CN104675384A - 随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，可用于随钻测斜仪的振动保护，主要由测斜仪系统、轴向减振系统和径向减振系统组成；测斜仪系统包括分流连接器、上探管、电池短节、连接头、下探管、电路短节、测量短节和引鞋；轴向减振系统包括顶头、滑动轴承、动磁钢组件、筒体、定磁钢组件和接头；径向减振系统包括橡胶膜和减振液。轴向减振系统通过磁力减振器的无源磁力减振，径向减振系统利用橡胶材料的粘弹特性和减振液的粘滞性能减振。本发明能够减小钻井过程中随钻测斜仪的轴向振动和径向振动，防止振动冲击引起的测斜仪测量精度下降和零部件破损，保障随钻测斜仪正常工作，提高随钻测斜仪精度、可靠性和寿命，从而确保油气井定向准确度，引导钻头沿着预定轨迹钻进，提升钻井效率，加快钻井速度，降低钻井成本。

Description

随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置

技术领域

本发明涉及一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，能够减小钻井过程中随钻测斜仪的轴向振动和径向振动，防止振动冲击引起测斜仪测量精度下降和零部件破损，保障随钻测斜仪正常工作，提高随钻测斜仪可靠性和寿命，从而确保油气井定向准确度，引导钻头沿预定井眼轨迹钻进，提升钻井效率，加快钻井速度，降低钻井成本。

背景技术

随钻测斜仪可在不中断钻井条件下精确、可靠、实时地测量各种钻井参数(井斜、方位、工具面等)，便于操作人员精确控制井眼轨迹。随着石油资源日益枯竭、油气藏地质结构日趋复杂、油气资源开发难度不断加大，对钻井技术提出了更高要求，定向钻井的重要性越来越受到人们关注。定向钻井过程中，高精度随钻测斜仪可实时为操作人员提供精确方位、井斜、工具面等参数，使其及时明确井下钻具工作状态，实现井眼轨迹精确控制。当前我国新油气井开发过程中的定向钻井和老油井二次开发过程中的开窗侧钻，急需高精度随钻测斜仪，确保井眼轨迹圆滑和井身质量优秀，以减少钻井事故，保障复杂结构油气井的高效安全开发。

为保证方位、井斜、工具面等参数的测量精度，随钻测斜仪一般靠近钻头安装。钻进过程中，钻头连续冲击、压碎和剪切破碎地层岩石，将对随钻测斜仪造成持续振动与冲击。当钻进时间或振动量级超过一定值时，必将导致随钻测斜仪测量精度下降和内部精密器件破损。因此，随钻测斜仪必须配备减振装置，对其进行振动保护。

目前随钻测斜仪轴向采用单一橡胶簧减振，径向采用普通O型橡胶圈减振。这种组合减振方式保护效果有限，在强振动和大冲击下，尤其是跳钻引起的猛烈振动下将会失效，导致随钻测斜仪内部精密器件损坏。专利申请号201110450075.6所述的无线随钻测斜仪测斜短节组合减震方法及组合减震装置，轴向采用鼓型橡胶缓冲器减振，径向采用边缘具有孔隙的弹性橡胶花型圈和O型橡胶圈组合减振，以增强减振保护作用。但花型橡胶圈和O型橡胶圈与测斜短节接触面积均较小，即使采用多个组合，振动保护效果亦不显著。专利申请号201220713189.5所述的一种石油钻测井仪器减震系统，轴向采用多重减振短节减振，径向采用表面密布细长胶粒的减振胶膜和大阻尼相变介质减振，这种多重复合减振系统，提高了减振保护效果，但大阻尼相变介质与外筒直接接触，易产生渗透泄露，破坏筒内精密传感器件。上述专利均利用橡胶材料阻尼特性减振，实现振动保护。但钻井振动过程中，阻尼橡胶吸收随钻测斜仪振动，将随钻测斜仪动能转换为橡胶热能，导致橡胶温度升高，阻尼减振效果下降，同时也加速了橡胶老化。

发明内容

本发明技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供了一种减振保护效果好、性能可靠、工作寿命长、阻尼刚度高、反应快的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置。

本发明的技术解决方案为：一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，可用于随钻测斜仪的振动保护，主要由测斜仪系统、轴向减振系统和径向减振系统组成，其特征在于：测斜仪系统包括：分流连接器、上探管、电池短节、连接头、下探管、电路短节、测量短节和引鞋组成；轴向减振系统包括：第一顶头、第二顶头、第三顶头、第四顶头、第五顶头、第一滑动轴承、第二滑动轴承、第三滑动轴承、第四滑动轴承、第五滑动轴承、第一动磁钢组件、第二动磁钢组件、第三动磁钢组件、第四动磁钢组件、第五动磁钢组件、第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体、第五筒体、第一定磁钢组件、第二定磁钢组件、第三定磁钢组件、第四定磁钢组件、第五定磁钢组件、第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头；径向减振系统包括：橡胶膜和减振液；分流连接器位于上探管上端，并通过螺纹与上探管密封连接，第一顶头、第一滑动轴承、第一动磁钢组件、第一筒体、第一定磁钢组件和第一接头均位于上探管径向内侧，第一顶头位于上探管上端内锥面下侧，并与上探管上端内锥面紧密接触，第一顶头中部位于第一滑动轴承径向内侧，并与第一滑动轴承间隙配合，第一顶头下端位于第一动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第一动磁钢组件连接，第一滑动轴承下端位于第一筒体径向内侧，并通过螺纹与第一筒体连接，第一动磁钢组件位于第一顶头下端和第一筒体径向内侧，并与第一筒体间隙配合，第一筒体位于第一滑动轴承、第一动磁钢组件、第一定磁钢组件和第一接头径向外侧，第一筒体上端和下端分别通过螺纹与第一滑动轴承和第一接头连接，第一筒体中部与第一动磁钢组件和第一定磁钢组件间隙配合，第一定磁钢组件位于第一接头上端，并通过螺纹与第一接头连接，电池短节位于第一接头下端和第二接头上端，均通过螺钉与第一接头和第二接头连接，第二顶头、第二滑动轴承、第二动磁钢组件、第二筒体、第二定磁钢组件和第二接头均位于上探管径向内侧，第二顶头位于连接头上端，并与连接头上端面紧密接触，第二顶头中部位于第二滑动轴承径向内侧，并与第二滑动轴承间隙配合，第二顶头上端位于第二动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第二动磁钢组件连接，第二滑动轴承上端位于第二筒体径向内侧，并通过螺纹与第二筒体连接，第二动磁钢组件位于第二顶头上端和第二筒体径向内侧，并与第二筒体间隙配合，第二筒体位于第二滑动轴承、第二动磁钢组件、第二定磁钢组件和第二接头径向外侧，第二筒体上端和下端分别通过螺纹与第二接头和第二滑动轴承连接，第二筒体中部与第二动磁钢组件和第二定磁钢组件间隙配合，第二定磁钢组件位于第二接头下端，并通过螺纹与第二接头连接，连接头位于上探管下端和下探管上端，均通过螺纹与上探管和下探管密封连接，第三顶头、第三滑动轴承、第三动磁钢组件、第三筒体、第三定磁钢组件和第三接头均位于下探管径向内侧，第三顶头位于下探管上端内锥面下侧，并与下探管上端内锥面紧密接触，第三顶头中部位于第三滑动轴承径向内侧，并与第三滑动轴承间隙配合，第三顶头下端位于第三动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第三动磁钢组件连接，第三滑动轴承下端位于第三筒体径向内侧，并通过螺纹与第三筒体连接，第三动磁钢组件位于第三顶头下端和第三筒体径向内侧，并与第三筒体间隙配合，第三筒体位于第三滑动轴承、第三动磁钢组件、第三定磁钢组件和第三接头径向外侧，第三筒体上端和下端分别通过螺纹与第三滑动轴承和第三接头连接，第三筒体中部与第三动磁钢组件和第三定磁钢组件间隙配合，第三定磁钢组件位于第三接头上端，并通过螺纹与第三接头连接，电路短节位于第三接头下端和第四顶头上端，并通过螺钉与第三接头连接，第四顶头、第四滑动轴承、第四动磁钢组件、第四筒体、第四定磁钢组件和第四接头均位于下探管径向内侧，第四顶头位于电路短节下侧，并与电路短节下端面紧密接触，第四顶头中部位于第四滑动轴承径向内侧，并与第四滑动轴承间隙配合，第四顶头下端位于第四动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第四动磁钢组件连接，第四滑动轴承下端位于第四筒体径向内侧，并通过螺纹与第四筒体连接，第四动磁钢组件位于第四顶头下端和第四筒体径向内侧，并与第四筒体间隙配合，第四筒体位于第四滑动轴承、第四动磁钢组件、第四定磁钢组件和第四接头径向外侧，第四筒体上端和下端分别通过螺纹与第四滑动轴承和第四接头连接，第四筒体中部与第四动磁钢组件和第四定磁钢组件间隙配合，第四定磁钢组件位于第四接头上端，并通过螺纹与第四接头连接，测量短节位于第四接头下端和第五接头上端，均通过螺钉与第四接头和第五接头连接，橡胶模和减振液位于下探管径向内侧和测量短节径向外侧，橡胶模通过螺钉固定在测量短节外圆柱面上，减振液密封在橡胶模内部，第五顶头、第五滑动轴承、第五动磁钢组件、第五筒体、第五定磁钢组件和第五接头均位于下探管径向内侧，第五顶头位于引鞋上端，并与引鞋上端面紧密接触，第五顶头中部位于第五滑动轴承径向内侧，并与第五滑动轴承间隙配合，第五顶头上端位于第五动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第五动磁钢组件连接，第五滑动轴承上端位于第五筒体径向内侧，并通过螺纹与第五筒体连接，第五动磁钢组件位于第五顶头上端和第五筒体径向内侧，并与第五筒体间隙配合，第五筒体位于第五滑动轴承、第五动磁钢组件、第五定磁钢组件和第五接头径向外侧，第五筒体上端和下端分别通过螺纹与第五接头和第五滑动轴承连接，第五筒体中部与第五动磁钢组件和第五定磁钢组件间隙配合，第五定磁钢组件位于第五接头下端，并通过螺纹与第五接头连接，引鞋位于下探管下端，并通过螺纹与下探管密封连接；第一顶头、第一滑动轴承、第一动磁钢组件、第一筒体、第一定磁钢组件和第一接头组成第一磁力减振器，第二顶头、第二滑动轴承、第二动磁钢组件、第二筒体、第二定磁钢组件和第二接头组成第二磁力减振器，第三顶头、第三滑动轴承、第三动磁钢组件、第三筒体、第三定磁钢组件和第三接头组成第三磁力减振器，第四顶头、第四滑动轴承、第四动磁钢组件、第四筒体、第四定磁钢组件和第四接头组成第四磁力减振器，第五顶头、第五滑动轴承、第五动磁钢组件、第五筒体、第五定磁钢组件和第五接头组成第五磁力减振器。

所述的上探管、第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体、第五筒体、第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头、下探管均为超硬铝7075材料。所述的连接头为铍青铜QBe2。所述的第一滑动轴承、第二滑动轴承、第三滑动轴承、第四滑动轴承和第五滑动轴承的轴瓦均为高分子材料G-92。所述的第一动磁钢组件、第二动磁钢组件、第三动磁钢组件、第四动磁钢组件、第五动磁钢组件、第一定磁钢组件、第二定磁钢组件、第三定磁钢组件、第四定磁钢组件、第五定磁钢组件各包括五个Halbach结构排列的环形磁钢，第一动磁钢组件、第二动磁钢组件、第三动磁钢组件、第四动磁钢组件、第五动磁钢组件的五个环形磁钢充磁方向从内到外依次为：轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外和轴向向上，第一定磁钢组件、第二定磁钢组件、第三定磁钢组件、第四定磁钢组件、第五定磁钢组件的五个环形磁钢充磁方向从内到外依次为：轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外和轴向向下，环形磁钢均为钐钴永磁合金YX30。所述的橡胶模为FFKM氟橡胶材料,橡胶膜厚度大约1mm。所述的减振液为二甲基硅油。当装置处于自然状态时，所述的第一动磁钢组件与第一定磁钢组件、第二动磁钢组件与第二定磁钢组件、第三动磁钢组件与第三定磁钢组件、第四动磁钢组件与第四定磁钢组件、第五动磁钢组件与第五定磁钢组件均存在一定磁间距，大小约为1～3mm。

上述方案的原理是：如图1所示，电池短节、电路短节和测量短节两端均安装磁力减振器，为其提供轴向振动保护；测量短节内含精密测量器件，对减振保护要求更高，除安装轴向磁力减振器外，还需在其外圆柱面额外安装径向减振系统。以测量短节为例，当测斜仪处于自然状态（不受振动和冲击），测量短节在其两端磁力减振器斥力作用下处于平衡状态；钻进工作状态（受到振动和冲击）下，其轴向振动冲击保护过程为，测量短节在轴向向上（向下）的振动冲击力作用下，其上端磁力减振器磁间隙减小（增大），斥力增大（减小），下端磁力减振器磁间隙增大（减小），斥力减小（增大），测量短节两端磁力减振器产生与振动冲击力相反的合力，阻碍测量短节轴向振动，同时吸收轴向振动冲击过程中的动能；钻进工作状态（受到振动和冲击）下，其径向振动冲击保护过程为，测量短节在径向振动冲击力作用下，沿径向随机振动，导致橡胶模和减振液厚度变化，迫使其产生与测量短节冲击力相反方向的减振力，阻碍测量短节径向振动进一步放大，同时吸收径向振动冲击过程中的动能。如图3所示，为增加磁力减振器的刚度和阻尼，环形磁钢采用Halbach结构排列，以增加磁间隙内磁场强度和磁通，提高振动冲击保护效果。此外，为防止激烈振动冲击下磁力减振器环形磁钢相互碰撞而损坏，在环形磁钢端部均安装橡胶弹簧。

本发明与现有技术相比优点在于：（1）本发明由于轴向主要采用多个基于Halbach结构的无源磁力减振器减振，克服了橡胶材料减振器橡胶老化、阻尼力衰减、使用寿命短、阻尼刚度低等缺点，具有减振保护效果好、可靠性高、工作寿命长、阻尼刚度高、反应快等优点；（2）与花型橡胶圈接触面积小、减振作用弱相比，内部密封减振液的橡胶膜接触面积大，减振作用更强，振动保护效果更显著，同时避免了减振液泄露。

附图说明

图1a、图1b、图1c为本发明结构分解示意图；

图2为本发明顶头局部剖视图；

图3为本发明动磁钢组件和定磁钢组件剖视图；

图4a为本发明径向减振系统三维结构示意图；

图4b为本发明径向减振系统剖视图。

具体实施方式

如图1所示，一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，可用于随钻测斜仪的振动保护，其中：测斜仪系统包括：分流连接器1、上探管2、电池短节9、连接头10、下探管11、电路短节12、测量短节15和引鞋16组成；轴向减振系统包括：第一顶头3a、第二顶头3b、第三顶头3c、第四顶头3d、第五顶头3e、第一滑动轴承4a、第二滑动轴承4b、第三滑动轴承4c、第四滑动轴承4d、第五滑动轴承4e、第一动磁钢组件5a、第二动磁钢组件5b、第三动磁钢组件5c、第四动磁钢组件5d、第五动磁钢组件5e、第一筒体6a、第二筒体6b、第三筒体6c、第四筒体6d、第五筒体6e、第一定磁钢组件7a、第二定磁钢组件7b、第三定磁钢组件7c、第四定磁钢组件7d、第五定磁钢组件7e、第一接头8a、第二接头8b、第三接头8c、第四接头8d和第五接头8e；径向减振系统包括：橡胶膜14和减振液15；分流连接器1位于上探管2上端，并通过螺纹与上探管2密封连接，第一顶头3a、第一滑动轴承4a、第一动磁钢组件5a、第一筒体6a、第一定磁钢组件7a和第一接头8a均位于上探管2径向内侧，第一顶头3a位于上探管2上端内锥面下侧，并与上探管2上端内锥面紧密接触，第一顶头3a中部位于第一滑动轴承4a径向内侧，并与第一滑动轴承4a间隙配合，第一顶头3a下端位于第一动磁钢组件5a径向内侧，并通过螺纹与第一动磁钢组件5a连接，第一滑动轴承4a下端位于第一筒体6a径向内侧，并通过螺纹与第一筒体6a连接，第一动磁钢组件5a位于第一顶头3a下端和第一筒体6a径向内侧，并与第一筒体6a间隙配合，第一筒体6a位于第一滑动轴承4a、第一动磁钢组件5a、第一定磁钢组件7a和第一接头8a径向外侧，第一筒体6a上端和下端分别通过螺纹与第一滑动轴承4a和第一接头8a连接，第一筒体6a中部与第一动磁钢组件5a和第一定磁钢组件7a间隙配合，第一定磁钢组件7a位于第一接头8a上端，并通过螺纹与第一接头8a连接，电池短节9位于第一接头8a下端和第二接头8b上端，均通过螺钉与第一接头8a和第二接头8b连接，第二顶头3b、第二滑动轴承4b、第二动磁钢组件5b、第二筒体6b、第二定磁钢组件7b和第二接头8b均位于上探管2径向内侧，第二顶头3b位于连接头10上端，并与连接头10上端面紧密接触，第二顶头3b中部位于第二滑动轴承4b径向内侧，并与第二滑动轴承4b间隙配合，第二顶头3b上端位于第二动磁钢组件5b径向内侧，并通过螺纹与第二动磁钢组件5b连接，第二滑动轴承4b上端位于第二筒体6b径向内侧，并通过螺纹与第二筒体6b连接，第二动磁钢组件5b位于第二顶头3b上端和第二筒体6b径向内侧，并与第二筒体6b间隙配合，第二筒体6b位于第二滑动轴承4b、第二动磁钢组件5b、第二定磁钢组件7b和第二接头8b径向外侧，第二筒体6b上端和下端分别通过螺纹与第二接头8b和第二滑动轴承4b连接，第二筒体6b中部与第二动磁钢组件5b和第二定磁钢组件7b间隙配合，第二定磁钢组件7b位于第二接头8b下端，并通过螺纹与第二接头8b连接，连接头10位于上探管2下端和下探管11上端，均通过螺纹与上探管2和下探管11密封连接，第三顶头3c、第三滑动轴承4c、第三动磁钢组件5c、第三筒体6c、第三定磁钢组件7c和第三接头8c均位于下探管11径向内侧，第三顶头3c位于下探管11上端内锥面下侧，并与下探管11上端内锥面紧密接触，第三顶头3c中部位于第三滑动轴承4c径向内侧，并与第三滑动轴承4c间隙配合，第三顶头3c下端位于第三动磁钢组件5c径向内侧，并通过螺纹与第三动磁钢组件5c连接，第三滑动轴承4c下端位于第三筒体6c径向内侧，并通过螺纹与第三筒体6c连接，第三动磁钢组件5c位于第三顶头3c下端和第三筒体6c径向内侧，并与第三筒体6c间隙配合，第三筒体6c位于第三滑动轴承4c、第三动磁钢组件5c、第三定磁钢组件7c和第三接头8c径向外侧，第三筒体6c上端和下端分别通过螺纹与第三滑动轴承4c和第三接头8c连接，第三筒体6c中部与第三动磁钢组件5c和第三定磁钢组件7c间隙配合，第三定磁钢组件7c位于第三接头8c上端，并通过螺纹与第三接头8c连接，电路短节12位于第三接头8c下端和第四顶头3d上端，并通过螺钉与第三接头8c连接，第四顶头3d、第四滑动轴承4d、第四动磁钢组件5d、第四筒体6d、第四定磁钢组件7d和第四接头8d均位于下探管11径向内侧，第四顶头3d位于电路短节12下侧，并与电路短节12下端面紧密接触，第四顶头3d中部位于第四滑动轴承4d径向内侧，并与第四滑动轴承4d间隙配合，第四顶头3d下端位于第四动磁钢组件5d径向内侧，并通过螺纹与第四动磁钢组件5d连接，第四滑动轴承4d下端位于第四筒体6d径向内侧，并通过螺纹与第四筒体6d连接，第四动磁钢组件5d位于第四顶头3d下端和第四筒体6d径向内侧，并与第四筒体6d间隙配合，第四筒体6d位于第四滑动轴承4d、第四动磁钢组件5d、第四定磁钢组件7d和第四接头8d径向外侧，第四筒体6d上端和下端分别通过螺纹与第四滑动轴承4d和第四接头8d连接，第四筒体6d中部与第四动磁钢组件5d和第四定磁钢组件7d间隙配合，第四定磁钢组件7d位于第四接头8d上端，并通过螺纹与第四接头8d连接，测量短节13位于第四接头8d下端和第五接头8e上端，均通过螺钉与第四接头8d和第五接头8e连接，橡胶模14和减振液15位于下探管11径向内侧和测量短节13径向外侧，橡胶模14通过螺钉固定在测量短节13外圆柱面上，减振液15密封在橡胶模14内部，第五顶头3e、第五滑动轴承4e、第五动磁钢组件5e、第五筒体6e、第五定磁钢组件7e和第五接头8e均位于下探管11径向内侧，第五顶头3e位于引鞋16上端，并与引鞋16上端面紧密接触，第五顶头3e中部位于第五滑动轴承4e径向内侧，并与第五滑动轴承4e间隙配合，第五顶头3e上端位于第五动磁钢组件5e径向内侧，并通过螺纹与第五动磁钢组件5e连接，第五滑动轴承4e上端位于第五筒体6e径向内侧，并通过螺纹与第五筒体6e连接，第五动磁钢组件5e位于第五顶头3e上端和第五筒体6e径向内侧，并与第五筒体6e间隙配合，第五筒体6e位于第五滑动轴承4e、第五动磁钢组件5e、第五定磁钢组件7e和第五接头8e径向外侧，第五筒体6e上端和下端分别通过螺纹与第五接头8e和第五滑动轴承4e连接，第五筒体6e中部与第五动磁钢组件5e和第五定磁钢组件7e间隙配合，第五定磁钢组件7e位于第五接头8e下端，并通过螺纹与第五接头8e连接，引鞋16位于下探管11下端，并通过螺纹与下探管11密封连接；第一顶头3a、第一滑动轴承4a、第一动磁钢组件5a、第一筒体6a、第一定磁钢组件7a和第一接头8a组成第一磁力减振器，第二顶头3b、第二滑动轴承4b、第二动磁钢组件5b、第二筒体6b、第二定磁钢组件7b和第二接头8b组成第二磁力减振器，第三顶头3c、第三滑动轴承4c、第三动磁钢组件5c、第三筒体6c、第三定磁钢组件7c和第三接头8c组成第三磁力减振器，第四顶头3d、第四滑动轴承4d、第四动磁钢组件5d、第四筒体6d、第四定磁钢组件7d和第四接头8d组成第四磁力减振器，第五顶头3e、第五滑动轴承4e、第五动磁钢组件5e、第五筒体6e、第五定磁钢组件7e和第五接头8e组成第五磁力减振器。

图2为本发明中顶头3局部剖视图，顶头由铝制顶头31和橡胶端盖32组成，橡胶端盖32通过高温硫化固定在铝制顶头31上端，防止铝制顶头31因撞击破损，同时起阻尼作用，铝制顶头31为超硬铝7075材料，橡胶端盖32为FFKM氟橡胶材料。

图3为本发明中动磁钢组件5和定磁钢组件7的剖视图，动磁钢组件5由动磁钢座51、动环形磁钢52和动橡胶弹簧53组成，动磁钢座51通过螺纹与动橡胶弹簧53连接，动环形磁钢52通过环氧树脂胶粘结在动磁钢座51端面环形槽内，动环形磁钢52五个环形磁钢充磁方向从内到外依次为：轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外和轴向向上；定磁钢组件7由定磁钢座71、定环形磁钢72和定橡胶弹簧73组成，定磁钢座71通过螺纹与定橡胶弹簧73连接，定环形磁钢72通过环氧树脂胶粘结在定磁钢座72端面环形槽内，定环形磁钢72五个环形磁钢充磁方向从内到外依次为：轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外和轴向向下，动环形磁钢52和定环形磁钢72五个环形磁钢均为钐钴永磁合金材料YX30，动环形磁钢52和定环形磁钢72存在一定磁间距，大小约为1～3mm，动橡胶弹簧53和定橡胶弹簧73均为FFKM氟橡胶材料。

图4a是本发明中径向减振系统三维结构示意图，图4b是本发明中径向减振系统剖视图，径向减振系统由橡胶膜14、减振液15、上螺钉孔17和下螺钉孔18组成，减振液15密封在橡胶膜14内部，橡胶膜14为FFKM氟橡胶材料，减振液15为二甲基硅油，上螺钉孔17和下螺钉孔18分别位于橡胶膜14上端和下端，用于固定径向减振系统。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，主要由测斜仪系统、轴向减振系统和径向减振系统组成，其特征在于：测斜仪系统包括：分流连接器（1）、上探管（2）、电池短节（9）、连接头（10）、下探管（11）、电路短节（12）、测量短节（15）和引鞋（16）组成；轴向减振系统包括：第一顶头（3a）、第二顶头（3b）、第三顶头（3c）、第四顶头（3d）、第五顶头（3e）、第一滑动轴承（4a）、第二滑动轴承（4b）、第三滑动轴承（4c）、第四滑动轴承（4d）、第五滑动轴承（4e）、第一动磁钢组件（5a）、第二动磁钢组件（5b）、第三动磁钢组件（5c）、第四动磁钢组件（5d）、第五动磁钢组件（5e）、第一筒体（6a）、第二筒体（6b）、第三筒体（6c）、第四筒体（6d）、第五筒体（6e）、第一定磁钢组件（7a）、第二定磁钢组件（7b）、第三定磁钢组件（7c）、第四定磁钢组件（7d）、第五定磁钢组件（7e）、第一接头（8a）、第二接头（8b）、第三接头（8c）、第四接头（8d）和第五接头（8e）；径向减振系统包括：橡胶膜（14）和减振液（15）；分流连接器（1）位于上探管（2）上端，并通过螺纹与上探管（2）密封连接，第一顶头（3a）、第一滑动轴承（4a）、第一动磁钢组件（5a）、第一筒体（6a）、第一定磁钢组件（7a）和第一接头（8a）均位于上探管（2）径向内侧，第一顶头（3a）位于上探管（2）上端内锥面下侧，并与上探管（2）上端内锥面紧密接触，第一顶头（3a）中部位于第一滑动轴承（4a）径向内侧，并与第一滑动轴承（4a）间隙配合，第一顶头（3a）下端位于第一动磁钢组件（5a）径向内侧，并通过螺纹与第一动磁钢组件（5a）连接，第一滑动轴承（4a）下端位于第一筒体（6a）径向内侧，并通过螺纹与第一筒体（6a）连接，第一动磁钢组件（5a）位于第一顶头（3a）下端和第一筒体（6a）径向内侧，并与第一筒体（6a）间隙配合，第一筒体（6a）位于第一滑动轴承（4a）、第一动磁钢组件（5a）、第一定磁钢组件（7a）和第一接头（8a）径向外侧，第一筒体（6a）上端和下端分别通过螺纹与第一滑动轴承（4a）和第一接头（8a）连接，第一筒体（6a）中部与第一动磁钢组件（5a）和第一定磁钢组件（7a）间隙配合，第一定磁钢组件（7a）位于第一接头（8a）上端，并通过螺纹与第一接头（8a）连接，电池短节（9）位于第一接头（8a）下端和第二接头（8b）上端，均通过螺钉与第一接头（8a）和第二接头（8b）连接，第二顶头（3b）、第二滑动轴承（4b）、第二动磁钢组件（5b）、第二筒体（6b）、第二定磁钢组件（7b）和第二接头（8b）均位于上探管（2）径向内侧，第二顶头（3b）位于连接头（10）上端，并与连接头（10）上端面紧密接触，第二顶头（3b）中部位于第二滑动轴承（4b）径向内侧，并与第二滑动轴承（4b）间隙配合，第二顶头（3b）上端位于第二动磁钢组件（5b）径向内侧，并通过螺纹与第二动磁钢组件（5b）连接，第二滑动轴承（4b）上端位于第二筒体（6b）径向内侧，并通过螺纹与第二筒体（6b）连接，第二动磁钢组件（5b）位于第二顶头（3b）上端和第二筒体（6b）径向内侧，并与第二筒体（6b）间隙配合，第二筒体（6b）位于第二滑动轴承（4b）、第二动磁钢组件（5b）、第二定磁钢组件（7b）和第二接头（8b）径向外侧，第二筒体（6b）上端和下端分别通过螺纹与第二接头（8b）和第二滑动轴承（4b）连接，第二筒体（6b）中部与第二动磁钢组件（5b）和第二定磁钢组件（7b）间隙配合，第二定磁钢组件（7b）位于第二接头（8b）下端，并通过螺纹与第二接头（8b）连接，连接头（10）位于上探管（2）下端和下探管（11）上端，均通过螺纹与上探管（2）和下探管（11）密封连接，第三顶头（3c）、第三滑动轴承（4c）、第三动磁钢组件（5c）、第三筒体（6c）、第三定磁钢组件（7c）和第三接头（8c）均位于下探管（11）径向内侧，第三顶头（3c）位于下探管（11）上端内锥面下侧，并与下探管（11）上端内锥面紧密接触，第三顶头（3c）中部位于第三滑动轴承（4c）径向内侧，并与第三滑动轴承（4c）间隙配合，第三顶头（3c）下端位于第三动磁钢组件（5c）径向内侧，并通过螺纹与第三动磁钢组件（5c）连接，第三滑动轴承（4c）下端位于第三筒体（6c）径向内侧，并通过螺纹与第三筒体（6c）连接，第三动磁钢组件（5c）位于第三顶头（3c）下端和第三筒体（6c）径向内侧，并与第三筒体（6c）间隙配合，第三筒体（6c）位于第三滑动轴承（4c）、第三动磁钢组件（5c）、第三定磁钢组件（7c）和第三接头（8c）径向外侧，第三筒体（6c）上端和下端分别通过螺纹与第三滑动轴承（4c）和第三接头（8c）连接，第三筒体（6c）中部与第三动磁钢组件（5c）和第三定磁钢组件（7c）间隙配合，第三定磁钢组件（7c）位于第三接头（8c）上端，并通过螺纹与第三接头（8c）连接，电路短节（12）位于第三接头（8c）下端和第四顶头（3d）上端，并通过螺钉与第三接头（8c）连接，第四顶头（3d）、第四滑动轴承（4d）、第四动磁钢组件（5d）、第四筒体（6d）、第四定磁钢组件（7d）和第四接头（8d）均位于下探管（11）径向内侧，第四顶头（3d）位于电路短节（12）下侧，并与电路短节（12）下端面紧密接触，第四顶头（3d）中部位于第四滑动轴承（4d）径向内侧，并与第四滑动轴承（4d）间隙配合，第四顶头（3d）下端位于第四动磁钢组件（5d）径向内侧，并通过螺纹与第四动磁钢组件（5d）连接，第四滑动轴承（4d）下端位于第四筒体（6d）径向内侧，并通过螺纹与第四筒体（6d）连接，第四动磁钢组件（5d）位于第四顶头（3d）下端和第四筒体（6d）径向内侧，并与第四筒体（6d）间隙配合，第四筒体（6d）位于第四滑动轴承（4d）、第四动磁钢组件（5d）、第四定磁钢组件（7d）和第四接头（8d）径向外侧，第四筒体（6d）上端和下端分别通过螺纹与第四滑动轴承（4d）和第四接头（8d）连接，第四筒体（6d）中部与第四动磁钢组件（5d）和第四定磁钢组件（7d）间隙配合，第四定磁钢组件（7d）位于第四接头（8d）上端，并通过螺纹与第四接头（8d）连接，测量短节（13）位于第四接头（8d）下端和第五接头（8e）上端，均通过螺钉与第四接头（8d）和第五接头（8e）连接，橡胶模（14）和减振液（15）位于下探管（11）径向内侧和测量短节（13）径向外侧，橡胶模（14）通过螺钉固定在测量短节（13）外圆柱面上，减振液（15）密封在橡胶模（14）内部，第五顶头（3e）、第五滑动轴承（4e）、第五动磁钢组件（5e）、第五筒体（6e）、第五定磁钢组件（7e）和第五接头（8e）均位于下探管（11）径向内侧，第五顶头（3e）位于引鞋（16）上端，并与引鞋（16）上端面紧密接触，第五顶头（3e）中部位于第五滑动轴承（4e）径向内侧，并与第五滑动轴承（4e）间隙配合，第五顶头（3e）上端位于第五动磁钢组件（5e）径向内侧，并通过螺纹与第五动磁钢组件（5e）连接，第五滑动轴承（4e）上端位于第五筒体（6e）径向内侧，并通过螺纹与第五筒体（6e）连接，第五动磁钢组件（5e）位于第五顶头（3e）上端和第五筒体（6e）径向内侧，并与第五筒体（6e）间隙配合，第五筒体（6e）位于第五滑动轴承（4e）、第五动磁钢组件（5e）、第五定磁钢组件（7e）和第五接头（8e）径向外侧，第五筒体（6e）上端和下端分别通过螺纹与第五接头（8e）和第五滑动轴承（4e）连接，第五筒体（6e）中部与第五动磁钢组件（5e）和第五定磁钢组件（7e）间隙配合，第五定磁钢组件（7e）位于第五接头（8e）下端，并通过螺纹与第五接头（8e）连接，引鞋（16）位于下探管（11）下端，并通过螺纹与下探管（11）密封连接；第一顶头（3a）、第一滑动轴承（4a）、第一动磁钢组件（5a）、第一筒体（6a）、第一定磁钢组件（7a）和第一接头（8a）组成第一磁力减振器，第二顶头（3b）、第二滑动轴承（4b）、第二动磁钢组件（5b）、第二筒体（6b）、第二定磁钢组件（7b）和第二接头（8b）组成第二磁力减振器，第三顶头（3c）、第三滑动轴承（4c）、第三动磁钢组件（5c）、第三筒体（6c）、第三定磁钢组件（7c）和第三接头（8c）组成第三磁力减振器，第四顶头（3d）、第四滑动轴承（4d）、第四动磁钢组件（5d）、第四筒体（6d）、第四定磁钢组件（7d）和第四接头（8d）组成第四磁力减振器，第五顶头（3e）、第五滑动轴承（4e）、第五动磁钢组件（5e）、第五筒体（6e）、第五定磁钢组件（7e）和第五接头（8e）组成第五磁力减振器。

2. 根据权利要求1所述的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，其特征在于：所述的上探管（2）、第一筒体（6a）、第二筒体（6b）、第三筒体（6c）、第四筒体（6d）、第五筒体（6e）、第一接头（8a）、第二接头（8b）、第三接头（8c）、第四接头（8d）、第五接头（8e）、下探管（11）均为超硬铝7075材料。

3. 根据权利要求1所述的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，其特征在于：所述的连接头（10）为铍青铜QBe2。

4. 根据权利要求1所述的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，其特征在于：所述的第一滑动轴承（4a）、第二滑动轴承（4b）、第三滑动轴承（4c）、第四滑动轴承（4d）和第五滑动轴承（4e）的轴瓦均为高分子材料G-92。

5. 根据权利要求1所述的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，其特征在于：所述的第一动磁钢组件（5a）、第二动磁钢组件（5b）、第三动磁钢组件（5c）、第四动磁钢组件（5d）、第五动磁钢组件（5e）、第一定磁钢组件（7a）、第二定磁钢组件（7b）、第三定磁钢组件（7c）、第四定磁钢组件（7d）、第五定磁钢组件（7e）各包括五个Halbach结构排列的环形磁钢，第一动磁钢组件（5a）、第二动磁钢组件（5b）、第三动磁钢组件（5c）、第四动磁钢组件（5d）、第五动磁钢组件（5e）的五个环形磁钢充磁方向从内到外依次为：轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外和轴向向上，第一定磁钢组件（7a）、第二定磁钢组件（7b）、第三定磁钢组件（7c）、第四定磁钢组件（7d）、第五定磁钢组件（7e）的五个环形磁钢充磁方向从内到外依次为：轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外和轴向向下，环形磁钢均为钐钴永磁合金YX30。

6. 根据权利要求1所述的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，其特征在于：所述的橡胶模（14）为FFKM氟橡胶材料,橡胶膜厚度大约1mm。

7. 根据权利要求1所述的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，其特征在于：所述的减振液（15）为二甲基硅油。

8. 根据权利要求5所述的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，其特征在于：当装置处于自然状态时，所述的第一动磁钢组件（5a）与第一定磁钢组件（7a）、第二动磁钢组件（5b）与第二定磁钢组件（7b）、第三动磁钢组件（5c）与第三定磁钢组件（7c）、第四动磁钢组件（5d）与第四定磁钢组件（7d）、第五动磁钢组件（5e）与第五定磁钢组件（7e）均存在一定磁间距，大小约为1～3mm。