CN104405299B - 轮式扶正器及石油仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的轮式扶正器，包括：用于连接石油仪器相邻两个模块的扶正器套筒芯(01)；套设在扶正器套筒芯(01)两端之间，且与扶正器套筒芯(01)相对固定的管夹(04)；沿与管夹(04)轴线平行的方向自管夹(04)的端部伸出的多根支撑杆(03)；一一对应地设置在多根支撑杆(03)的自由端，且用于沿钻杆杆腔内壁滚动的滚轮(02)。本发明还提供一种具有上述轮式扶正器的石油仪器。上述方案解决了目前扶正器上的橡胶块被腐蚀较严重、橡胶块与钻杆杆腔内壁之间摩擦较大导致的寿命较短问题，同时能够缓解橡胶块与钻杆杆腔内壁之间摩擦较大对石油仪器打捞或吊装工作的影响。
Description
技术领域
本发明涉及石油仪器设计技术领域，更为具体地说，涉及一种轮式扶正器及石油仪器。
背景技术
在石油钻探过程中，随着钻探设备钻杆的逐渐深入，钻杆杆腔内设置的石油仪器(例如测斜仪)会将探测数据陆续传输至地面，以实现地面设备对探测数据的后续处理。随着钻井深度的逐渐增大，石油仪器的位置越来越深。我们知道，钻井环境比较恶劣，而且对石油仪器损害较大。因此石油仪器的损坏现象时有发生，相对应的，对石油仪器的检修或更换也时常发生。
通常，石油仪器放置在钻杆杆腔内的基座上，且由多个相互连接的模块(例如数据采集模块、电池模块、打捞接头等)构成，相邻的两个模块可以通过扶正器相连。目前，石油仪器一旦发生损坏就需要提钻升井，即，将钻杆一节节打捞起来，直至石油仪器所在的一节钻杆打捞到为止，然后再对石油仪器实施更换或检修。石油仪器实施更换或检修后再重新安装到相应的探杆中，最后再重新连接每节钻杆以陆续向钻井中下放。上述过程中，由于需要对一节节钻杆实施拆卸和安装，所以存在劳动强度大、效率低、成本高等问题。为此，本发明创造的发明人在其相应的专利申请中提供了石油仪器打捞系统及石油仪器吊装系统。其中：石油仪器打捞系统和石油仪器吊装系统在无需提钻升井的前提下能够分别实现对石油仪器的打捞及吊装，进而能够解决目前提钻升井方式存在的劳动强度大、效率低、成本高等问题。但是对石油仪器打捞或吊装工作仍然存在问题。在打捞或吊装石油仪器的过程中，石油仪器在提拉绳的带动下沿着钻杆的杆腔移动，移动过程中石油仪器会在钻杆杆腔内摆动进而会撞击钻杆杆腔内壁，最终导致石油仪器发生撞击损坏。为此，石油仪器的扶正器发挥了其稳定整个石油仪器的功能。目前，扶正器上设置有橡胶块，通过橡胶块与钻杆杆腔内壁之间的接触以避免石油仪器撞击钻杆杆腔内壁。
但是，钻井中较恶劣的环境，对扶正器上的橡胶块腐蚀较严重，而且橡胶块与钻杆杆腔内壁之间的摩擦较大，使得橡胶块的磨损较严重。因此，目前的扶正器存在寿命较短的问题。同时，上述扶正器上的橡胶块与钻杆杆腔内壁之间较大的摩擦力会不利于整个石油仪器的起吊或下放，最终严重影响石油仪器的打捞或吊装工作。
发明内容
一方面，本发明提供了一种轮式扶正器，以解决目前扶正器上的橡胶块被腐蚀较严重以及橡胶块与钻杆杆腔内壁之间摩擦较大所导致的寿命较短问题；同时缓解橡胶块与钻杆杆腔内壁之间摩擦较大对石油仪器打捞或吊装工作的影响。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
轮式扶正器，包括：
用于连接石油仪器相邻两个模块的扶正器套筒芯；
套设在所述扶正器套筒芯两端之间，且与所述扶正器套筒芯相对固定的管夹；
沿与所述管夹轴线平行的方向自所述管夹的端部伸出的多根支撑杆；
一一对应地设置在多根所述支撑杆的自由端，且用于沿钻杆杆腔内壁滚动的滚轮，位于所述管夹同一端的所述滚轮距所述扶正器套筒芯轴线的距离大于所述管夹外部轮廓距所述扶正器套筒芯轴线的距离。
优选的，上述轮式扶正器中，所述滚轮为半球形滚轮。
优选的，上述轮式扶正器中，所述支撑杆为弹性支撑杆。
优选的，上述轮式扶正器中，位于所述管夹同一端的滚轮沿着所述管夹的周向均布。
优选的，上述轮式扶正器中，所述管夹包括两个半管夹片，且两个所述半管夹片由螺纹连接件紧固在所述扶正器套筒芯上。
优选的，所述管夹(04)包括第一端和第二端两个端部，所述扶正器套筒芯(01)包括第三端和第四端两个端部，第一端和第三端位于所述管夹(04)的一侧，第二端和第四端位于所述管夹(04)的另一侧；第一端和第三端之间的距离与第二端与第四端之间的距离相等。
优选的，上述轮式扶正器中：
所述管夹上设置有销孔；
所述管夹上设置有与所述支撑杆插装配合的安装孔，所述支撑杆具有连接孔或连接槽，所述连接孔或连接槽在所述支撑杆与所述安装孔处于配合状态与所述销孔相对；
所述轮式扶正器还包括依次穿过所述销孔和所述连接孔或连接槽以连接所述支撑杆和所述管夹的连接销。
优选的，上述轮式扶正器中，所述管夹上设置有与所述支撑杆插装配合的安装孔，所述支撑杆过盈配合地卡装在所述安装孔中。
优选的，上述轮式扶正器中，所述扶正器套筒芯、所述管夹、所述支撑杆、所述滚轮均由铍铜材料制成。
另一方面，本发明还提供一种石油仪器，所述石油仪器具有上述任意一项所述的轮式扶正器。
本发明提供的轮式扶正器对背景技术中所述的扶正器实施了改进，在扶正器套筒芯的两端之间套设管夹，使得管夹固定在扶正器套筒芯上。多根支撑杆沿着与管夹轴线平行的方向自管夹端部伸出，多个滚轮一一对应地设置在支撑杆的自由端。位于所述管夹同一端的滚轮距所述扶正器套筒芯轴线的距离大于管夹外部轮廓距扶正器套筒芯轴线的距离，滚轮用于沿钻杆杆腔内壁滚动。可见，本发明提供的轮式扶正器上的滚轮能够沿钻杆杆腔内壁滚动，相比于背景技术中采用橡胶块在钻杆杆腔内壁滑动而言，能够降低扶正器与钻杆杆腔内壁之间的摩擦，进而降低对石油仪器打捞或吊装工作的影响。
另外，采用滚动的方式能够减少磨损，进而能够缓解背景技术中所述的由于磨损较严重存在的扶正器寿命较短的问题。
本发明所提供的优选方案中，扶正器套筒芯、管夹、支撑杆、滚轮均由金属材料制成，相对于背景技术中所述的橡胶块而言，具有较好的耐腐蚀性，进而能够提高扶正器的寿命。更为优选的方案中，滚轮由铍铜材料制成，铍铜材料能够较好地避免滚轮滚动摩擦所产生的火花。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的轮式扶正器的一种结构示意图；
图2是本发明实施例提供的轮式扶正器的立体结构示意图；
图3是图2的A向结构示意图；
图4是本发明实施例提供的管夹结构示意图；
图5是图4的B-B向剖视图；
图6是本发明实施例提供的轮式扶正器的另一种结构示意图；
图7是图6的剖视图；
图8是本发明实施例提供的石油仪器被打捞或吊装的示意图。
上述图1-图8中：
扶正器套筒芯01、滚轮02、支撑杆03、管夹04、螺纹连接件05、半管夹片041、半管夹片042、安装孔043、螺纹孔044、销孔045、连接销046；
打捞头或吊装头11、打捞接头或吊装接头12、轮式扶正器13、电池模块14。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种轮式扶正器，解决了目前扶正器上的橡胶块被腐蚀较严重、橡胶块与钻杆杆腔内壁之间摩擦较大导致的寿命较短问题，同时能够缓解橡胶块与钻杆杆腔内壁之间摩擦较大对石油仪器打捞或吊装工作的影响。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
请参考附图1或2，图1和图2示出了本发明实施例提供的轮式扶正器的结构。本发明实施例提供的轮式扶正器包括扶正器套筒芯01、管夹04、多根支撑杆03和多个滚轮02。其中，扶正器套筒芯01用于连接石油仪器相邻的两个模块，例如数据采集模块、电池模块、打捞接头等。
如图8所示，轮式扶正器的扶正器套筒芯01用于连接石油仪器的打捞接头或吊装接头12和石油仪器的电池模块14。通常，扶正器套筒芯01为圆筒状结构，两端具有用于与相邻模块连接的结构。如图1所示，扶正器套筒芯01的两端可以具有沿着径向延伸的外沿，以便与石油仪器的其它模块对接。
管夹04套设在扶正器套筒芯01的两端之间，以使得扶正器套筒芯01的两端外伸而方便与石油仪器的其它模块连接。管夹04与扶正器套筒芯01相对固定。通常管夹04为管状结构，直接通过过盈配合而固定在扶正器套筒芯01上。但是上述过盈配合的连接方式存在装卸困难问题。为此，请参考附图2、4和5，更为优选的，管夹04包括两个半管夹片，分别为半管夹片041和半管夹片042。其中，半管夹片041和半管夹片042由螺纹连接件05紧固在扶正器套筒芯01上。在安装过程中，直接将半管夹片041和半管夹片042对接后通过螺纹连接件05紧固连接即可。可见，上述优选方案能够方便管夹04与扶正器套筒芯01的装配。请参考附图1、2、4和5，半管夹片041和半管夹片042对接后形成螺纹孔044，以为螺纹连接件05提供安装空间。
多根支撑杆03沿着与管夹04轴线平行的方向自管夹04端部伸出，多个滚轮02一一对应地设置在多根支撑杆03的自由端，多个滚轮02用于沿钻杆杆腔内壁滚动。位于管夹04同一端的滚轮02距离扶正器套筒芯01轴线的距离大于管夹04外部轮廓距扶正器套筒芯01轴线的距离，以保证滚轮02与钻杆杆腔内壁配合的轮缘能够外凸于管夹04而与钻杆杆腔内壁滚动贴合。
本发明实施例提供的轮式扶正器对背景技术中所述的扶正器实施了改进，在扶正器套筒芯01的两端之间套设管夹04，使得管夹04固定在扶正器套筒芯01上。多根支撑杆03沿着与管夹04轴线平行的方向自管夹04端部伸出，多个滚轮02一一对应地设置在支撑杆03的自由端。位于所述管夹04同一端的滚轮02距所述扶正器套筒芯01轴线的距离大于管夹04外部轮廓距扶正器套筒芯01轴线的距离，滚轮02用于沿钻杆杆腔内壁滚动。可见，本发明实施例提供的轮式扶正器上的滚轮02能够沿钻杆杆腔内壁滚动，相比于背景技术中采用橡胶块在钻杆杆腔内壁滑动而言，能够降低扶正器与钻杆杆腔内壁之间的摩擦，进而降低对石油仪器打捞或吊装工作的影响。另外，采用滚动的方式能够减少磨损，进而能够缓解背景技术中所述的由于磨损较严重存在的扶正器寿命较短的问题。
更为优选的方案中，本发明实施例中扶正器套筒芯01、管夹04、支撑杆03、滚轮02均可以金属材料制成。相比于橡胶材料而言，金属材料能够提高整个轮式扶正器的耐腐蚀性。更为优选的方案中，上述扶正器套筒芯01、管夹04、支撑杆03、滚轮02均可以由耐腐蚀性较好的金属材料制成。在对石油仪器进行实际打捞或吊装的过程中，整个石油仪器会沿着钻杆杆腔高速移动，即滚轮02会沿着钻杆杆腔内壁高速滚动。我们知道，金属滚轮高速滚动会产生较大的热量，甚至会产生火花。很显然，这种现象会在石油钻井下产生巨大的安全隐患。为了解决此问题，本发明实施例提供的轮式扶正器中，滚轮02由铍铜材料制成，铍铜材料能够较好地避免滚轮02滚动摩擦所产生的火花。更为优选的，扶正器套筒芯01、管夹04、支撑杆03和滚轮02均可以由铍铜材料制成。
本发明实施例提供的轮式扶正器在随着整个石油仪器移动的过程中，滚轮02与钻杆杆腔内壁刚性接触，很显然这不利于延长整个轮式扶正器的寿命。为此，本发明实施例中，支撑杆03优选为弹性支撑杆，进而为滚轮02与钻杆杆腔内壁的接触提供较好的缓冲支撑。具体的，支撑杆03可以采用弹性较好的材质提高其弹性，也可以通过形状的设计提高其弹性。请参考附图1、2、6或7，支撑杆03设计成有一定弯曲度的杆状结构，以提高其弹性。
滚轮02在沿着钻杆杆腔内壁滚动的过程中，不仅仅能够降低轮式扶正器与钻杆杆腔内壁之间的摩擦力，而且还能够提高支撑整个石油仪器的作用，以避免石油仪器在打捞或吊装过程中存在的撞击行为。优选的，本发明实施例中，位于管夹04同一端的滚轮02沿着管夹04的周向均匀分布，以实现更加均衡的支撑。更为优选的，位于管夹04两端的滚轮02数量相等。本发明实施例中，滚轮02可以为普通结构的轮子，也可以为半球形滚轮，如说明书附图中所示。本发明实施例不限制滚轮02的具体形状。
本发明实施例中，所述管夹(04)包括第一端和第二端两个端部，所述扶正器套筒芯(01)包括第三端和第四端两个端部，第一端和第三端位于所述管夹(04)的一侧，第二端和第四端位于所述管夹(04)的另一侧；第一端和第三端之间的距离与第二端与第四端之间的距离可以相等，以进一步缓解石油仪器在打捞或吊装过程中两端的摆动惯性。
本发明实施例中，支撑杆03与管夹04优选采用可拆卸连接方式连接。当然，能够实现支撑杆03与管夹04可拆卸连接的方式有多种，本发明实施例对此不作限制。请参考附图2和图5，图2和图5示出了一种具体的可拆卸连接方式。具体如下：管夹04上设置有与支撑杆03插装配合的安装孔043，支撑杆03通过过盈配合而卡装在安装孔043中。
上述卡接方式紧固后拆装困难，不利于轮式扶正器的检修或零部件更换。为此，请参考附图6和7，本发明实施例提供了支撑杆03与管夹04另一种具体的可拆卸连接方式，具体如下：管夹04上设置有销孔045，管夹04上设置有与支撑杆03插装配合的安装孔，支撑杆03具有连接孔或连接槽，连接孔或连接槽在支撑杆03与安装孔043处于配合状态与销孔045相对。轮式扶正器还包括连接销046，连接销046依次穿过销孔045和连接孔或连接槽以连接支撑杆03和管夹04。在安装的过程中，直接将支撑杆03插入管夹04的安装孔043中，然后将连接销046依次穿入销孔045和连接孔或连接槽中即可实现支撑杆03的可拆卸连接，操作简单、安装效率高。为了更加便捷地安装，同时提高安装的稳定性，上述支撑杆03的横截面为方形等非圆形结构，相对应的，安装孔043的横截面也为方形等非圆形结构。
基于本发明实施例提供的轮式扶正器，本发明实施例还提供一种石油仪器，所述石油仪器具有本发明实施例中任意一项所述的轮式扶正器。
请参考附图8，图8是一种具体结构的石油仪器被吊装或打捞的示意图。图8所示的石油仪器中，轮式扶正器13连接石油仪器的打捞接头或吊装接头12和石油仪器的电池模块14。打捞头或吊装头11与打捞接头或吊装接头12挂接后，在石油仪器打捞系统或石油仪器吊装系统的作用下在钻杆杆腔内移动。
需要说明的是，本发明实施例提供的石油仪器的有益效果由轮式扶正器带来的，因此，相对应的效果描述请参考本发明实施例上述相应部分的描述即可，此不赘述。另外，本发明实施例提供的轮式扶正器还可以应用在煤炭钻探过程中钻井下的仪器，并不限于石油仪器。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.轮式扶正器，其特征在于，包括：
用于连接石油仪器相邻两个模块的扶正器套筒芯(01)；
套设在所述扶正器套筒芯(01)两端之间，且与所述扶正器套筒芯(01)相对固定的管夹(04)；
沿与所述管夹(04)轴线平行的方向自所述管夹(04)的端部伸出的多根支撑杆(03)；
一一对应地设置在多根所述支撑杆(03)的自由端，且用于沿钻杆杆腔内壁滚动的滚轮(02)，位于所述管夹(04)同一端的所述滚轮(02)距所述扶正器套筒芯(01)轴线的距离大于所述管夹(04)外部轮廓距所述扶正器套筒芯(01)轴线的距离。
2.根据权利要求1所述的轮式扶正器，其特征在于，所述滚轮(02)为半球形滚轮。
3.根据权利要求1或2所述的轮式扶正器，其特征在于，所述支撑杆(03)为弹性支撑杆。
4.根据权利要求1所述的轮式扶正器，其特征在于，位于所述管夹(04)同一端的滚轮(02)沿着所述管夹(04)的周向均布。
5.根据权利要求1所述的轮式扶正器，其特征在于，所述管夹(04)包括两个半管夹片(041、042)，且两个所述半管夹片(041、042)由螺纹连接件(05)紧固在所述扶正器套筒芯(01)上。
6.根据权利要求1所述的轮式扶正器，其特征在于，所述管夹(04)包括第一端和第二端两个端部，所述扶正器套筒芯(01)包括第三端和第四端两个端部，第一端和第三端位于所述管夹(04)的一侧，第二端和第四端位于所述管夹(04)的另一侧；第一端和第三端之间的距离与第二端与第四端之间的距离相等。
7.根据权利要求1所述的轮式扶正器，其特征在于：
所述管夹(04)上设置有销孔(045)；
所述管夹(04)上设置有与所述支撑杆(03)插装配合的安装孔，所述支撑杆(03)具有连接孔或连接槽，所述连接孔或连接槽在所述支撑杆(03)与所述安装孔处于配合状态与所述销孔(045)相对；
所述轮式扶正器还包括依次穿过所述销孔(045)和所述连接孔或连接槽以连接所述支撑杆(03)和所述管夹(04)的连接销(046)。
8.根据权利要求1所述的轮式扶正器，其特征在于，所述管夹(04)上设置有与所述支撑杆(03)插装配合的安装孔，所述支撑杆(03)过盈配合地卡装在所述安装孔中。
9.根据权利要求1所述的轮式扶正器，其特征在于，所述扶正器套筒芯(01)、所述管夹(04)、所述支撑杆(03)、所述滚轮(02)均由铍铜材料制成。
10.石油仪器，其特征在于，所述石油仪器具有上述权利要求1-9中任意一项所述的轮式扶正器。
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