[发明专利]基于随钻测量的钻头粘滑振动监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于随钻测量的钻头粘滑振动监测装置及方法，装置由传动短节、扶正器、稳定单元、信号单元及永磁体组成，所述监测装置安装于随钻测量钻具与钻头间，稳定单元包括伸缩块、硬质合金柱、挡块、弹簧和密封圈，信号单元包括电源、线缆、传感器、无线模块。所述监测方法为：钻进过程中由井口经钻柱传递的钻压与扭矩通过传动短节传至钻头，传动短节带动永磁体一起转动，扶正器通过伸缩块抵住井壁，传感器感应转过的永磁体的磁场并发射电脉冲信号，随钻测量钻具对电脉冲信号处理并传至井口。本发明可有效地对钻头的粘滑振动进行监测，为调整钻井参数进而抑制粘滑振动提供装置与方法，用于减少钻具失效，提高机械钻速，降低钻井成本。

主权项

基于随钻测量的钻头粘滑振动监测装置，由传动短节（7）、扶正器（11）、轴承（12）、稳定单元、信号单元、永磁体（23）组成，其特征在于：所述的监测装置安装于随钻测量钻具（4）与钻头（6）之间，上端直接与随钻测量钻具（4）相连，下端与钻头（6）直接连接；所述稳定单元包括伸缩块（14）、硬质合金柱（15）、挡块（16）、弹簧（17）、密封圈（18），伸缩块（14）为柱状体，其底部设有用于防脱落的台肩，中心设有用于设置弹簧（17）的弹簧孔，挡块（16）通过螺纹固定于扶正器（11）上，伸缩块（14）与挡块（16）间设有弹簧（17）用于将伸缩块（14）沿径向外推，伸缩块（14）用于稳定井壁的一端镶嵌有硬质合金柱（15）；所述信号单元包括电源（19）、线缆（20）、传感器（21）、无线模块（22），电源（19）通过线缆（20）与传感器（21）连接，传感器（21）通过线缆（20）与无线模块（22）连接；所述传动短节（7）上端设有公扣（9），下端设有母扣（10）；所述扶正器（11）通过轴承（12）安装于传动短节（7）外部，扶正器（11）设有扶正器叶片（13），扶正器叶片（13）沿扶正器（11）周向均匀布置，每一个扶正器叶片（13）均设有用于将扶正器（11）稳定从而使其相对井壁不转动的稳定单元；所述信号单元固定于其中一个扶正器叶片（13）内部，信号单元中的传感器（21）与永磁体（23）设于同一高度，永磁体（23）安装于传动短节（7）上，所述永磁体（23）转至离传感器（21）最近时二者间距离小于1厘米。