一种随钻超声波井径刻度装置的制作方法

1.本发明属于石油、天然气勘探开发技术领域，具体地，涉及一种随钻超声波井径刻度装置。


背景技术：

2.随钻井径是钻进过程中重要的参数，对分析决策信息具有重要作用，对岩石物理学家、地质学家和钻井团队有很多应用。现有技术中，利用超声井径井周成像技术，除了可以获得基本的井眼尺寸、井眼形状等特征外，还可以获得破碎带和裂缝的方位，判定井眼稳定性和局部压力等信息，具有很强的实用价值。但是超声波在泥浆中的传播受到很多因素的影响，例如，泥浆的密度、温度、粘度等因素，因此，想要能够测量到精确的井径值，就需要在不同泥浆性能下，对超声波井径进行刻度。现有技术测量井径的精度较差，测量效率也低下，也没有能够在不同泥浆性能下，对超声波井径进行刻度的仪器。目前国内市场上没有随钻超声波井径刻度装置。


技术实现要素：

3.针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种随钻超声波井径刻度装置，该随钻超声波井径刻度装置能够在不同泥浆性能下，对超声波井径进行刻度。
4.为此，根据本发明提供了一种随钻超声波井径刻度装置，包括：仪器支架；固定安装在所述仪器支架上的仪器本体；套装在所述仪器本体上的刻度模块，所述刻度模块设有贯通孔，在所述贯通孔内安装有密封塞，从而在所述贯通孔内且处于所述密封塞和所述仪器本体外壁面之间形成密封的空腔；设置在所述刻度模块的侧部的泥浆漏斗，所述泥浆漏斗与所述空腔连通；以及超声波探测器，所述超声波探测器安装在所述仪器本体外壁的对应于所述空腔的位置处，且所述超声波探测器的发射端对准所述空腔；其中，所述密封塞上设有刻度，所述密封塞能够沿所述空腔运动，以调节所述密封塞与所述超声波探测器之间的距离，并通过所述密封塞上的刻度读出，通过所述泥浆漏斗能够向所述空腔内灌入不同性能的泥浆，所述超声波探测器能够测得超声波穿过泥浆的时间，进而能够计算得到超声波穿过泥浆的速度v，将计算得到的速度v与标准速度v0相比，从而得到刻度系数k。
5.在一个实施例中，所述刻度模块包括构造为长方体形的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分相对的端面分别设有半圆形凹槽，
6.所述第一部分和所述第二部分分别通过所述半圆形凹槽与所述仪器本体的外表面适配安装，并通过连接件紧固连接，从而固定到所述仪器本体上。
7.在一个实施例中，所述第一部分处于所述第二部分的下端，所述贯通孔设置在所述第一部分上。
8.在一个实施例中，所述贯通孔的内壁面设有端面朝上的台肩，所述密封塞构造成圆柱体形，且在所述密封塞的处于所述贯通孔内的一端设有径向向外延伸的环形凸起，
9.所述环形凸起能够与所述台肩适配，从而对所述密封塞形成限位。
10.在一个实施例中，所述密封塞的外表面设有外螺纹，所述贯通孔的内壁面设有与所述外螺纹适配的内螺纹，通过转动所述密封塞能够调节所述密封塞与所述述超声波探测器之间的距离。
11.在一个实施例中，在所述环形凸起与所述贯通孔的内壁之间设有密封件。
12.在一个实施例中，所述超声波探测器嵌入式设置在所述仪器本体的外壁面内。
13.在一个实施例中，还包括用于显示所述空腔内液面的液面指示器，所述液面指示器与所述泥浆漏斗设置在所述刻度模块的同侧。
14.在一个实施例中，所述仪器支架包括水平底板和两块间隔开设置在所述水平底板上的竖直板，所述仪器本体的两端分别通过固定扣安装在两块所述竖直板的上端。
15.在一个实施例中，所述固定扣构造成设有半圆形的第一安装槽的安装板，所述竖直板的上端设有与第一安装槽适配的第二安装槽，所述仪器本体适配安装在所述第一安装槽和第二安装槽对接形成的安装部之间，并通过紧固件形成固定。
16.与现有技术相比，本技术的优点之处在于：
17.根据本发明的随钻超声波井径刻度装置能够通过灌入不同性能的泥浆，其能够通过调节密封塞与超声波探测器的探头间的距离，来对超声波井径仪器进行刻度，能够刻度不同泥浆环境下的井径系数，通过刻度的井径系数，后续可以制作成井径校正图版，为井径测量的准确性做好基础。随钻超声波井径刻度装置一体化程度高，其结构简单，操作方便快捷，刻度精确度可靠，刻度效率高，解决了目前国内市场上没有随钻超声波井径刻度装置的问题，为后续随钻超声波井径仪器的推广做好技术支持。
附图说明
18.下面将参照附图对本发明进行说明。
19.图1显示了根据本发明的随钻超声波井径刻度装置的立体结构。
20.图2是根据本发明的随钻超声波井径刻度装置的正向剖视图。
21.图3是根据本发明的随钻超声波井径刻度装置的侧向剖视图。
22.在本技术中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
23.下面通过附图来对本发明进行介绍。
24.图1显示了根据本发明的随钻超声波井径刻度装置100的立体结构。如图1所示，随钻超声波井径刻度装置100包括仪器支架1、设置在仪器支架1上的仪器本体2、套装在仪器本体2上的刻度模块3和超声波探测器5。刻度模块3的下端与仪器本体2的连接处设有空腔35(见图2)，作为泥浆槽，超声波探测器5安装在仪器本体2的侧壁上，且对准泥浆槽。泥浆槽可灌入不同性能的泥浆，通过灌入不同性能的泥浆，调整刻度模块3和超声波探测器5的探头之间的距离，能够对超声波井径仪器进行刻度。
25.根据本发明的一个实施例，仪器支架1包括水平底板11和两块间隔开设置在水平底板11上的竖直板12，两块竖直板12相互平行设置，且与水平底板11垂直。水平底板11为矩形板状，且中部挖空，这能够有效节省材料。
26.如图1和图2所示，仪器本体2为中空圆柱体形，且仪器本体2的中部的内径小于两端部分的内径，仪器本体2的内部设有电气元件(未示出)。仪器本体2的两端分别固定安装在仪器支架1的两块竖直板12的上端。在一个实施例中，仪器本体1的两端分别通过固定扣7与仪器支架固定连接。固定扣7构造成设有半圆形的第一安装槽71的安装板，竖直板12的上端设有与第一安装槽适配的第二安装槽121，仪器本体2的两端适配安装在第一安装槽71和第二安装槽121对接形成的安装部之间，并通过紧固件形成固定。固定件例如可以为螺栓，在竖直板12的上端面设有螺纹盲孔，在固定扣7上设有能与螺纹盲孔对应的通孔，固定件穿过通孔并对应安装到螺纹盲孔中进行紧固安装，从而将仪器本体2固定安装到仪器支架1上。
27.根据本发明，刻度模块3包括构造为长方体形的第一部分31和第二部分32，第一部分31处于第二部分32的下端。第一部分31和第二部分32相对的端面分别设有半圆形凹槽，半圆形凹槽与仪器本体12的外周表面适配。第一部分31和第二部分32分别通过半圆形凹槽与仪器本体2的外表面适配安装，并通过连接件紧固连接，从而将刻度模块3固定到仪器本体2上。连接件例如可以为螺栓螺母组件。
28.如图2所示，刻度模块3设有贯通孔33，贯通孔33设置在第一部分31上，且设置成处于仪器本体1的正下方。在贯通孔33内安装有密封塞34，从而在贯通孔33内且处于密封塞34和仪器本体2的外壁面之间形成密封的空腔35。同时，在仪器本体1的对应于贯通孔33的外壁面区域设有安装槽，超声波探测器5嵌入式安装在安装槽内，且超声波探测器5的发射端垂直向下对准空腔35。在一个实施例中，安装槽的底部设有连接孔，连接孔与仪器本体1的内部空间连通，超声波探测器5的信号线能够穿过连接孔与仪器本体2的内部空间的电气元件连接。密封塞34上设有刻度，密封塞34能够沿空腔35运动，以调节密封塞34与超声波探测器5之间的距离，并通过密封塞34上的刻度读出。
29.根据本发明，可以在密封塞34的外周表面设置外螺纹，在贯通孔33的内壁面设有内螺纹，密封塞34通过外螺纹与贯通孔33内的内螺纹适配安装，形成连接。由此，通过转动密封塞34，能够使密封塞34沿空腔35运动，从而调节密封塞34与超声波探测器5之间的距离。
30.根据本发明的一个实施例，贯通孔33的内壁面设有端面朝上的台肩331，密封塞34构造成圆柱体形，且在密封塞34的处于贯通孔33内的一端设有径向向外延伸的环形凸起341。环形凸起341能够与台肩331适配，从而对密封塞34形成限位。在本实施例中，贯通孔33内的内螺纹可以理解为设置在贯通孔33的处于台肩331的下端部分内壁上的内螺纹。
31.为了保证密封塞34与贯通孔33之间的密封性，在环形凸起341与贯通孔33的内壁面之间设有密封件36。如图2所示，可以在环形凸起341的外表面设有径向向内延伸的密封槽，密封件36安装在密封槽中。这样能够有效保证空腔35的密封性。
32.如图1和3所示，根据本发明，随钻超声波井径刻度装置100还包括设置在刻度模块3的侧部的泥浆漏斗4，泥浆漏斗4与通过连接管与空腔35连通。泥浆漏斗4用于向空腔35内灌注泥浆。
33.根据本发明的一个实施例，随钻超声波井径刻度装置100还包括用于显示空腔35内液面的液面指示器6，液面指示器6与泥浆漏斗4设置在刻度模块3的相同侧。在向空腔35内灌注泥浆时能够通过液面指示器6显示空腔5内的泥浆的液面高度，且液面指示器6与泥
浆漏斗4设置在刻度模块3的相同侧能够便于进行观测。
34.下面简述根据本发明的随钻超声波井径刻度装置100的工作过程和原理。首先，通过转动密封塞34，调节密封塞34与超声波探测器5之间的距离，并通过密封塞34上的刻度读出，此为密封塞34与超声波探测器5之间的距离s。之后，通过泥浆漏斗4向空腔35内灌入不同性能的泥浆。之后，通过超声波探测器5测得超声波穿过泥浆的时间t，进而通过公式v＝s/t计算得到超声波穿过泥浆的速度v，并将计算得到的速度v与标准速度v0相比，从而得到刻度系数k。其中，标准速度v0例如可以为已知的超声波穿过水的速度。由此，完成随钻超声波井径的刻度。通过向空腔35内灌入不同性能的泥浆，并通过调节密封塞34与超声波探测器5的探头间的距离，可以刻度不同泥浆环境下的井径系数。
35.根据本发明的随钻超声波井径刻度装置100能够通过灌入不同性能的泥浆，通过调节密封塞34与超声波探测器5的探头间的距离，来对超声波井径仪器进行刻度，其能够刻度不同泥浆环境下的井径系数，通过刻度的井径系数，后续可以制作成井径校正图版，为井径测量的准确性做好基础。随钻超声波井径刻度装置100一体化程度高，其结构简单，安装操作方便快捷，刻度精确度可靠，刻度效率高，解决了目前国内市场上没有随钻超声波井径刻度装置的问题，为后续随钻超声波井径仪器的推广做好技术支持。
36.最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。