[发明专利]一种基于纳米系统的涡轮钻具转速测量短节有效

专利信息
申请号: 201811506095.9 申请日: 2018-12-10
公开(公告)号: CN109322652B 公开(公告)日: 2023-09-22
发明(设计)人: 吴川;樊辰星;胡文斌 申请(专利权)人: 中国地质大学(武汉)
主分类号: E21B45/00 分类号: E21B45/00;E21B44/00;H02N1/04
代理公司: 武汉知产时代知识产权代理有限公司 42238 代理人: 金慧君
地址: 430000 湖*** 国省代码: 湖北;42
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要: 发明提供一种基于纳米系统的涡轮钻具转速测量短节,包括壳体和端盖,壳体下端开口且开口被端盖盖合,壳体内设有上纳米盘、下纳米盘和电路板,下纳米盘固定于壳体内,上纳米盘设置于下纳米盘上部且二者贴合,上纳米盘和下纳米盘分别连接电路板,端盖中部固定有中轴,中轴贯穿下纳米盘、上纳米盘和壳体上端,且中轴与上纳米盘固定连接,壳体上端连接涡轮钻具的涡轮,端盖连接涡轮钻具的钻头,钻头转动带动端盖转动使中轴转动,从而使上纳米盘转动并与下纳米盘发生相对转动摩擦发电,电路板检测发电频率并根据发电频率计算出涡轮钻具转速。本发明的有益效果:无需额外添加转速传感器即可测量涡轮钻具转速,环境适应性强。
搜索关键词: 一种 基于 纳米 系统 涡轮钻具 转速 测量
【主权项】:
1.一种基于纳米系统的涡轮钻具转速测量短节,其特征在于:包括上部的中空壳体和下部的端盖,所述壳体下端开口且所述开口被所述端盖盖合,所述壳体内设有上纳米盘、下纳米盘和电路板,所述下纳米盘固定于所述壳体内,所述上纳米盘设置于所述下纳米盘上部且二者贴合,所述上纳米盘和所述下纳米盘分别连接所述电路板,所述端盖中部固定有中轴,所述中轴贯穿所述下纳米盘、所述上纳米盘和所述壳体上端,且所述中轴与所述上纳米盘固定连接,所述壳体上端连接涡轮钻具的涡轮,所述端盖连接所述涡轮钻具的钻头,所述钻头转动带动所述端盖转动使所述中轴转动,从而使所述上纳米盘转动并与所述下纳米盘发生相对转动摩擦发电,所述电路板检测发电频率并根据发电频率计算出所述涡轮钻具转速。
下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国地质大学(武汉),未经中国地质大学(武汉)许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201811506095.9/,转载请声明来源钻瓜专利网。

同类专利
  • 一种基于纳米系统的涡轮钻具转速测量短节-201811506095.9
  • 吴川;樊辰星;胡文斌 - 中国地质大学(武汉)
  • 2018-12-10 - 2023-09-22 - E21B45/00
  • 本发明提供一种基于纳米系统的涡轮钻具转速测量短节,包括壳体和端盖,壳体下端开口且开口被端盖盖合,壳体内设有上纳米盘、下纳米盘和电路板,下纳米盘固定于壳体内,上纳米盘设置于下纳米盘上部且二者贴合,上纳米盘和下纳米盘分别连接电路板,端盖中部固定有中轴,中轴贯穿下纳米盘、上纳米盘和壳体上端,且中轴与上纳米盘固定连接,壳体上端连接涡轮钻具的涡轮,端盖连接涡轮钻具的钻头,钻头转动带动端盖转动使中轴转动,从而使上纳米盘转动并与下纳米盘发生相对转动摩擦发电,电路板检测发电频率并根据发电频率计算出涡轮钻具转速。本发明的有益效果:无需额外添加转速传感器即可测量涡轮钻具转速,环境适应性强。
  • 一种钻机转速监测系统、控制方法及应用方法-202110172102.1
  • 武泽铭;李伟伟;段沛延;岳金雷 - 铁福来装备制造集团股份有限公司
  • 2021-02-08 - 2023-09-19 - E21B45/00
  • 本发明公开了一种钻机转速监测系统、控制方法及应用方法,涉及煤矿机械领域,包括回转机构,所述回转机构包括回转盘,所述回转盘上设置有N个磁铁;转速传感器,所述转速传感器包括支架和传感器本体,所述支架垂直设置在回转机构底部,传感器本体垂直设置在支架上,其顶端与所述回转盘的磁铁相对;处理器,所述处理器内部设置有转速阈值,用于控制回转机构的转速。本发明通过转速传感器检测磁铁计算钻机回转机构转速,结构简单易实现,同时还可用来对双夹持器拧松钻杆作业的过程进行监控,减少丝扣拆卸过程中钻机事故发生的概率。
  • 一种小口径岩心钻探的钻进参数采集试验装置-202111416715.1
  • 薛倩冰;任启伟;尹浩 - 中国地质科学院勘探技术研究所
  • 2021-11-26 - 2023-09-15 - E21B45/00
  • 一种小口径岩心钻探的钻进参数采集试验装置,包括岩石托盘、钻头、岩石样本、油缸、液压站、位移扭矩传感器和综合控制系统,所述油缸竖直放置,其上部的有杆腔和下部的无杆腔通过液压管路与液压站连接,所述岩石托盘固定在活塞杆上端,岩石托盘上固定岩石样本,所述钻头连接在钻杆下端并与岩石样本相对,所述位移扭矩传感器安装在油缸的活塞杆与下封头之间,移扭矩传感器的信号输出端与综合控制系统连接。本发明将钻头的钻进参数转换成油缸的力学和运动参数,再采用相应的传感器进行测量,同传统的地表采集方法相比,本发明不受钻孔深度、孔身轨迹、钻孔结构、泥浆性能等因素的影响,可提高钻进参数的测量精度。
  • 一种顶煤流动时间测量装置及方法-202110658922.1
  • 王家臣;杨克虎;潘卫东;杨胜利;靳舒凯;员明涛 - 中国矿业大学(北京)
  • 2021-06-15 - 2023-06-23 - E21B45/00
  • 本发明涉及一种顶煤流动时间测量装置及方法。装置放置在顶煤中,且具有唯一的ID编号;装置由运动传感器、电源模块、控制模块、通讯模块、存储模块、外壳和锚爪七个部分构成;电源模块为各模块供电;运动传感器采集装置的比力;控制模块根据比力的变化确定装置的运动状态,并将运动状态改变的时刻记录在存储模块中;装置从顶煤放出后激活通讯模块,通讯模块向外部系统发送各运动时刻点及ID编号。外壳保护各模块,并调节装置整体密度;锚爪结构与外壳连接,锚爪架构用于确保装置稳定地固定在煤层中。本发明能够精确观测煤层的流动状态,提高顶煤回收的回收率与效率。
  • 基于液压系统的TBM锚杆钻机实时在线监测系统及监测方法-201910313808.8
  • 鞠翔宇;杨晨;郑永光;荆留杰;陈帅;李鹏宇;郑霄峰;徐受天;于太彰;简鹏;武颖莹 - 中铁工程装备集团有限公司
  • 2019-04-18 - 2023-06-13 - E21B45/00
  • 本发明公开了一种基于液压系统的TBM锚杆钻机实时在线监测系统及监测方法,包括信号采集模块、无线通讯模块、TBM上位机;信号采集模块,包括压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ和流量传感器,压力传感器Ⅰ检测推进油缸的液压管的油液压力、流量传感器检测推进油缸的液压管的油液流量情况、压力传感器Ⅱ检测冲击油缸的液压管内的油液压力情况分别经信号处理模块处理后通过无线通讯模块上传到TBM上位机内。本发明实时监测TBM锚杆钻机推进油缸推进速度和距离、以及钻进速度和压力,对多个指标的实时监测可降低误差,与TBM上位机数据通信,确保在TBM掘进过程中锚杆钻机工作状态及围岩相关信息,解决了现有技术监测数据不可靠的问题。
  • 去除钻井作业中加速度传感器所受干扰信号的方法-202111321417.4
  • 宋殿光;张龙;周俊;吕伟;焦刚;何永明;刘焕雨;赵鹏飞;张晓丽;贺鸣;李玮燕 - 航天科工惯性技术有限公司
  • 2021-11-09 - 2023-05-12 - E21B45/00
  • 本发明提供一种去除钻井作业中加速度传感器所受干扰信号的方法,包括采用加速度传感器和磁场传感器共同进行数据测量;去除加速度传感器x轴和y轴方向所受干扰信号,包括获取第一滤波器;根据所述磁场传感器原始数据计算实时钻具转速;根据所述实时钻具转速从所述低通滤波器库中选择对应的滤波参数,并采用该滤波参数下第一滤波器对实时获取的加速度传感器x轴和y轴原始数据进行滤波;去除加速度传感器z轴方向所受干扰信号,包括获取第二滤波器;采用所述第二滤波器对加速度传感器Z轴原始数据进行滤波。本发明方法能够保证在钻具姿态动态连续测量过程中准确获取加速度传感器数据,为井下钻具姿态的动态连续测量的广泛应用提供支撑。
  • 一种基于打桩的智能调节系统-202211213885.4
  • 杨楠;张正辉;丁小雅;钟传毅;杨紫添 - 齐齐哈尔大学
  • 2022-09-30 - 2023-04-28 - E21B45/00
  • 本发明涉及打桩技术领域,尤其涉及一种基于打桩的智能调节系统,包括检测模块、重量模块和中控模块,其中,检测模块包括水平位移传感器、激光位移传感器、角度传感器和转速检测传感器,并用以对卷筒钻头的当前打桩状态进行检测,重量模块包括卷扬机构功率检测传感器和卷扬机构绳索速度检测传感器,并用以检测当前将卷筒钻头完全升起后的重量,中控模块连接检测模块和重量模块,并用以根据当前传感器检测到的实时数值与相对应的预设数值的对比结果,对实时数值对应的调节构件进行相对应的调整。本发明通过对下钻时的分析调节及下钻后的分析判定,可以使打桩机构更好的适应当前下钻的土层变化,并及时做出相对应的调整。
  • 一种井底动力机转速传感器-201810038905.6
  • 吴川;丁华锋;张丹;刘雷钧;韩磊;张心心;姚翔宇;张雄伟 - 中国地质大学(武汉)
  • 2018-01-16 - 2023-04-07 - E21B45/00
  • 本发明公开了一种井底动力机转速传感器,其包括:承载轴;转速检测组件,其与所述承载轴可拆卸连接,用于获取转动部的转速数据;内密封壳,其套设在所述承载轴以及转速检测组件的外部,且与所述承载轴可拆卸地连接;以及外密封壳,其套设在所述内密封壳外部,且与所述承载轴可拆卸地连接,用于将所述内密封壳密封在所述外密封壳与所述承载轴之间的空间内。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。
  • 基于Attention-LSTM的机械钻速时序特征表征与预测方法-202211438623.8
  • 刘烨;张富强;杨硕鹏;伍佳;朱文瑞;韩雨伯 - 西安石油大学
  • 2022-11-17 - 2023-04-04 - E21B45/00
  • 基于Attention‑LSTM模型机械钻速时序特征表征与预测方法,包括以下步骤:步骤S1、选取某地区采集的三口井的钻井数据,数据以米为单位来作为时间序列数据集的间隔单位,使用其获取到属性数据进行对井的钻速预测;步骤S2、数据预处理;采用归一化的规范化方法,使得各处使用同一个数量级;步骤S3、在处理过的数据集上,通过神经网络模型对其进行训练,神经网络的学习模型包括Attention模型,LSTM模型;步骤S4、使用预测模型的预测精度对实验结果进行评价;本方法显著提高了神经网络模型在机械钻速预测中的准确性、可靠性以及可解释性。
  • 一种摩擦发电自驱动式井下转速和转向传感器-202211704555.5
  • 徐杰;王瑜;李森;张志全;李昊泽 - 中国地质大学(北京)
  • 2022-12-29 - 2023-03-31 - E21B45/00
  • 本发明公开了一种摩擦发电自驱动式井下转速和转向传感器,其中,所述转速和转向传感器包括传感器外壳,转动轴,三角形铜箔和聚酰胺薄膜。所述传感器外壳内壁设有三角形铜箔,三角形铜箔表面覆盖有聚酰胺薄膜。所述转动轴位于传感器外壳中心位置处,通过轴承与传感器外壳同轴心配合。所述聚氯乙烯薄膜固定于转动轴表面随转动轴旋转。本发明所述转速和转向传感器基于摩擦起电和静电感应原理,发电信号即为传感信号。根据输出电信号的频率可计算出当前转速大小,根据输出电信号的瞬态特征可判断出当前旋转方向,无需外接电源即可实现对井下机具转速和转向的实时测量。
  • 一种煤矿锚杆钻机转速监测装置-202222660772.0
  • 岳小磊;李杨;闫逸飞;任猛;高丹;王煦;于广东 - 中国矿业大学(北京)
  • 2022-10-10 - 2023-01-10 - E21B45/00
  • 本实用新型公开了一种煤矿锚杆钻机转速监测装置,包括转速圆盘、转速传感器、固定板、回转器、液压马达、第一夹板、第二夹板、钻杆、滑轨、磁铁芯、定位螺丝和固定螺杆;回转器与液压马5连接位于滑轨正上方,在其上行走;钻杆与回转器连接,转速圆盘与第一夹板、第二夹板均为空心装置,相连接穿过钻杆并固定在钻杆上,与其保持同轴转动;转速传感器通过固定板固定于转速圆盘侧方,固定板固定于回转器机前方;监测装置结构简单,安装方便,可以实现对煤矿锚杆钻机的转速进行精确、稳定监测,便于推广钻孔参数监测试验。
  • 矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法及装置-202010388966.2
  • 孟彪;姜兆新;张新河;王莹;宋薇娜;雷望仁;李新慧;徐红艳 - 新疆雪峰科技(集团)股份有限公司
  • 2020-05-09 - 2022-12-30 - E21B45/00
  • 本发明涉及一种矿山钻孔监测技术领域,是一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法及装置,前者包括:确定初始钻杆对应行程的初始零点,控制潜孔钻机下沉初始钻杆,获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度;确定该接续钻杆对应行程的接续零点,控制潜孔钻机该接续钻杆,接收测距单元回传的实时钻孔深度,更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度;判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度。本发明合理设置每一根钻杆的“零点”,结合测距单元回传的实时钻孔深度,准确监测各个钻杆的钻孔深度,从而准确获得潜孔钻机上升下降过程中产生的有效行程和有效行程时间,使得总钻孔深度准确到达预设深度,保证了矿山潜孔钻机钻孔深度监测的可靠性。
  • 一种钻杆转速伺服控制系统-202222301324.1
  • 贺志刚;徐开放;乔国发;汤卫华;韦青青;董俊 - 新疆格瑞迪斯石油技术股份有限公司
  • 2022-08-31 - 2022-12-13 - E21B45/00
  • 本实用新型公开一种钻杆转速伺服控制系统,包括工控机、PLC、电机控制机器、转速传感器、电机和从上到下依次连接的上钻杆、离合器、MWD测量工具、下钻杆、导向工具、钻头,所述电机与上钻杆传动连接,所述PLC分别与转速传感器、工控机、电机控制机器电连接,所述电机控制机器与电机电连接,所述MWD测量工具与工控机电连接,所述转速传感器用于检测上钻杆的钻速。本实用新型通过工控机将所需要的转速发送至PLC,PLC内部通过采集到的实际转速和所需要的转速进行调节,输出信号至控制器调节电机转速,从而实现不断的调节钻具转速来满足工艺要求。
  • 凿岩机的钻杆转速测量机构-202222099831.1
  • 段锦程 - 长沙辉格智能科技有限公司
  • 2022-08-10 - 2022-11-29 - E21B45/00
  • 本实用新型公开了一种凿岩机的钻杆转速测量机构,包含:凿岩机主体,用于提供旋转的驱动力;钻杆,钻杆的一端与凿岩机主体的输出端相连;测量模块,测量模块与凿岩机主体、钻杆相连,用于测量钻杆的转速。本案在钻头受到冲击的时候,仍然可以进行测量转速,保证转速测量的有效性。解决了在高冲击振动和大往复运动过程中,无法有效实现转速测量的问题。
  • 钻井牵引机器人速度测试方法-202110316464.3
  • 方世纪;赵建国;刘清友;肖晓华;陈波;韩硕;王菊;涂赤;刘益君;张颖 - 西南石油大学;四川轻化工大学
  • 2021-03-25 - 2022-10-14 - E21B45/00
  • 本发明涉及钻井机器人速度测量方法,方法为:S1:在地面组装钻进牵引机器人,电脑将传感器A和传感器B采集的数据校零;S2:在电脑中输入钻压FP;S3:将钻进牵引机器人放入井下,开始进行钻进,当压力检测装置D检测到接触井底;S4:电脑开始记录位移传感器A、位移传感器B的数据;S5:电脑对位移传感器A、位移传感器B的数据进行滤波;S6:电脑对位移传感器A、位移传感器B的数据滤波后的数据进行处理并求导,得到速度;S7:起钻,从电脑中提取速度及位移数据。本发明方式简单,误差小,成本低。基于钻井机器人速度测量方法,可实现钻井机器人的速度的即时测量、即时反馈,可为钻井机器人自动钻进提供数据参考。
  • 基于冲击加速度变化评价岩体等级的评价系统及方法-202010525896.0
  • 田湖南;王浩;焦玉勇;张国华;覃卫民;张秀丽;谭飞 - 中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 2020-06-10 - 2022-08-12 - E21B45/00
  • 本发明公开一种基于冲击加速度变化评价岩体等级的评价系统及方法。评价系统包括至少一加速度信号敏感元件、物联网关及服务器;服务器被构造为接收至少两个振动周期的加速度信号,并且根据加速度信号获取每个振动周期的冲击段峰值加速度,服务器获取相邻两个振动周期的冲击段峰值加速度之间的加速度差值;服务器根据至少一个加速度差值及在先配置的一评价模型评价待验岩体的岩体等级。本实施例的评价系统能够收集凿岩机在连续多次钻孔时每个振动周期的冲击段加速度,并且根据相邻振动周期之间冲击段加速度的差异来评价待验岩体的岩体等级。
  • 一种矿用钻机回转转速指示器-202122965725.2
  • 张志晶;李思齐;王强;常青;刘晴;孙剑;焦韶禹;王杰峰 - 山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿
  • 2021-11-29 - 2022-06-17 - E21B45/00
  • 本实用新型公开了一种矿用钻机回转转速指示器,属于瓦斯抽采技术领域,一种矿用钻机回转转速指示器,包括钻机主体,钻机主体至少包括进给底板、变速齿轮箱和回转器,变速齿轮箱固定于进给底板的上端,回转器传动连接于变速齿轮箱的一端,还包括:转速测定机构,转速测定机构用于检测钻机实时转速,转速测定机构包括下卡箍、上卡箍、磁铁、L形下夹持板、两个止转滑杆、两个上夹持板、两个夹持紧固螺栓、滑轨、内滑块、防护外壳、霍尔传感器和显示屏,它可以直观的观测钻机的精准转速,便于确认钻机转速和瓦斯压力是否匹配,从而更好的延长钻机的使用寿命,同时,装置结构简单,具有可调节性,提高了装置的适用范围。
  • 一种井下钻具钻速测量系统-202122172277.0
  • 高海啸;陈东阳;李帅昌 - 辽宁天鑫石油设备科技有限公司
  • 2021-09-09 - 2022-04-12 - E21B45/00
  • 本实用新型属于石油井下仪器领域,涉及一种井下钻具钻速测量系统,包括上壳体、电路支架、下接头、第一扶正环、第二扶正环、第一密封圈、第二密封圈、电路板组件、电池短节和上电口,其中,上壳体与下接头通过螺纹进行固定连接,电路支架同轴心设置在上壳体的内侧,电路支架的一端与上壳体一端的中空腔体配合连接,电路支架的另一端与下接头一端的中空腔体配合连接,多个电路板组件沿电路支架的轴心均匀分布在电路支架上,多个电池短节沿电路支架的轴心均匀分布在电路支架上,上电口设置在下接头本体的一侧。根据本实用新型的井下钻具钻速测量系统,可以实现井下钻具实际钻速的测量,提高钻进效率。
  • 一种模拟小口径钻探孔底复杂工况钻进试验装置-202111416714.7
  • 任启伟;孟义泉;陈剑铭;马琳;张华 - 中国地质科学院勘探技术研究所
  • 2021-11-26 - 2022-03-18 - E21B45/00
  • 一种模拟小口径钻探孔底复杂工况钻进试验装置,包括钻机部分、钻井液管汇部分、模拟钻进部分和控制部分,钻机部分设有电机,电机经传动机构连接钻杆,钻杆外部设有套管;模拟钻进部分设有油缸和卡钻机构,油缸活塞杆上端经受力组件接触钻杆下端;卡钻机构设置在套管中部,卡钻机构经卡钻油缸对钻杆施加横向力;钻井液管汇部分设有水箱和钻井液输入管路、钻井液回流管路;控制部分设有装置综合控制箱和人机界面,装置综合控制箱与人机界面电连接。本发明可模拟地质岩心钻探立轴式岩心钻机的钻进过程遇到的各种孔内复杂事故,还可实现对钻进过程钻压、钻头转速的实时控制,实现对钻速、进尺的实时监控。模拟状态准确、逼真,装置操作方便。
  • 钻具转速测量方法、装置、系统及存储介质-202111449934.X
  • 苏帅;刘德政;王宗文 - 烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司
  • 2021-11-30 - 2022-03-08 - E21B45/00
  • 本申请实施例提供的一种钻具转速测量方法、装置、系统及存储介质,方法包括:在钻具转速测量系统进行钻具的转速测量时,先确定钻具的采样周期,然后在采样周期内采集钻具在速度方向上的多个第一加速值,对多个第一加速度值进行拟合得到拟合曲线,通过判断拟合曲线是否满足正弦曲线变化,来确定钻具是否处于旋转姿态,在确定拟合曲线满足正弦曲线变化时,确定钻具处于旋转姿态,此时采集钻具的离心加速度值,进而根据离心加速度值确定钻具的实际转速。通过此种方式可以有效避免由于钻具处于非旋转姿态输出异常的钻具转速,保证了钻具转速的准确性。
专利分类
×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

400-8765-105周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top