一种井下钻柱振动随钻监测装置和方法

摘要

本发明公开了一种井下钻柱振动随钻监测装置，它包括钻铤短节（1），钻铤短节（1）内设置有上保护接头（2）和下保护接头（3），上保护接头（2）和下保护接头（3）形成的容置腔（8）内设有加速度传感器（10），下保护接头（3）下端连接探管（12），探管（12）内固定设置有电池组（15）和电子电路板（16），电子电路板（16）连接电池组（15）和加速度传感器（10）；还公开了监测方法。本发明的有益效果是：解决了现有装置不能分别测量钻柱纵向振动、横向振动和扭转振动的问题，测量准确，避免了信息失真；可安装在钻柱的不同部位，与MWD连接使用，可以将异常振动实时传输至地面，结构简单、工作可靠、使用寿命长。

主权项

一种井下钻柱振动随钻监测装置，其特征在于：它包括钻铤短节(1)，钻铤短节(1)的内壁呈阶梯型，且钻铤短节(1)上段内壁的内径大于下段内壁的内径，钻铤短节(1)的上段内壁内设置有上保护接头(2)和下保护接头(3)，上保护接头(2)和下保护接头(3)均为双层套管结构，双层套管结构的内层管(4)和外层管(5)间通过连接棱(6)连接，上保护接头(2)和下保护接头(3)通过设置在各自内层管(4)上的螺纹紧密连接为一体，下保护接头(3)的下表面由钻铤短节(1)的阶梯型内壁的台阶面(7)支撑，上保护接头(2)和下保护接头(3)的内层管(4)形成容置腔(8)，容置腔(8)内设置有通过螺纹与上保护接头(2)和下保护接头(3)的内层管(4)连接的传感器支架(9)，传感器支架(9)上固定设置有加速度传感器(10)，上保护接头(2)的内层管(4)的上端通过螺纹紧密连接上封堵装置(11)，下保护接头(3)的内层管(4)的下端通过螺纹紧密连接探管(12)，探管(12)的下端通过螺纹连接支撑堵头(13)，探管(12)和支撑堵头(13)位于钻铤短节(1)的下段内壁内，且下段内壁上设置有支撑支撑堵头(13)的定位台阶(14)，探管(12)内固定设置有电池组(15)和电子电路板(16)，电子电路板(16)通过电线分别连接电池组(15)和加速度传感器(10)，加速度传感器(10)通过电线连接电池组(15)，电线由上保护接头(2)或下保护接头(3)的内层管(4)内通过；上保护接头(2)的上方安装有弹性垫块(17)，弹性垫块(17)下端面与上保护接头(2)的上端面之间设置有弹簧(18)；所述的加速度传感器(10)为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动和横向振动加速度的三轴加速度传感器(20)和以180度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动角加速度的单轴加速度传感器A(21)和单轴加速度传感器B(22)；或所述的加速度传感器(10)为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器C(23)和以120度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器D(24)、单轴加速度传感器E(25)和单轴加速度传感器F(26)；或所述的加速度传感器(10)为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器G(27)和以30度相位差安装在半径为R的圆周线、Y轴附近的切线方向上、测量钻柱扭转振动角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器H(28)、单轴加速度传感器I(29)和单轴加速度传感器J(30)。