[实用新型]测量钻进时钻头压力的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于地质基础技术领域，具体涉及钻井技术领域，更为具体地，涉及测量钻进时钻头压力的装置。

背景技术

钻探是地质勘探工作中的一项重要技术手段。用钻机从地表向下钻进，在地层中形成圆柱形钻孔，以鉴别和划分地层。可从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样、土样进行分析研究，用以测定岩石和土层的物理、力学性质和指标，提供设计需要。

钻孔深入地下数百米乃至数千米，在地面很难察觉孔底工况如何，也不能直接知道钻孔的弯曲程度和实际轨迹。此外，钻探设备是否超负荷，冲洗液性能指标如何，地层是否变化了，也不能只靠感觉判断。只有利用钻探仪表监测钻探过程，才能做到依靠科学化手段指导钻探操作，实现高效#优质和安全作业，摆脱盲目凭感觉和经验打钻的局面，所以说钻探仪表是实现科学化钻探的重要技术装备之一。

钻柱是快速优质钻井的重要工具，它是连通地面与地下的枢纽。在转盘钻井时是靠它来传递破碎岩石所需的能量，给井底施加钻压，以及向井内输送洗井液等。在井下动力钻井时，井底动力机是用钻柱送到井底并靠它承受反扭矩，同时涡轮钻具和螺杆钻具所需的液体能量也是通过钻柱输送到井底的。

在钻井过程中，钻头的工作、井眼的状况、甚至井下地层的各种变化，往往是通过钻柱及各种仪表才能反映到地面上来。合理的钻井技术参数及其他技术措施，也只能在正确使用钻柱的条件下才能实现。除正常钻进外，钻井过程中的其他各种作业，如取心、处理井下复杂情况、地层测试、挤水泥、打捞落物等都是依靠钻柱进行的。

在旋转钻井中，钻柱包括水龙头以下所连接的整个系统的钻具。它由方钻杆、钻杆、钻铤、接头、稳定器等部件组成。方钻杆的作用是将地面转盘的功率传递给钻杆，以带动钻头旋转。钻杆的作用是将地面所发出的功率传递给钻头，并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深，钻铤位于钻杆的下面，直接与钻头（或井底动力机）连接，依靠其本身的重量进行加压，钻柱的各个不同组成部分相互连接是借助钻杆接头或配合接头来实现的。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量钻进时钻头压力的装置,用以测量钻压，保证地质勘探中钻探的顺利进行。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种测量钻进时钻头压力的装置, 设置于钻铤段与钻头之间，包括钻铤短节，定义钻铤短节的轴线为左右方向，钻铤短节的中心孔为钻井液流道，中心孔的左端形成有圆锥内螺纹，钻铤短节的右端形成有圆锥外螺纹，从左到右钻铤短节的外圆面顺次分为左段外圆面、中段外圆面和右段外圆面，左段外圆面、中段外圆面和右段外圆面的直径依次减小，保护外筒的左端与钻铤短节的中段外圆面之间采用圆柱管螺纹连接，保护外筒的右端与钻铤短节的右段外圆面之间采用动密封连接，保护外筒与钻铤短节的右段外圆面共同围成空腔，测量筒位于该空腔内，测量筒套在钻铤短节的右段外圆面上，测量筒的左端通过焊接或者螺钉与钻铤短节固定连接，测量筒套的右端通过焊接或者螺钉与钻铤短节固定连接，测量筒套的中段变薄形成向内凹陷的测量敏感区，钻压测量应变片粘贴在测量敏感区，右段外圆面对应的钻铤短节称为传力内筒。

上述测量钻进时钻头压力的装置,传力内筒在测量敏感区处断开一分为二分别为左段传力内筒和右段传力内筒，左段传力内筒和右段传力内筒通过腰形键连接，腰形键的外轮廓形状为：两个相同的优弧开口相对设置，两个优弧同侧的端点通过短直线连接；两个优弧圆心的连线为左右方向，在左右方向上腰形键划分为左半键和右半键，左段传力内筒的右端开设有厚度方向贯穿传力内筒筒壁的用于容纳左半键的第一通孔，第一通孔开口于左段传力内筒的右端面，左半键与第一通孔过盈配合连接，右段传力内筒的左端开设有厚度方向贯穿传力内筒筒壁的用于容纳右半键的第二通孔，第二通孔开口于右段传力内筒的左端面，右半键与第二通孔间隙配合连接。

上述测量钻进时钻头压力的装置,腰形键的数量为4个，全部腰形键以钻铤短节的轴线为中心线环形阵列布置，对应地，第一通孔的数量为4个，全部第一通孔以钻铤短节的轴线为中心线环形阵列布置，第二通孔的数量为4个，全部第二通孔以钻铤短节的轴线为中心线环形阵列布置。

上述测量钻进时钻头压力的装置,右半键与第二通孔孔壁之间的间隙为0.32mm。

上述测量钻进时钻头压力的装置,传力内筒内套有芯筒，芯筒与左段传力内筒之间采用动密封连接，芯筒与右段传力内筒之间采用动密封连接。

上述测量钻进时钻头压力的装置,左段传力内筒固定有限位销，芯筒筒壁上开设有盲孔，限位销的下端伸入盲孔中，限位销内端与盲孔间隙配合。