CN102536198B - 过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构 - Google Patents

Abstract

一种过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构，包括横置油缸，横置油缸的纵向对称中心位置设置有固定套，固定套内部设置有上滑动中间套和下滑动中间套，上滑动中间套和下滑动中间套内设置有上滑动套筒和下滑动套筒，上滑动套筒和下滑动套筒的内部设置有测量电极探针，测量电极探针的外周设置有探针上绝缘套。横置油缸活塞端部的连杆铰接套和上滑动套筒和下滑动套筒之间铰接有短连杆。本发明可避免因高温环境引起的推靠皮囊破裂影响测井仪可靠性的技术问题，可在较高温度下可靠进行地层电阻率测量，使测井成功率大大提高，同时减少了仪器维护工作量。

Description

过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构

技术领域

本发明涉及石油工业开发领域中的电法井下测井仪，具体地指一种过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构。

背景技术

过套管电阻率测井仪是进行地层电阻率测量的测井仪器。在使用过套管电阻率测井仪测井时，液压系统通过推靠机构把测量电极探针推靠到金属套管内壁上，要求测量电极探针与套管壁可靠接触，接触电阻尽量小且稳定。测井仪在井下完成测量且测量方法为点测，每测量一个点至少需要推靠测量电极探针一次，遇到套管壁腐蚀、结蜡严重时，同一个点需要多次推靠才能保证测量电极探针与套管壁接触良好。按有效测量深度50米来计算，测井一次通常需要推靠测量电极探针两三百次。

现有过套管电阻率测井仪的测量电极探针推靠通常利用液压动力推动测量电极内部橡胶胶囊张开实现推靠，卸去液压力后利用弹簧将测量电极探针收回。授权公告号为CN201310347Y的中国专利《一种过套管电阻率仪器推靠皮囊》就是公开了一种测量电极推靠用皮囊。采用橡胶胶囊推靠结构的不足之处在于：当测井比较深，特别是超过3000米，井温超过130度后，所用橡胶胶囊高温环境下使用时寿命急剧下降，容易出现破裂，可靠性大幅度降低。此外，每支测井仪总共设置有8个橡胶胶囊，只要其中一个橡胶胶囊出现破裂，则整支仪器无法正常工作，大大降低了仪器整体的可靠性。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种可实现较高温度下可靠进行地层电阻率测量的过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构。

为实现上述目的，本发明所设计的过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构包括设置在左、右两端的承重连接组件，以及套装在左、右两端承重连接组件之间的电极壳体。所述电极壳体内部且位于左、右两端承重连接组件的对称位置处设置有横置油缸。所述横置油缸由固连于电极壳体的缸套及缸套内的活塞构成；所述横置油缸的纵向对称中心位置设置有固连于电极壳体的固定套，所述固定套内部设置有与之滑动配合的上滑动中间套和下滑动中间套；所述上滑动中间套和下滑动中间套内分别设置有上滑动套筒和下滑动套筒；所述上滑动套筒和下滑动套筒的内部均设置有测量电极探针，所述测量电极探针的外周设置有探针上绝缘套，所述上滑动套筒或下滑动套筒与测量电极探针之间设置有探针下绝缘垫。所述活塞的端部设置有连杆铰接套；所述连杆铰接套的上下两端与上滑动套筒和下滑动套筒之间分别铰接设置有短连杆。

进一步地，为使推靠机构可靠回收，保护连杆机构不受损，并防止测井仪直径过大而卡井，所述上滑动套筒和下滑动套筒的一端分别设置有与之滑动配合的探针板固定套。所述探针板固定套的端面固连有探针板，所述探针板和探针上绝缘套之间设置有探针保护弹簧。所述电极壳体的两端外圈滑动配合设置有滑动套；所述滑动套的内侧设置有与所述电极壳体固连的弹簧座；所述弹簧座与滑动套之间设置有滑动套复位弹簧；所述滑动套与探针板之间铰接设置有长连杆。

再进一步地，为了保证测量电极探针的正确导向，并减少相对滑动接触面积，所述上滑动套筒和下滑动套筒的一端固定设置有滑套，所述滑套与上滑动中间套和下滑动中间套滑动配合；

更进一步地，为了保证测井仪连接可靠，所述承重连接组件通过螺纹环与电极壳体相连。

本发明的优点在于：所设计的过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构采用居中布置的横置油缸作为动力，并采用了连杆机构作为动力传递机构。测量时，横置油缸能够产生巨大的液压推力，通过短连杆将动力传递到测量电极探针，测量电极探针伸出并扎入套管壁进行测量。取消了现有结构中的推靠皮囊，可避免因高温环境引起的推靠皮囊破裂影响测井仪可靠性的技术问题，可在较高温度可靠进行地层电阻率测量，使测井成功率大大提高，同时减少了仪器维护工作量。

附图说明

图1为本发明过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构处于收拢状态时的结构示意图。

图2为本推靠机构处于张开状态时的结构示意图。

图3为本推靠机构处于收拢状态时的轴截面示意图。

图4为本推靠机构的油管及走线结构示意图。

图5为本推靠机构处于收拢状态时的机构简图。

图6为本推靠机构处于张开状态时的机构简图。

图中：承重连接组件1，螺纹环2，滑动套3，滑动套复位弹簧4，电极壳体5，长连杆6，短连杆7，测量电线组件8，探针板9，探针保护弹簧10，测量电极探针11，探针上绝缘套12，弹簧座13，探针板固定套14，固定套15，横置油缸16，缸套16a，活塞16b，密封组件16c，上滑动中间套17，下滑动中间套18，连杆铰接套19，上滑动套筒20，下滑动套筒21，探针下绝缘垫22，油管23，滑套24，导向螺钉25。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本发明的过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构呈对称结构，包括设置在左、右两端的承重连接组件1，左、右两端承重连接组件1通过螺纹环2与电极壳体5相连。电极壳体5内部且位于左、右两端承重连接组件1的对称位置处设置有横置油缸16，横置油缸16由固连于电极壳体5的缸套16a及缸套16a内的活塞16b构成，缸套16a与活塞16b通过密封组件16c进行动密封。

横置油缸16的缸套16a纵向对称中心位置处开有圆形孔，圆形孔内设置有固连于电极壳体5的固定套15，为了便于安装，固定套15由上、下对称布置的两部分组成，内部分别设置有与之滑动配合的上滑动中间套17和下滑动中间套18，形成了第一级滑动导向；上滑动中间套17和下滑动中间套18内分别设置有上滑动套筒20和下滑动套筒21，上滑动套筒20和下滑动套筒21相对的一端通过弹性销分别固定设置有滑套24，滑套24分别与上滑动中间套17和下滑动中间套18滑动配合，形成了第二级滑动导向。

上滑动套筒20和下滑动套筒21相背的一端分别设置有与之滑动配合的探针板固定套14，两者间的滑动通过导向螺钉25进行导向。探针板固定套14的端面通过螺钉固连有探针板9。上滑动套筒20和下滑动套筒21的内部均设置有测量电极探针11，测量电极探针11针尖处材质采用硬质合金。上滑动套筒20或下滑动套筒21与测量电极探针11之间设置有peek材料的探针下绝缘垫22，测量电极探针11的外周设置有探针上绝缘套12，使测量电极探针11与电极壳体5电绝缘，以便能够通过测量电极探针11准确地测量到套管壁上被测点的微弱电信号。探针板9和探针上绝缘套12之间设置有探针保护弹簧10。本推靠机构处于收拢状态时的轴截面如图3所示。

活塞16b的端部通过固定销连接设置有连杆铰接套19，连杆铰接套19的上下两端与上滑动套筒20和下滑动套筒21之间分别铰接设置有短连杆7。横置油缸16、短连杆7以及上滑动套筒20和下滑动套筒21形成了一个双滑块机构，可以将横置油缸16产生的推力转化为测量电极探针11所需的推靠力。

电极壳体5的两端外圈滑动配合设置有滑动套3，滑动套3的内侧设置有与所述电极壳体5固连的弹簧座13，弹簧座13与滑动套3之间设置有滑动套复位弹簧4，滑动套3与探针板9之间铰接设置有长连杆6。滑动套3、长连杆6以及探针板9也形成了一个双滑块机构，通过探针保护弹簧10传递动力，主要作用是使推靠机构可靠回收，保护连杆机构不受损，并防止测井仪直径过大而卡井。

实际布置时，测量电线组件8的运动位置受长连杆6上的线卡约束，油管23与缸套16a通过焊接方式连接，将螺纹接头放置于电极壳体5内空间开阔处，如图4所示。

本发明的工作原理如下：

当横置油缸16内传来液压系统的高压油时，活塞16b在油压作用下向横置油缸16的对称轴中心运动，带动连杆铰接套19产生相同方向的运动，并将动力通过短连杆7传递至上滑动套筒20和下滑动套筒21使之伸出，由于结构的对称性，测量电极探针11沿着电极壳体5的径向运动(即与井筒成垂直方向)，扎入套管壁内实现测量。此时，探针保护弹簧10推动探针板9也沿着电极壳体5的径向移动，并通过长连杆6将动力传递至滑动套3上，左右两端的滑动套3同步地压缩滑动套复位弹簧4向内收。

当液压系统泄压时，横置油缸16内外压差为零，此时滑动套复位弹簧4的复位推力大于由横置油缸通过连杆机构传递过来的力量，将滑动套3向外推回。此时，滑动套3通过长连杆6、探针板9以及探针保护弹簧10带动上滑动套筒20和下滑动套筒21缩回。

本发明呈对称结构，收拢状态时外径为￠95mm，张开状态时探针外径最大可达￠172mm，两级导向滑动可保证测量电极探针11的运动轨迹与电极壳体5的轴线垂直，即与套管壁垂直，可适应套管井规格为5′～7′，井温为150℃，井压为100Mpa，测量电极探针11产生对井壁的压力≥50N。

Claims (2)

1.一种过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构，包括设置在左、右两端的承重连接组件(1)，以及套装在左、右两端承重连接组件(1)之间的电极壳体(5)，其特征在于：

所述电极壳体(5)内部且位于左、右两端承重连接组件(1)的对称位置处设置有横置油缸(16)；所述横置油缸(16)由固连于电极壳体(5)的缸套(16a)及缸套(16a)内的活塞(16b)构成；所述横置油缸(16)的纵向对称中心位置设置有固连于电极壳体(5)的固定套(15)，所述固定套(15)内部设置有与之滑动配合的上滑动中间套(17)和下滑动中间套(18)；所述上滑动中间套(17)和下滑动中间套(18)内分别设置有上滑动套筒(20)和下滑动套筒(21)；所述上滑动套筒(20)和下滑动套筒(21)的内部均设置有测量电极探针(11)；所述测量电极探针(11)的外周设置有探针上绝缘套(12)；所述上滑动套筒(20)或下滑动套筒(21)与测量电极探针(11)之间设置有探针下绝缘垫(22)；所述活塞(16b)的端部设置有连杆铰接套(19)；所述连杆铰接套(19)的上下两端与上滑动套筒(20)和下滑动套筒(21)之间分别铰接设置有短连杆(7)；

所述上滑动套筒(20)和下滑动套筒(21)的一端分别设置有与之滑动配合的探针板固定套(14)；所述探针板固定套(14)的端面固连有探针板(9)；所述探针板(9)和探针上绝缘套(12)之间设置有探针保护弹簧(10)；所述电极壳体(5)的两端外圈滑动配合设置有滑动套(3)；所述滑动套(3)的内侧设置有与所述电极壳体(5)固连的弹簧座(13)；所述弹簧座(13)与滑动套(3)之间设置有滑动套复位弹簧(4)；所述滑动套(3)与探针板(9)之间铰接设置有长连杆(6)；

所述上滑动套筒(20)和下滑动套筒(21)的另一端固定设置有滑套(24)，所述滑套(24)与上滑动中间套(17)和下滑动中间套(18)滑动配合。

2.根据权利要求1所述的过套管电阻率测井仪测量电极推靠机构，其特征在于：所述承重连接组件(1)通过螺纹环(2)与电极壳体(5)相连。