151)、第二超声换能器(152)、第一仪器外管(23)、第二仪器外管(24)以及第三仪器外管(25)；所述旋转轴(14)的下端设置有第一超声换能器(151)以及第二超声换能器(152)；所述电池组(1)、电路板(2)、电机(12)、旋转轴(14)、组合密封圈(22)由上而下顺序依次连接；

所述电池组(1)嵌套在第一仪器外管(23)内部；所述电路板(2)嵌套在第二仪器外管(24)内部；所述电机(12)、旋转轴(14)、组合密封圈(22)、第一超声换能器(151)以及第二超声换能器(152)嵌套在第三仪器外管(25)内部；

所述第一仪器外管(23)的下侧表面与第二仪器外管(24)的内壁螺纹连接；所述第二仪器外管(24)的下侧表面与第三仪器外管(25)的内壁螺纹连接；

该方法包括如下步骤：

S1、通过绞车将所述井下事故检测装置下放至井下钻具断裂处上方一段距离后，启动所述井下事故检测装置；

S2、电机通过旋转轴带动超声换能器进行360°全方位旋转，探测出井下钻具断裂面数据，井下事故检测装置探测完毕后，通过绞车将井下事故检测装置提升至地面取下；

S3、将深度测量单元加装在井上绳索取芯设备中，利用深度测量单元的角度编码器将角位移转化为钢丝绳的垂直线位移，从而测出井下事故检测装置至地面间的深度；

S4、深度测量单元完成距离检测后，将其从井上绳索取芯设备中取下，采用高精度拟合算法对S3中深度测量数据进行校正；

S5、将井下事故检测装置、深度测量单元、高性能计算工作站及检测软件通过串口进行通信，利用检测软件对步骤S2中井下事故检测装置测得的数据和步骤S4中校正后的深度测量单元所测得的数据进行处理，从而在计算工作站上显示出井下钻具断裂面形状、井壁直径、断裂钻具到地面的深度，以及断裂面和井壁的三维超声图像。

2.根据权利要求1所述的一种地质钻探过程井下事故检测方法，其特征在于，所述电池组(1)的底端开设有与第一连接螺栓(3)相适配的第一螺纹槽(4)，电路板(2)的顶端开设有与第一连接螺栓(3)相适配的第二螺纹槽(5)；所述第一连接螺栓(3)将电池组(1)的底端和电路板(2)的顶端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种地质钻探过程井下事故检测方法，其特征在于，所述电路板(2)的底端开设有与第二连接螺栓(6)相适配的第三螺纹槽(7)，卡箍(8)的顶端开设有与第二连接螺栓(6)相适配的第四螺纹槽(9)；所述第二连接螺栓(6)将电路板(2)的底端和卡箍(8)的顶端固定连接；所述卡箍(8)的一侧开设有与第三连接螺栓(10)相适配的第五螺纹槽(11)。

4.根据权利要求1所述的一种地质钻探过程井下事故检测方法，其特征在于，第三连接螺栓(10)将卡箍(8)与电机(12)的顶部固定安装；所述电机(12)的电机轴与联轴器(13)相连；所述联轴器(13)的底端与旋转轴(14)的顶端紧固连接；所述旋转轴(14)与第一轴承(16)拼接在一起；所述第一轴承(16)与轴套(17)连接；所述轴套(17)与滑环(18)相接；所述滑环(18)与第二轴承(19)拼接在一起；所述第二轴承(19)与第二轴承端盖(20)相嵌套；所述第一轴承(16)与第一轴承端盖(21)相嵌套；所述旋转轴(14)的圆柱状凹槽部分与组合密封圈(22)紧密相接。

5.根据权利要求4所述的一种地质钻探过程井下事故检测方法，其特征在于，所述旋转轴(14)为直杆型旋转轴，是由圆柱状细直杆、卷筒状以及柱状物三部分无缝连接组成，所述第一轴承(16)与第二轴承(19)为圆锥型滚子轴承。

6.根据权利要求1所述的一种地质钻探过程井下事故检测方法，其特征在于，所述第一超声换能器(151)为平射型超声换能器，第二超声换能器(152)为聚焦型超声换能器，形状均为圆柱体。