一種鉆井修正器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種鉆井修正器。其技術(shù)方案是：包括鉆桿、鉆頭、準(zhǔn)直器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、單片機(jī)；鉆頭與鉆桿螺紋連接，鉆頭下端安裝有準(zhǔn)直器，鉆頭側(cè)壁安裝有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，單片機(jī)；第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、準(zhǔn)直器與單片機(jī)相連接。有益效果是：該鉆井修正器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，鉆頭能夠根據(jù)不同巖層的硬度自動(dòng)調(diào)節(jié)下降速度，并對(duì)鉆進(jìn)進(jìn)行有效的修正，減少了鉆頭取出次數(shù)，保證了鉆進(jìn)一次成功率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又減少了材料的消耗，安全系數(shù)高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及鉆井設(shè)備
，特別涉及一種鉆井修正器。
技術(shù)介紹
鉆井是利用機(jī)械設(shè)備，將地層鉆成具有一定深度的圓柱形孔眼的工程。鉆井通常按用途分為勘探鉆井、水文地質(zhì)鉆井、水井或工程地質(zhì)鉆井、石油鉆井、煤田鉆井、建筑地面鉆井等。鉆頭是鉆井時(shí)必不可少的破碎巖石工具，鉆頭的質(zhì)量直接影響鉆井的效率，在遇到堅(jiān)硬的地質(zhì)層時(shí)，鉆進(jìn)易發(fā)生井斜，需要取出鉆頭重新鉆進(jìn)，這樣不僅浪費(fèi)了大量的人力物力，而且延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，并且鉆頭上安裝的牙輪易造成損壞，造成生產(chǎn)成本的大幅上升。中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)號(hào)為102486083A，專利名稱為《鉆井修正器》，包括胎體，胎體的形狀為圓筒狀；疤片體環(huán)，環(huán)繞設(shè)置在胎體的壁上，每個(gè)疤片體環(huán)包括至少2個(gè)疤片體，各疤片體之間存在平行于胎體軸線的空隙，每個(gè)疤片體的橫向截面輪廓線從側(cè)壁起向外逐漸擴(kuò)展，輪廓線尖端朝向鉆井方向；合金鉆牙，合金鉆牙鑲嵌于疤片體中且朝向鉆孔壁方向露出。該專利能夠有效防止鉆孔內(nèi)負(fù)壓對(duì)鉆孔壁的抽吸，進(jìn)一步保證了石油套管的順利下置，但是并不能保證在遇到堅(jiān)硬的地質(zhì)層時(shí)，仍能夠保持按要求鉆進(jìn)，為機(jī)械式操作模式。中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)號(hào)為204609871U，專利名稱為《實(shí)時(shí)鉆井地層修正預(yù)測(cè)系統(tǒng)》，包括信號(hào)采集單元、信號(hào)處理單元、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第一數(shù)據(jù)修正單元和第二數(shù)據(jù)修正單元，所述信號(hào)采集單元將鉆井各項(xiàng)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行采集并傳送給信號(hào)處理單元，經(jīng)信號(hào)處理單元處理的信號(hào)傳送給實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控單元分別將信號(hào)傳送給第二數(shù)據(jù)修正單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元將信號(hào)傳送給第一數(shù)據(jù)修正單元進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，修正后的數(shù)據(jù)由第一數(shù)據(jù)修正單元傳送給第二數(shù)據(jù)修正單元進(jìn)行處理，所述第二數(shù)據(jù)修正單元將處理后的信號(hào)傳送給鉆機(jī)控制單元。本技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)與修正，減少鉆井事故發(fā)生，避免打廢井、無(wú)用井，提升鉆井成功率。其存在的問(wèn)題是，并不是主要應(yīng)用于鉆進(jìn)易發(fā)生井斜的問(wèn)題，而是用于二次數(shù)據(jù)修正，并沒(méi)有實(shí)時(shí)測(cè)量鉆進(jìn)的井眼軌跡，而是通過(guò)分析處理來(lái)完成判斷，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種鉆井修正器，旨在解決現(xiàn)有的鉆井過(guò)程中遇到堅(jiān)硬的地質(zhì)層時(shí)，鉆進(jìn)易發(fā)生井斜，需要取出鉆頭重新鉆進(jìn)，浪費(fèi)了大量的人力物力，延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，鉆頭上安裝的牙輪易造成損壞，造成生產(chǎn)成本的大幅上升的問(wèn)題，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。本技術(shù)提到的一種鉆井修正器，其技術(shù)方案是包括鉆桿（1）、鉆頭（2）、準(zhǔn)直器（3）、第一壓力傳感器（4）、第二壓力傳感器（5）、AD轉(zhuǎn)換器（6）、比較器（7）、單片機(jī)（8），所述鉆頭（2）與鉆桿（1）螺旋連接，鉆頭（2）的下端安裝有準(zhǔn)直器（3），鉆頭（2）的側(cè)壁安裝有第一壓力傳感器（4）和第二壓力傳感器（5）和單片機(jī)（8）；所述第一壓力傳感器（4）、第二壓力傳感器（5）、準(zhǔn)直器（3）與單片機(jī)（8）相連接。上述的準(zhǔn)直器（3）、第一壓力傳感器（4）和第二壓力傳感器（5）的外側(cè)分別敷焊有鎢鋼塊，所述鎢鋼塊（9）采用負(fù)斜鑲方式堆焊在鉆頭（2）的下端椎體部分和上端圓柱體部分，在下端椎體部分和上端圓柱體部分之間的連接處不設(shè)有鎢鋼塊。上述的鎢鋼塊的外形采用六邊形結(jié)構(gòu)。本技術(shù)的有益效果是：該鉆井修正器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，鉆頭能夠根據(jù)不同巖層的硬度自動(dòng)調(diào)節(jié)下降速度，并對(duì)鉆進(jìn)進(jìn)行有效的修正，減少了鉆頭取出次數(shù)，保證了鉆進(jìn)一次成功率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又減少了材料的消耗，安全系數(shù)高；另外，鎢鋼塊采用負(fù)斜鑲方式堆焊在鉆頭的下端椎體部分和上端圓柱體部分，且鎢鋼塊的外形采用六邊形結(jié)構(gòu)，其耐磨損效果較好。附圖說(shuō)明附圖1是本技術(shù)未附鎢鋼塊的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是已附鎢鋼塊的鉆頭的外形示意圖；上圖中：鉆桿1、鉆頭2、準(zhǔn)直器3、第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器5、AD轉(zhuǎn)換器6、比較器7、單片機(jī)8、鎢鋼塊9。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖1-2，對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的描述：本技術(shù)提到的一種鉆井修正器，其技術(shù)方案是包括鉆桿1、鉆頭2、準(zhǔn)直器3、第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器5、AD轉(zhuǎn)換器6、比較器7、單片機(jī)8，所述鉆頭2與鉆桿1螺旋連接，鉆頭2的下端安裝有準(zhǔn)直器3，鉆頭2的側(cè)壁安裝有第一壓力傳感器4和第二壓力傳感器5和單片機(jī)8；所述第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器5、準(zhǔn)直器3與單片機(jī)8相連接。其中，準(zhǔn)直器3、第一壓力傳感器4和第二壓力傳感器5的外側(cè)分別敷焊有鎢鋼塊9，所述鎢鋼塊9采用負(fù)斜鑲方式堆焊在鉆頭2的下端椎體部分和上端圓柱體部分，在下端椎體部分和上端圓柱體部分之間的連接處不設(shè)有鎢鋼塊，該鎢鋼塊的外形采用六邊形的，長(zhǎng)度10mm，對(duì)角寬邊3mm，鎢鋼塊有效的保護(hù)了準(zhǔn)直器3、第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器5、單片機(jī)6的耐磨性能，在鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭破碎巖石形成井眼，磨損是不可避免的，破碎的巖屑會(huì)對(duì)儀器產(chǎn)生磨損，所以，應(yīng)把磨損控制在最低限度內(nèi)；另外，由于不同的鑲焊方式對(duì)鉆頭的使用有一定影響，在這里只是起到防止磨損的作用，不作為破巖使用，因此，在準(zhǔn)直器3、第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器5外側(cè)的鎢鋼塊，在堆焊時(shí)采用了負(fù)斜鑲方式，達(dá)到了延長(zhǎng)使用壽命并且起到保護(hù)鉆頭外徑磨損的問(wèn)題；且該鎢鋼塊的配方為：由金屬Co 95%和金屬Cr 5%組成的粘結(jié)金屬15份，稀土金屬Ce 0.3份，抑制劑碳化鉭1份和碳化鎢80份組成，上述按重量份組成，其耐磨損效果更好，使用壽命更長(zhǎng)。另外，準(zhǔn)直器3用于提供測(cè)量鉆進(jìn)的井眼軌跡路徑，第一壓力傳感器4和第二壓力傳感器5將檢測(cè)到的鉆進(jìn)壓力直接輸入到單片機(jī)8中，單片機(jī)8對(duì)第一壓力傳感器4和第二壓力傳感器5通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換后的數(shù)值進(jìn)行比較，二值差值越大，鉆頭的鉆速越慢，充分對(duì)堅(jiān)硬的巖層進(jìn)行鉆進(jìn)；當(dāng)二值的差值在允許范圍內(nèi)時(shí)，鉆頭的鉆速提高，根據(jù)準(zhǔn)直器3測(cè)量的井斜控制方向進(jìn)行鉆進(jìn)，避免出現(xiàn)鉆進(jìn)軌跡偏離井眼軸線的情況。本技術(shù)使用的單片機(jī)為：avr單片機(jī)，此系列單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換器，可以直接把壓力傳感器傳輸來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。Avr單片機(jī)使用5v電源供電，在電源部分使用了7805，將蓄電池的電壓變換成單片機(jī)可以使用的電壓，同時(shí)也將供電電壓穩(wěn)定在5v。單片機(jī)接受兩個(gè)壓力傳感器送來(lái)的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的AD值，在單片機(jī)內(nèi)對(duì)這兩個(gè)數(shù)字值進(jìn)行比較，根據(jù)比較值調(diào)整鉆進(jìn)速度或者角度。準(zhǔn)直器的信號(hào)同樣直接輸入到單片機(jī)，單片機(jī)把準(zhǔn)直器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，根據(jù)此數(shù)字值做出相應(yīng)的調(diào)整。壓力傳感器和準(zhǔn)直器可以選擇4—20毫安輸出型，經(jīng)過(guò)電路變換成單片機(jī)可接受的信號(hào)，或者直接選用0—5v輸出類型，直接接到單片機(jī)上。為了提高轉(zhuǎn)換的精度和工作的可靠度，單片機(jī)外接晶振，在單片機(jī)程序內(nèi)啟用看門狗，可進(jìn)一步提高可靠度。本技術(shù)提到的一種鉆井修正器的使用方法，包括以下步驟：第一步，鉆頭2安裝在鉆桿1的下端，鉆進(jìn)時(shí)鉆頭2接觸巖石并在一定的鉆壓下破碎巖石形成井眼；第二步，在鉆進(jìn)過(guò)程中，準(zhǔn)直器3實(shí)時(shí)測(cè)量鉆進(jìn)的井眼軌跡，第一壓力傳感器4和第二壓力傳感器5將檢測(cè)到的鉆進(jìn)壓力傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)8；第三步，比較第一壓力傳感器4和第二壓力傳感器5的壓力值的大小，差值越大，鉆頭2的鉆進(jìn)速度越慢，此處巖層的堅(jiān)硬程度越大，鉆進(jìn)的鉆進(jìn)壓力進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)差值在正常范圍時(shí)，鉆頭2的鉆進(jìn)速度提高，達(dá)到控制鉆進(jìn)方向的目的，避本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鉆井修正器，其特征是：包括鉆桿（1）、鉆頭（2）、準(zhǔn)直器（3）、第一壓力傳感器（4）、第二壓力傳感器（5）、AD轉(zhuǎn)換器（6）、比較器（7）、單片機(jī)（8），所述鉆頭（2）與鉆桿（1）螺旋連接，鉆頭（2）的下端安裝有準(zhǔn)直器（3），鉆頭（2）的側(cè)壁安裝有第一壓力傳感器（4）和第二壓力傳感器（5）和單片機(jī)（8）；所述第一壓力傳感器（4）、第二壓力傳感器（5）、準(zhǔn)直器（3）與單片機(jī)（8）相連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鉆井修正器，其特征是：包括鉆桿（1）、鉆頭（2）、準(zhǔn)直器（3）、第一壓力傳感器（4）、第二壓力傳感器（5）、AD轉(zhuǎn)換器（6）、比較器（7）、單片機(jī)（8），所述鉆頭（2）與鉆桿（1）螺旋連接，鉆頭（2）的下端安裝有準(zhǔn)直器（3），鉆頭（2）的側(cè)壁安裝有第一壓力傳感器（4）和第二壓力傳感器（5）和單片機(jī)（8）；所述第一壓力傳感器（4）、第二壓力傳感器（5）、準(zhǔn)直器（3）與...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜書(shū)東，柳毅，邵玉華，孟建生，譚慶博，耿政華，門如忠，王棟，李海洋，尹博，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杜書(shū)東，
類型：新型
國(guó)別省市：山東;37