[发明专利]一种高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，包括短节本体(1)、设置于短节本体(1)内的喷孔(2)，其特征在于：所述喷孔(2)的内壁上开设有环形槽(3)，环形槽(3)内焊接有导热套(4)，环形槽(3)的槽底处绕其圆周方向间隔开设有多个径向槽(5)，各个径向槽(5)内分别设置有固设于导热套(4)外壁上的轴向振动传感器(6)、径向振动传感器(7)、轴向应变传感器(8)、径向应变传感器(9)、转速传感器(10)和弯矩传感器(11)，每个径向槽(5)内还设置有电池(12)和无线信号发射装置(13)，电池(12)与无线信号发射装置(13)连接，各个无线信号发射装置(13)分别与对应的传感器连接；

所述短节本体(1)的外壁上套设有焊接于其上的环形盘体(14)，环形盘体(14)设置于环形槽(3)的上方，环形盘体(14)的顶表面上焊接有套设于短节本体(1)外部的导流套(15)，导流套(15)与短节本体(1)之间形成有顶部带开口的环形空腔(16)，环形盘体(14)的顶表面上绕其圆周方向间隔的设置有多个单向阀(17)，单向阀(17)的一端口与环形盘体(14)的内腔连通，另一端口朝向短节本体(1)的外壁设置；

所述喷孔(2)的内壁上设置有位于环形槽(3)上方的槽体(18)，槽体(18)内固设有高压泵(19)，高压泵(19)的抽液管(20)与喷孔(2)连通，高压泵(19)的排液管(21)贯穿短节本体(1)的外壁且与环形盘体(14)的内腔连通。

2.根据权利要求1所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述喷孔(2)的上端部设置有内螺纹(22)，所述短节本体(1)的底端部的外柱面上设置有外螺纹I(23)。

3.根据权利要求1所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述电池(12)和无线信号发射装置(13)均固设于导热套(4)的外壁上。

4.根据权利要求1所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述短节本体(1)的外壁上且位于环形槽(3)的下方设置有外螺纹II(24)，外螺纹II(24)上螺纹连接有锁紧螺母(25)，锁紧螺母(25)的外壁与短节本体(1)之间开设有多个矩形槽(26)，矩形槽(26)绕短节本体(1)的圆周方向分布，每个矩形槽(26)内均嵌装有楔形块(27)，楔形块(27)与矩形槽(26)过盈配合，楔形块(27)的外端部的底表面上设置有位于锁紧螺母(25)外侧的斜面；所述短节本体(1)的外壁上且位于环形槽(3)的上方焊接有挡环(28)，所述短节本体(1)上还套设有套筒(29)，在锁紧螺母(25)与外螺纹II(24)螺纹连接力下，套筒(29)抵压于锁紧螺母(25)与挡环(28)之间。

5.根据权利要求4所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述挡环(28)的外径大于所述套筒(29)的外径。

6.根据权利要求1所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述径向槽(5)均匀分别于短节本体(1)上。

7.根据权利要求1所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述导热套(4)为铜套。

8.根据权利要求1所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述槽体(18)的端口处经螺钉连接有封盖(30)，所述高压泵(19)的抽液管(20)贯穿封盖(30)且伸入于喷孔(2)内。

9.根据权利要求1所述的高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于，所述短节本体(1)内沿其轴向开设有一个过线孔(31)，过线孔(31)的一端口与槽体(18)连通，另一端口与任意一个径向槽(5)连通，过线孔(31)内设置有电线，电线的一端与高压泵(19)连接，另一端与该径向槽(5)内的电池(12)连接。

10.一种高稳定耐高温型测量钻井参数的测量方法，采用权利要求1-9中任一项所述高稳定耐高温型测量钻井参数的测量系统，其特征在于：所述高稳定耐高温型测量钻井参数的测量方法包括以下步骤：

S1、将钻杆连接在喷孔(2)的顶端口处的内螺纹(22)上，将钻头连接在短节本体(1)的外螺纹I(23)上，利用钻塔向井中下入钻头，启动钻塔上的动力部分，动力部分带动钻杆旋转，钻杆带动短节本体(1)和钻头同步旋转，钻头钻削地层；

S2、在钻井过程中，向钻杆的内腔中通入钻井液，钻井液顺次穿过钻杆的内腔、短节本体(1)的喷孔(2)最后到达钻头处，所产生的返排液顺次经套筒(29)的外表面、导流套(15)的外表面最后流到地面上，同时轴向振动传感器(6)、径向振动传感器(7)、轴向应变传感器(8)、径向应变传感器(9)、转速传感器(10)和弯矩传感器(11)分别采集短节本体(1)的轴向振动数据、径向振动数据、轴向变形数据、径向变形数据、转速和弯矩，并分别经信号线传递给各自对应的无线信号发射装置(13)中，无线信号发射装置(13)将采集的数据通过电磁波的方式发送至地面无线信号接收装置中，此时地面上的工人根据实时反馈回来的数据，即可实现钻具扭振风险的监测、井壁坍塌分析、气侵漏失风险的预警、卡钻风险的预警，并且建立钻井风险知识库与钻井优化参数样本；

S3、在步骤S2的钻井过程中，地面无线信号接收装置控制高压泵(19)启动，高压泵(19)将喷孔(2)内的钻井液经抽液管(20)抽出，抽出的钻井液顺次经抽液管(20)、高压泵(19)、排液管(21)、环形盘体(14)的内腔体、单向阀(17)最后喷射到短节本体(1)的外壁上，以达到对短节本体(1)冷却的目的；

S4、当钻井结束后，工人将短节本体(1)从井内取出，取出后，工人将各个楔形块(27)从矩形槽(26)内拔出，拔出后，将锁紧螺母(25)从短节本体(1)上旋下，旋下后，将套筒(29)从短节本体(1)上取下，此时所有的径向槽(5)均暴露在外部，工人即可对各个径向槽(5)内的传感器、电池(12)或无线信号发射装置(13)进行检修；当检修完毕后，工人先将套筒(29)套在短节本体(1)上，而后重新将锁紧螺母(25)旋紧在短节本体(1)上，最后插入楔形块(27)，以将套筒(29)固定于锁紧螺母(25)与挡环(28)之间。