[发明专利]一种适用于深井的转速测量传感器

说明书

本发明公开了一种适用于深井的转速测量传感器，其包括：主轴；转速检测组件，其与所述主轴可拆卸连接，用于获取转动部的转速数据；外壳，其套设在所述主轴外部，用于将所述转速检测组件密封在所述外壳与所述主轴之间的空间内；以及卡头，其套设在所述主轴外部，且与所述外壳底部抵接，用于防止所述外壳松动。本发明的转速传感器适合井底工况环境的问题，可大幅度提高测量精度。

技术领域

本发明涉及油气钻井及地质钻探领域，特别涉及一种适用于深井的转速测量传感器。

背景技术

钻井是利用钻机设备及破岩工具破碎地层，从而形成一个自地表到地球不同深度的孔洞的过程。传统的钻井工艺一般是由钻机、钻杆及钻头等组成。当钻孔深度较深时，钻杆及钻头的受力状态将变得越发复杂，在复杂的合力作用下，钻孔的轨迹将不可能保持为垂直，此时轨迹形状将复杂多变，由此导致钻杆旋转过程中与钻孔内壁的摩擦增大，尤其是对于深部钻井而言，由于自地表到钻孔底部的钻杆长度较长，此时钻杆所受到的摩擦阻力大大增加，导致钻机所提供的动力将很难传递到井底，从而大大降低钻进的效率，此外，较大的摩擦阻力还有可能磨断钻杆，造成钻井事故。

因此，为提高深部钻井的效率及确保钻井安全，现阶段深部钻井大多采用井底动力机进行钻进，即，由地表的高压泥浆泵向钻孔内泵入高压流体，流体驱动放置在钻孔底部的井底动力机旋转，由于井底动力机与钻头相连接，由此实现在孔底破碎岩石并进行钻进的目的。

对于井底动力机而言，转速是衡量及控制井底动力机效率及输出功率的重要参数之一，因此必须对井底动力机在井下工作时的转速进行测量。现有的井底动力机转速测量方法包括磁电式转速测量法、光电式转速测量法、流量推导法及压力脉冲法，但现有的转速测量法存在诸多不足之处，不能完全适应井底动力机在深井下工作时的要求，基于此，急需研制一种能够专门针对深孔孔底动力机使用的转速传感器。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种适合深井环境使用的转速测量传感器，其可大幅度提高测量精度。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

提供了一种适用于深井的转速测量传感器，其包括：

主轴；

转速检测组件，其与所述主轴可拆卸连接，用于获取转动部的转速数据；

外壳，其套设在所述主轴外部，用于将所述转速检测组件密封在所述外壳与所述主轴之间的空间内；

以及卡头，其套设在所述主轴外部，且与所述外壳底部抵接，用于防止所述外壳松动。

优选的，所述转速检测组件包括：

检测器，其用于获取转动部转动时，因离心力作用而产生的、在所述主轴高度方向上的物体位移信号，并对所述位移信号进行处理；

电路板，其连接所述检测器，用于根据处理后的位移信号获取所述转动部的转速数据；

以及供电组件，其用于为所述电路板供电。

优选的，所述主轴的外周面上形成有用于容纳所述检测器、电路板以及供电组件的凹陷部。

优选的，所述检测器包括：

底座，其与所述主轴可拆卸地连接；

保护罩，其与所述底座可拆卸地连接；且所述底座与保护罩连接后形成的整体具有内部安装空间；

测速管，其设置在所述内部安装空间内，底端与所述底座连接；且所述测速管的纵剖面与所述主轴的纵剖面共平面；

测速球，其位于所述测速管内，可在主轴径向离心力的作用下在所述测速管内移动；

电极，其贴附在所述测速管外周面上，用于获取所述测速球的位移信号并发送；