CN103362460B - 套管井测井仪错位支撑式扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套管井测井仪错位支撑式扶正器，其采用支撑臂、顶杆、弹簧、及座套形成杠杆结构，当套管内径发生轻微变化时，支撑臂转动，弹簧受力变化不大，弹簧力臂几乎不变，所以滚轮的支撑力通过杠杆机构的缓冲和补偿几乎不发生改变；每个滚轮向心布置使扶正器的居中性能更佳，两组扶正臂在轴线方向上错开布置使扶正器更加稳定，越过障碍更加容易。处于中心杆上的定位凸台即可以防止滚轮两侧支撑臂过度靠近发生损坏，同时，对滑动的座套又具有限位作用。本发明适用于多种规格的套管，通过转动压盖与滑座之间螺纹，调整座套与压盖间内空的长度，来控制弹簧力的大小，从而可在实际测井作业中可根据套管内径大小来调整支撑力的大小。

Description

套管井测井仪错位支撑式扶正器

技术领域

本发明涉及一种石油测井仪器的扶正装置，具体地指一种套管井测井仪错位支撑式扶正器。

背景技术

在套管井测井作业中，需要测井仪居于套管中心，因此扶正器是常用的井下测井辅助设备，尤其在水平井中测井，测井仪工作在水平状态，如果测井仪不能有效居于套管中心，将严重影响测井效果，甚至导致测井失败。水平状态下，扶正器承载测井仪器的全部重量，需要扶正器提供较大的支撑力；测井仪在水平井段输送过程中，扶正器的摩擦阻力越小，所需的输送动力越小，输送距离就越远；同时，测井仪在水平井段测井过程中，扶正器的摩擦阻力和振动越小，对测井数据的干扰越小。

中国实用新型专利提供了一种八壁滚轮扶正器（ZL 200520019461.X），该扶正器具有较好的支撑力，能撑起整个测井仪的重量，且支撑力可以调节，适用性较好。但是，它在使用中还存在如下缺陷：1、左右支撑臂在套管井内前后移动时，偶尔会发生卡死现象，导致测井工作无法进行下去；2、套管井内出现腐蚀坑时，该扶正器输送到此处的往往会有支撑臂陷入坑中，而无法扶正测井仪，从而不能获得较准确的数据；3、当滚轮与滚轮销轴之间的摩擦仍是滑动摩擦，滚轮或是滚轮销轴的磨损严重。

发明内容

本发明的目的在于克服现有扶正器的测井时易发生卡死、无法在井内坑凹处测量、滚轮或滚轮销轴磨损严重的缺陷，提供一种结构简单、维护方便、使用成本低的套管井测井仪错位支撑式扶正器。

为实现上述目的，本发明所设计的套管井测井仪错位支撑式扶正器，包括用在套管井中承载并输送测井仪轴向移动的中心杆，

所述中心杆的中部设置有定位环台，所述定位环台两端的中心杆上对称布置有座套，所述座套呈台阶式套筒结构，其内侧小套筒与中心杆滑动配合且通过定位环台限位，其外侧大套筒与穿过中心杆的压盖螺纹连接，其中间台阶面上设置有通孔，所述通孔中穿插有顶杆；

所述压盖、外侧大套筒、中间台阶面和中心杆形成的环形内腔中设置有弹簧和滑环，所述弹簧的一端与压盖抵接配合，所述弹簧的另一端与滑环的一面抵接配合，所述滑环的另一面与顶杆的尾部抵接配合；

所述对称布置的座套之间沿周向布置有偶数套扶正臂，其中相邻两套扶正臂沿中心杆的轴线方向错位布置，每套扶正臂包括一对规格相同的支撑臂，该对支撑臂的相向端均通过同一滚轮销轴与滚轮同轴铰接相连，该对支撑臂的相背端分别通过各自的撑臂销轴与对应的连接座铰接相连，两个连接座则分别固定设置在两个内侧小套筒的外壁上；

该对支撑臂的相背端还分别设置有绕撑臂销轴旋转的凸轮，两个凸轮中至少有一个与其对应位置处的顶杆的头部抵接配合；在弹簧处于压缩状态下，其反作用力依次通过滑环、顶杆传递到凸轮，从而驱动支撑臂转动，进而使滚轮顶住套管井的内壁。

优选地，所述扶正臂沿周向布置有4~10个。

更优选地，所述扶正臂沿周向布置有6个。

优选地，所述扶正臂仅有一侧的凸轮与其对应位置处的顶杆的头部抵接配合；相邻扶正臂则由另一侧的凸轮与其对应位置处的顶杆的头部抵接配合。

优选地，所述扶正臂分成数量相等的两组，两组中的扶正臂沿周向相互交错布置，同一组中的扶正臂的几何中心位于中心杆的同一横截面上，不同组中的扶正臂的几何中心沿中心杆的轴线方向错位布置。

优选地，所述滚轮为轴承。

本发明的有益效果如下：

1）处于中心杆上的定位凸台即可以防止滚轮两侧支撑臂过度靠近发生损坏，同时，对滑动的座套又具有限位作用，防止其移动范围过大，而发生卡死。

2）扶正臂仅有一个支撑臂和顶杆相抵接，且相邻扶正臂的不同侧支撑臂与顶杆抵接配合，这样扶正器在套管井内前后移动时，灵活度更大。

3）支撑臂、顶杆、弹簧、及座套形成杠杆结构；当套管内径发生轻微变化时，支撑臂转动，其上的凸轮与顶杆抵接，由于凸轮转动所带来的顶杆位移很小，弹簧受力变化不大，弹簧力的力臂几乎不变，所以滚轮的支撑力通过杠杆机构的缓冲和补偿几乎不发生改变；每个滚轮向心布置使扶正器的居中性能更佳，两组扶正臂在轴线方向上错开布置使扶正器更加稳定，越过障碍更加容易。

4）本发明摩擦阻力小，滚轮采用滚子轴承，真正意义上实现扶正器的滚动摩擦，轴承滚轮向心布置消除了轴承的偏心载荷，由于采用标准轴承使得维护方便且使用成本低。

5）本发明能适用于多种规格的套管，压盖与滑座之间螺纹连接，通过转动螺纹，调整座套与压盖间内空的长度，来控制弹簧力的大小，从而可在实际测井作业中可根据套管内径大小来调整支撑力的大小。

附图说明

图1为本发明的套管井测井仪错位支撑式扶正器使用状态下的结构示意图。

图2为图1中扶正臂的放大结构示意图。

图3为图1中座套的放大结构示意图。

图4为图1中A—A的剖视结构示意图。

图5为图1中B—B的剖视结构示意图。

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1~5所示，套管井测井仪错位支撑式扶正器，套管井测井仪错位支撑式扶正器，包括用在套管井11中承载并输送测井仪轴向移动的中心杆10，

中心杆10的中部设置有定位环台10a，定位环台10a两端的中心杆10上对称布置有座套3，座套3呈台阶式套筒结构，其内侧小套筒3a与中心杆10滑动配合且通过定位环台10a限位，其外侧大套筒3b与穿过中心杆10的压盖1螺纹连接，其中间台阶面3c上设置有通孔3e，通孔3e中穿插有顶杆5；

压盖1、外侧大套筒3b、中间台阶面3c和中心杆10形成的环形内腔中设置有弹簧2和滑环4，弹簧2的一端与压盖1抵接配合，弹簧2的另一端与滑环4的一面抵接配合，滑环4的另一面与顶杆5的尾部抵接配合；

对称布置的座套3之间沿周向布置有6套扶正臂7，其中相邻两套扶正臂7沿中心杆10的轴线方向错位布置，如图2、3所示，每套扶正臂7包括一对规格相同的支撑臂7a，该对支撑臂7a的相向端均通过同一滚轮销轴7b与滚轮7c同轴铰接相连，该对支撑臂7a的相背端分别通过各自的撑臂销轴7d与对应的连接座3d铰接相连，两个连接座3d则分别固定设置在两个内侧小套筒3a的外壁上，滚轮7c为轴承。

该对支撑臂7a的相背端还分别设置有绕撑臂销轴7d旋转的凸轮7e，两个凸轮7e中至少有一个与其对应位置处的顶杆5的头部抵接配合；本实施例中，扶正臂7仅有一侧的凸轮7e与其对应位置处的顶杆5的头部抵接配合；相邻扶正臂7则由另一侧的凸轮7e与其对应位置处的顶杆5的头部抵接配合。

在弹簧2处于压缩状态下，其反作用力依次通过滑环4、顶杆5传递到凸轮7e，从而驱动支撑臂7a转动，进而使滚轮7c顶住套管井11的内壁。

如图4、5所示，扶正臂7分成数量相等的两组，两组中的扶正臂7沿周向相互交错布置，同一组中的扶正臂7的几何中心位于中心杆10的同一横截面上，不同组中的扶正臂7的几何中心沿中心杆10的轴线方向错位布置。

再如图1所示，使用上述套管井测井仪错位支撑式扶正器时，先通过转动压盖1和座套3之间的螺纹，调节两者内空的长度，来控制弹簧2力量的大小，从而适应不同管径的套管11，随着弹簧2的挤压，顶杆5伸出，两个支撑臂7a绕撑臂销轴7d向外转动，带动滚轮7c向外顶出，同时座套3相互靠拢，直到抵住定位环台10a停止，中心杆10上的定位环台10a可以防止扶正臂7的两个支撑臂7a过度靠近，而引起扶正臂7损坏。

在扶正臂7进入套管11后，滚轮7c受到套管11管壁的压力，压力通过滚轮销轴7b传递至支撑臂7a，支撑臂7a绕连接座3d向内旋转，从而推动对称布置座套3互相远离。

现有技术中采用两侧顶杆5分别与一套扶正臂7的两个支撑臂7a相抵接，且中心杆10上没有设置定位环台10a，在扶正器前后移动过程中，当座套3不慎滑动至中心杆10端部而抵住时，很容易使支撑臂7a的一端受到限制发生卡死，本发明仅在支撑臂7a一端设置顶杆5，可以极大地增加支撑臂7a活动时的自由度，且定位环台10a可以对座套3的移动范围加以限制，防止座套3移动到中心杆10端部而发生卡死。

六个扶正臂7的几何尺寸和受力状况相同，同时张开或收拢且程度一致，当套管11内表面发生腐蚀时，前一组扶正臂7的滚轮7c滚动到腐蚀表面，后一组的扶正臂7将起到支撑作用，前一组的滚轮7c不会张开而掉入腐蚀的凹陷里，且每个扶正臂7连同滚轮7c向心布置，支撑力垂直于套管11内壁，可以使扶正器在圆周各个方向上得到有效的支撑，既增加了扶正器在套管11圆周方向上的稳定性，滚轮7c没有偏心负载，又能减少了扶正器的磨损。

Claims (10)

1.一种套管井测井仪错位支撑式扶正器，包括用在套管井（11）中承载并输送测井仪轴向移动的中心杆（10），其特征在于：

所述中心杆（10）的中部设置有定位环台（10a），所述定位环台（10a）两端的中心杆（10）上对称布置有座套（3），所述座套（3）呈台阶式套筒结构，其内侧小套筒（3a）与中心杆（10）滑动配合且通过定位环台（10a）限位，其外侧大套筒（3b）与穿过中心杆（10）的压盖（1）螺纹连接，其中间台阶面（3c）上设置有通孔（3e），所述通孔（3e）中穿插有顶杆（5）；

所述压盖（1）、外侧大套筒（3b）、中间台阶面（3c）和中心杆（10）形成的环形内腔中设置有弹簧（2）和滑环（4），所述弹簧（2）的一端与压盖（1）抵接配合，所述弹簧（2）的另一端与滑环（4）的一面抵接配合，所述滑环（4）的另一面与顶杆（5）的尾部抵接配合；

所述对称布置的座套（3）之间沿周向布置有偶数套扶正臂（7），其中相邻两套扶正臂（7）沿中心杆（10）的轴线方向错位布置，每套扶正臂（7）包括一对规格相同的支撑臂（7a），该对支撑臂（7a）的相向端均通过同一滚轮销轴（7b）与滚轮（7c）同轴铰接相连，该对支撑臂（7a）的相背端分别通过各自的撑臂销轴（7d）与对应的连接座（3d）铰接相连，两个连接座（3d）则分别固定设置在两个内侧小套筒（3a）的外壁上；

该对支撑臂（7a）的相背端还分别设置有绕撑臂销轴（7d）旋转的凸轮（7e），两个凸轮（7e）中至少有一个与其对应位置处的顶杆（5）的头部抵接配合；在弹簧（2）处于压缩状态下，其反作用力依次通过滑环（4）、顶杆（5）传递到凸轮（7e），从而驱动支撑臂（7a）转动，进而使滚轮（7c）顶住套管井（11）的内壁。

2.根据权利要求1所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述扶正臂（7）沿周向布置有4~10个。

3.根据权利要求1所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述扶正臂（7）沿周向布置有6个。

4.根据权利要求1或2或3所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述扶正臂（7）仅有一侧的凸轮（7e）与其对应位置处的顶杆（5）的头部抵接配合；相邻扶正臂（7）则由另一侧的凸轮（7e）与其对应位置处的顶杆（5）的头部抵接配合。

5.根据权利要求1或2或3所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述扶正臂（7）分成数量相等的两组，两组中的扶正臂（7）沿周向相互交错布置，同一组中的扶正臂（7）的几何中心位于中心杆（10）的同一横截面上，不同组中的扶正臂（7）的几何中心沿中心杆（10）的轴线方向错位布置。

6.根据权利要求4所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述扶正臂（7）分成数量相等的两组，两组中的扶正臂（7）沿周向相互交错布置，同一组中的扶正臂（7）的几何中心位于中心杆（10）的同一横截面上，不同组中的扶正臂（7）的几何中心沿中心杆（10）的轴线方向错位布置。

7.根据权利要求1或2或3所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述滚轮（7c）为轴承。

8.根据权利要求4所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述滚轮（7c）为轴承。

9.根据权利要求5所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述滚轮（7c）为轴承。

10.根据权利要求6所述的套管井测井仪错位支撑式扶正器，其特征在于：所述滚轮（7c）为轴承。