[发明专利]一种新型随钻井径成像测量装置

说明书

本发明涉及钻探技术领域，尤其是涉及一种新型随钻井径成像测量装置。本发明提供的一种新型随钻井径成像测量装置包括钻铤，钻铤包括形成流道的第一本体和第二本体，第一本体的壁厚大于所述第二本体的壁厚，通过对壁厚较厚的第一本体外壁设有安装槽，用于安装测距传感器，测量钻铤外壁与孔壁之间的距离，实时得到孔径的大小数据，并通过过线孔内的连接线，传输到传感器处理器，同时，在壁厚较薄的第二本体内部设有内置姿态传感器组件，并设有连接测距传感器的电源及信号的井下电池和传感器处理器，实现对内部传感器与外设测距传感器的数据互通，整合多传感器数据，实现对孔壁及孔径的多维度测量。

技术领域

本发明涉及钻探技术领域，尤其是涉及一种新型随钻井径成像测量装置。

背景技术

石油或地质钻孔由于受到井下不同地层特征的影响，经常出现坍塌、掉块、缩径、扩径等变化。某些地层在钻孔经过的区域也存在裂缝等地质特征。对上述现象进行精确测量是规避钻井井下风险、了解井下地层发育的重要指标。

现有的产品主要有两种类型装置进行井径变化的测量：一种是使用机械式的卡钳进行井径测量，这种设备需要伸出一个机械面接触井壁，无法测量裂隙等细微变化，并且由于机械装置容易在井下遇卡出现井下风险。另一种使用单独的超声传感器测量井壁，但是这种单独的距离测量无法校正由于钻柱在进行偏心、蜗转、振动带来的影响，测量的结果和实际井下井径变化不一致。

由此可见，上述已有井径测量方法或测量精度低、存在井下风险、或无法消除井下钻具偏心因素影响，测量失真。

钻柱作为连接地表面与地层钻头的中间部件，是下部钻具组合的主要组成部分。其主要特点是壁厚大(一般为38～53mm,相当于钻杆壁厚的4～6倍)，具有较大的重力和刚度。其形成了钻头与地面的液体流通通道，该通道用于流通地表面水龙头提供的由井口流向钻头的钻井液，以及流通由钻头流向井口的高压泥浆。其中，钻铤位于钻柱的最下端，其连接动力钻具和钻头，用于给钻头施加钻压，因其最接近于钻头，因此钻铤周边的地层情况最能反映钻头的工作状况，包括井径、井斜、坍塌、掉块、缩径、扩径等工作状况。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种新型随钻井径成像测量装置，该新型随钻井径成像测量装置能够实时测量钻柱钻进时井径参数，且井径参数测量精度高，失真率低。

为了实现上述目的，根据本发明实施例提出一种新型随钻井径成像测量装置，所述新型随钻井径成像测量装置包括：钻铤，所述钻铤用于连接钻头等钻具组合中；

所述钻铤包括：本体，所述本体为内部形成流道的圆柱体；所述流道包括第一流道和所述第二流道；其中，所述第一流道内壁与所述本体的外壁之间形成第一本体，所述第二流道与所述本体的外壁之间形成第二本体，所述第一本体的壁厚大于所述第二本体的壁厚；其中，所述第二流道包括连通与所述第一流道的第三环流通道，以及密闭与所述第二本体内的第一安装腔；所述第一本体的外壁周向形成有多个安装槽，所述安装槽均匀布设在所述第一本体的周壁；所述第一安装腔与所述安装槽之间形成过线孔，所述过线孔内布设连接线；外置传感器组，包括多个测距传感器，所述多个测距传感器分别安装与所述安装槽，且所述安装槽由密封盖板密封；内置传感器组件，所述内置传感器组件内置于所述第一安装腔，所述内置传感器组件包括中置耐高压仪器管，以及沿靠近所述外置传感器组的方向依次布置的姿态传感器、传感器处理器和井下电池；其中，所述中置耐高压仪器管悬挂连接与所述第二本体的内壁；其中，所述测距传感器通过所述连接线连接与所述传感器处理器和所述井下电池；其中，所述姿态传感器、所述传感器处理器和所述井下电池密封于所述中置耐高压仪器管内，且所述姿态传感器连接与所述传感器处理器和所述井下电池；所述第一流道与所述第三环流通道之间设有光滑过渡段，且中置耐高压仪器管靠近所述光滑过渡段包括安装在第二本体内壁上的悬挂过线短节，所述第一安装腔位于悬挂短节的下方，第一安装腔由耐高压管内部空间形成，并能依照安装传感器的多少增加耐高压管长度。