頭I靠近測(cè)量節(jié)13的一端側(cè)壁上開有兩個(gè)螺紋孔11，所述螺紋孔11安裝三通接頭，用于安裝泥漿壓力傳感器和泄流。
[0027]所述過流套2具有開口，所述過流套2和上連接頭I之間的空間與所述扭矩傳感器4的主軸腔道通過過流套2上的開口連通。
[0028]考慮到鉆頭與巖石大面積接觸，無法順暢地讓高壓泥漿流出管道，這樣會(huì)在通道末端形成堵塞高壓，對(duì)鉆具不利。所以在主軸10的末端對(duì)稱開有四個(gè)環(huán)形均勻分布泄流孔，以減少高壓造成的不利影響，其余泥漿流量則以冷卻鉆頭和部分沖擊作用的形式從鉆頭中排出，循環(huán)利用。
[0029]當(dāng)測(cè)量節(jié)13安裝到渦輪鉆具12組合系統(tǒng)中并正常工作時(shí)，過流套2的花鍵實(shí)現(xiàn)與前面的動(dòng)力環(huán)節(jié)相連接，此時(shí)，動(dòng)力成功傳輸?shù)竭^流套2的花鍵軸上面。花鍵軸旋轉(zhuǎn)，通過螺紋的連接帶動(dòng)扭矩傳感器4的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。扭矩傳感器4主軸轉(zhuǎn)動(dòng)后將繼續(xù)帶動(dòng)主軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。分布在主軸10兩端的軸承組為主軸10提供徑向和軸向的穩(wěn)定支承。在整個(gè)過程中外殼6不轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030]測(cè)量節(jié)13的主要功能是對(duì)各類參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確而有效的測(cè)量，但是作為渦輪鉆具12組合中串聯(lián)的一環(huán)，它首先必須要保證泥漿可以在其中安全順利地通過。從渦輪節(jié)和軸承節(jié)而來的高壓泥漿首先進(jìn)入到上連接頭I和過流套2形成的環(huán)空空間中。由于上連接頭I右端和光電編碼器3通過螺紋連接了起來，所以環(huán)空空間的右端不能通行泥漿。這時(shí)，高壓泥漿的一小部分會(huì)通過上連接頭I的兩個(gè)螺紋孔11進(jìn)入到外接的三通接頭里面供泥漿壓力傳感器測(cè)量壓力值，然后泄流循環(huán)到泥漿池。而剩余的泥漿流量則通過過流套2的四個(gè)開口進(jìn)入到扭矩傳感器4的空心軸中。從扭矩傳感器4的空心軸中出來之后，泥漿開始進(jìn)入到主軸10的空心軸中，隨后進(jìn)入鉆具連接端的內(nèi)部環(huán)空空間中。
[0031]閉環(huán)鉆井原理:
[0032]井下測(cè)量節(jié)13可以實(shí)時(shí)測(cè)量鉆具的轉(zhuǎn)速和扭矩，并通過泥漿脈沖發(fā)生器14發(fā)送到地面接收器，通過分析解碼，提供自動(dòng)送鉆系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)頂驅(qū)或者大鉤來控制鉆壓，當(dāng)測(cè)得轉(zhuǎn)速超過最佳值時(shí)，將增大鉆壓，使得鉆速下降；當(dāng)測(cè)得轉(zhuǎn)速小于最佳值時(shí)，將減少鉆壓，使得鉆速上升；當(dāng)監(jiān)測(cè)到無轉(zhuǎn)速且扭矩很大時(shí)，即發(fā)生了卡鉆或者粘滯現(xiàn)象。
[0033]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，包括用于測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)速的測(cè)量節(jié)，在所述測(cè)量節(jié)的一端連接有過流套，另一端連接主軸，還包括上連接頭、下連接頭和外殼，所述上連接頭通過螺栓與測(cè)量節(jié)連接，所述過流套位于所述上連接頭的管道內(nèi)，所述外殼與測(cè)量節(jié)遠(yuǎn)離過流套的一端套接，所述下連接頭與所述外殼螺紋連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括脈沖發(fā)生器、地面接收器、自動(dòng)送鉆系統(tǒng)、鉆頭和鉆柱，所述上連接頭與鉆頭連接，所述下連接頭上端與脈沖發(fā)生器下端連接，所述脈沖發(fā)生器上端連接渦輪鉆具，所述渦輪鉆具上方連接鉆柱，所述測(cè)量節(jié)、脈沖發(fā)生器、地面接收器和自動(dòng)送鉆系統(tǒng)依次通信連接，所述自動(dòng)送鉆系統(tǒng)與鉆柱頂端的頂驅(qū)或大鉤通信連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量節(jié)包括扭矩傳感器和光電編碼器，所述光電編碼器的轉(zhuǎn)軸內(nèi)徑與扭矩傳感器的主軸相匹配，所述光電編碼器和扭矩傳感器之間通過螺釘連接在一起。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括兩組定位軸承組，其中一組支撐在主軸和外殼之間，另一組支撐在主軸和下連接頭之間，所述下連接頭的錐形頭具有錐螺紋，錐形頭插入外殼與外殼通過錐螺紋連接，支撐在主軸和外殼之間的定位軸承組一端卡在下連接頭的錐形頭端部，另一端通過調(diào)節(jié)環(huán)卡在扭矩傳感器的端面上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述下連接頭腔內(nèi)具有內(nèi)端面，支撐在下連接頭和主軸之間的定位軸承組卡在所述內(nèi)端面和主軸相應(yīng)位置的臺(tái)肩之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述定位軸承組包括兩個(gè)負(fù)責(zé)抵抗軸向力的推力軸承和兩個(gè)負(fù)責(zé)徑向定位的角接觸球軸承。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述上連接頭靠近測(cè)量節(jié)的一端側(cè)壁上開有兩個(gè)螺紋孔，所述螺紋孔安裝三通接頭。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述過流套具有開口，所述過流套和上連接頭之間的空間與所述扭矩傳感器的主軸腔道通過過流套上的開口連通。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，在所述主軸的鉆具連接端側(cè)壁上開有四個(gè)成環(huán)形均勻分布的泄流孔。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)，包括用于測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)速的測(cè)量節(jié)，在測(cè)量節(jié)的一端連接有過流套，另一端連接主軸，還包括上連接頭、下連接頭和外殼，上連接頭通過螺栓與測(cè)量節(jié)連接，過流套位于上連接頭的管道內(nèi)，外殼與測(cè)量節(jié)遠(yuǎn)離過流套的一端套接，下連接頭與外殼螺紋連接。測(cè)量短節(jié)是渦輪鉆具智能化的前端關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的運(yùn)行好壞，精確程度直接關(guān)系到整個(gè)鉆機(jī)系統(tǒng)特性曲線的獲取、實(shí)驗(yàn)參數(shù)的反饋情況以便為實(shí)驗(yàn)操作人員做出合理的決策和調(diào)整以及準(zhǔn)確的優(yōu)化和改進(jìn)。該渦輪鉆具閉環(huán)鉆進(jìn)系統(tǒng)具有的測(cè)量功能主要有以下幾點(diǎn)：1、測(cè)量泥漿系統(tǒng)的壓力值；2、測(cè)量鉆進(jìn)過程中鉆頭的轉(zhuǎn)速；3、測(cè)量鉆進(jìn)過程中近鉆頭部分承受的扭矩。
【IPC分類】E21B47/00, E21B4/02
【公開號(hào)】CN204754905
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520424302
【發(fā)明人】王瑜, 劉寶林, 王立廣
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日