CN105275452A - 具有保护随钻测量仪器功能的减振装置 - Google Patents

具有保护随钻测量仪器功能的减振装置 Download PDF

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本发明公开一种用于石油钻井中具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，能减小和吸收钻头在工作中产生的轴向、扭转及径向振动，提高随钻测量仪器的测井可靠性。其技术方案是：上接头、外筒体、花键体、扶正套筒和下接头通过螺纹连接后内部形成空腔，空腔由上到下依次是减振块、仪器外承载上筒、仪器接头、仪器外承载下筒、减振块；减振块由减振块内壳、减振块外壳和氟橡胶组成，减振块内壳与外壳采用双花键结构，中间填充氟橡胶；仪器外承载下筒通过平键与心轴连接；花键体通过矩形花键副与活塞连接后再由螺旋转换装置与心轴连接；心轴与外筒体、花键体之间装有冲管，活塞卡在冲管中形成液压腔。本发明能降低随钻测量仪器因井下振动造成的损坏几率。

Description

具有保护随钻测量仪器功能的减振装置
技术领域
本发明涉及一种用于石油钻井作业中具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，能够有效地减小和吸收钻头在工作过程中产生的轴向振动、扭转振动及周向振动，提高随钻测量仪器(MWD)的测井可靠性。
背景技术
现如今定向井和水平井已成为高效开发油气田的重要途径。在定向井和水平井钻井作业过程中，随钻测量仪器(MeasurementWhileDrilling)是普遍采用的一种先进井眼轨迹实时监测工具。由于随钻测量工具大都安装在靠近钻头的钻具内，其在测井过程中易受钻铤振动、泥浆冲刷等影响，工作环境十分恶劣。而目前所用的随钻测量仪器的连接方式主要为刚性连接，此连接方式虽然有结构简单、连接方便的优点，但处在强振的井况环境下时极易受到钻柱振动和冲击的影响而造成随钻测量仪器的损坏，从而降低随钻测量装置的测井可靠性。
目前用于随钻测量仪器的减振器主要有橡胶和液压油两种：橡胶由于其特有的综合力学性能被广泛应用于减振设备中，但橡胶机械强度较低，若结构设计不合理，在长时间的振动和冲击下易造成撕裂现象从而导致减振设备失效；液压减振器只有轴向减振效果，无法满足全方位保护随钻测量装置的使用需求。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术缺点，采取多种减振方式的结构设计，提供一种具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，对钻头在工作过程中产生的轴向、扭转和径向振动都具有显著的减振效果。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，由上接头(1)、心轴(2)、减振块外壳(3)、氟橡胶(4)、减振块内壳(5)、仪器外承载上筒(6)、外筒体(7)、冲管(8)、随钻测量仪器(9)、活塞(10)、流道A(11)、流道B(12)、液压腔(13)、仪器接头(14)、弹簧组(15)、花键体(16)、螺旋转换装置(17)、平键(18)、仪器外承载下筒(19)、注塑孔(20)、扶正套筒(21)、下接头(22)组成，其特征在于：上接头(1)在上，下接头(22)在下；上接头(1)上部和下部均设有螺纹；上接头(1)、外筒体(7)、花键体(16)、扶正套筒(21)和下接头(22)依次通过螺纹连接，固定后内部形成空腔，空腔由上到下依次是减振块、仪器外承载上筒(6)、仪器接头(14)、仪器外承载下筒(19)、减振块；减振块由减振块内壳(5)、减振块外壳(3)和氟橡胶(4)组成，减振块内壳(5)与减振块外壳(3)采用双花键结构，减振块外壳(3)上开有注塑孔(20)，中间填充氟橡胶(4)；仪器外承载上筒(6)上部和周向均开有流道A(11)，内部装有随钻测量仪器(9)；仪器接头(14)上部开有耦合凹槽插口，周向开有流道B(12)，下部轴周向方向固定有弹簧组(15)，弹簧组(15)顶压在仪器外承载下筒(19)上；仪器外承载下筒(19)通过平键(18)与心轴(2)连接；花键体(16)通过矩形花键副与活塞(10)连接，活塞(10)的内孔通过螺旋转换装置(17)中的梯形螺旋副与心轴(2)连接；心轴(2)与外筒体(7)、花键体(16)之间装有冲管(8)，活塞(10)卡在冲管(8)中将冲管(8)内腔隔开成液压腔(13)。
所述的仪器外承载上筒(6)插入仪器接头(14)上部凹槽内耦合连接，仪器接头(14)下部轴周向方向固定的弹簧组(15)由串接的2～6个碟形弹簧组成，仪器外承载上筒(6)上部和周向等间隔90°分布有4条流道A(11)，仪器接头(14)周向等间隔90°分布有4条流道B(12)，减振块为独立块，装置下部分可装入2～4个减振块，装置上部分可装入1～3个减振块，减振块内部填充物可选用其他减振材料。
本发明的有益效果是：(1)本发明同时采用了螺旋转换装置扭转减振、弹簧组轴向减振、新型减振材料填充结构的多方位减振三种不同的减振方式组合，对钻头工作时产生的轴向振动、扭转振动及径向振动都具有良好的减振效果；(2)减振块内外壳体的双花键结构设计增大了减振材料的接触面积，并且使减振器具有一定的连接刚度，减振块作为独立块部分便于加工和拆装；(3)整体结构简单，可靠性高，减振块内外壳体双花键结合氟橡胶弹性填充物的结构设计能够防止剧烈振动下可能发生的氟橡胶撕裂现象，填充物可选用其他减振材料。
附图说明
图1为装有具有保护随钻测量仪器功能的减振装置的整体示意图。
图中：1.上接头，2.心轴，3.减振块外壳，4.氟橡胶，5.减振块内壳，6.仪器外承载上筒，7.外筒体，8.冲管，9.随钻测量仪器，10.活塞，11.流道A，12.流道B，13.液压腔，14.仪器接头，15.弹簧组，16.花键体，17.螺旋转换装置，18.平键，19.仪器外承载下筒，20.注塑孔，21.扶正套筒，22.下接头。
图2为本发明图1的A-A剖面图。
图3为本发明图1的B-B剖面图。
图4为本发明图1的C-C剖面图。
图5为本发明图1的D-D剖面图。
图6为减振块示意图。
具体实施方式
根据附图1所示，具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，由上接头(1)、心轴(2)、减振块外壳(3)、氟橡胶(4)、减振块内壳(5)、仪器外承载上筒(6)、外筒体(7)、冲管(8)、随钻测量仪器(9)、活塞(10)、流道A(11)、流道B(12)、液压腔(13)、仪器接头(14)、弹簧组(15)、花键体(16)、螺旋转换装置(17)、平键(18)、仪器外承载下筒(19)、注塑孔(20)、扶正套筒(21)、下接头(22)组成，其特征在于上接头(1)在上，下接头(22)在下；上接头(1)上部和下部均设有螺纹；上接头(1)、外筒体(7)、花键体(16)、扶正套筒(21)和下接头(22)依次通过螺纹连接，固定后内部形成空腔，空腔由上到下依次是减振块、仪器外承载上筒(6)、仪器接头(14)、仪器外承载下筒(19)、减振块；减振块由减振块内壳(5)、减振块外壳(3)和氟橡胶(4)组成，减振块内壳(5)与减振块外壳(3)采用双花键结构，减振块外壳(3)上开有注塑孔(20)，中间填充氟橡胶(4)；仪器外承载上筒(6)上部和周向均开有流道A(11)，内部装有随钻测量仪器(9)；仪器接头(14)上部开有耦合凹槽插口，周向开有流道B(12)，下部轴周向方向固定有弹簧组(15)，弹簧组(15)顶压在仪器外承载下筒(19)上；仪器外承载下筒(19)通过平键(18)与心轴(2)连接；花键体(16)通过矩形花键副与活塞(10)连接，活塞(10)的内孔通过螺旋转换装置(17)中的梯形螺旋副与心轴(2)连接；心轴(2)与外筒体(7)、花键体(16)之间装有冲管(8)，活塞(10)卡在冲管(8)中将冲管(8)内腔隔开成液压腔(13)。
根据附图1所示，安装时，将随钻测量仪器(9)装入仪器外承载上筒(6)内后使仪器外承载上筒(6)插入仪器接头(14)上部凹槽内耦合连接，在上接头(1)内筒内套入1～3个减振块并让上部分减振块顶在上接头(1)肩台上，下部分减振块抵住仪器外承载上筒(6)上部，同时将仪器接头(14)下部轴周向方向固定的弹簧组(15)顶压在仪器外承载下筒(19)上部；通过平键(18)将仪器外承载下筒(19)与心轴(2)连接，心轴(2)上端部分同时与上接头(1)螺纹连接，心轴(2)与外筒体(7)、花键体(16)之间装有冲管(8)，活塞(10)卡在冲管(8)中，活塞(10)的内孔通过螺旋转换装置(17)中的梯形螺旋副与心轴(2)连接，花键体(16)径向通过矩形花键副与活塞(10)连接，轴向上部与外筒体(7)螺纹连接，轴向下部与扶正套筒(21)螺纹连接；在仪器外承载下筒(19)下部套入2～4个减振块后将下接头(22)与心轴(2)及扶正套筒(21)螺纹连接。
根据附图1、2、3、4、5所示，工作时，钻井液经下接头(22)内的通孔流入下部分减振块内的通孔和仪器外承载下筒(19)内的通孔，再由仪器接头(14)下部轴外周向空道及弹簧组(15)空隙流入仪器接头(14)周向的流道B(12)，然后流入仪器外承载上筒(6)周向和上部的流道A(11)，最后经上部分减振块内的通孔流出。钻具工作时产生的扭转振动传递到花键体(16)上，因花键体(16)通过矩形花键副与活塞(10)连接，活塞(10)的内孔通过螺旋转换装置(17)中的梯形螺旋副与心轴(2)连接，通过这样一组传动机构能使传递给花键体(16)的扭转振动在瞬间转换为冲管(8)内的轴向分力，再经由冲管(8)内液压腔(13)里的液压液缓冲，从而达到消除或缓解扭转振动及冲击载荷的效果；钻头产生的轴向振动以及残余扭转振动通过下接头(22)传入到下部分减振块上，其中轴向振动通过减振块中的内外壳体的双花键结构使氟橡胶(4)发生弹性形变，扭转振动通过减振块中的内外壳体的双花键结构使氟橡胶(4)发生扭转弹性形变，从而达到轴向和周向的多方位减振效果；由于在钻井施工过程中沿着随钻测量仪器径向方向的振动较轴线方向的振动小的多，所以沿径向方向的振动不是仪器损坏的主要原因，仪器接头(14)周向的流道B(12)和仪器外承载上筒(6)周向和上部的流道A(11)内的流动钻井液以及上下部分减振块的径向隔离，足以满足径向减振的要求；当钻头产生的轴向振动经过减振块的缓解和吸收后仍还有剩余振动传入，随钻测量仪器因仪器接头(14)下部轴周向方向固定的弹簧组(15)顶压在仪器外承载下筒(19)上，所以剩余振动将被弹簧组(15)缓冲，而不会直接传导到随钻测量仪器上，从而达到轴向二次减振的效果；减振块中的内外壳体双花键结合氟橡胶弹性填充物的结构设计能够防止长时间剧烈振动下可能发生的氟橡胶撕裂现象；减振块中的内外壳体双花键结构设计增大了减振材料的接触面积，并且使减振器具有一定的连接刚度，减振块作为独立块便于加工和拆装。

Claims (4)

1.具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，由上接头(1)、心轴(2)、减振块外壳(3)、氟橡胶(4)、减振块内壳(5)、仪器外承载上筒(6)、外筒体(7)、冲管(8)、随钻测量仪器(9)、活塞(10)、流道A(11)、流道B(12)、液压腔(13)、仪器接头(14)、弹簧组(15)、花键体(16)、螺旋转换装置(17)、平键(18)、仪器外承载下筒(19)、注塑孔(20)、扶正套筒(21)、下接头(22)组成，其特征在于：上接头(1)在上，下接头(22)在下；上接头(1)上部和下部均设有螺纹；上接头(1)、外筒体(7)、花键体(16)、扶正套筒(21)和下接头(22)依次通过螺纹连接，固定后内部形成空腔，空腔由上到下依次是减振块、仪器外承载上筒(6)、仪器接头(14)、仪器外承载下筒(19)、减振块；减振块由减振块内壳(5)、减振块外壳(3)和氟橡胶(4)组成，减振块内壳(5)与减振块外壳(3)采用双花键结构，减振块外壳(3)上开有注塑孔(20)，中间填充氟橡胶(4)；仪器外承载上筒(6)上部和周向均开有流道A(11)，内部装有随钻测量仪器(9)；仪器接头(14)上部开有耦合凹槽插口，周向开有流道B(12)，下部轴周向方向固定有弹簧组(15)，弹簧组(15)顶压在仪器外承载下筒(19)上；仪器外承载下筒(19)通过平键(18)与心轴(2)连接；花键体(16)通过矩形花键副与活塞(10)连接，活塞(10)的内孔通过螺旋转换装置(17)中的梯形螺旋副与心轴(2)连接；心轴(2)与外筒体(7)、花键体(16)之间装有冲管(8)，活塞(10)卡在冲管(8)中将冲管(8)内腔隔开成液压腔(13)。
2.根据权利要求1所述的具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，其特征在于仪器外承载上筒(6)插入仪器接头(14)上部凹槽内耦合连接，仪器接头(14)下部轴周向方向固定的弹簧组(15)由串接的2～6个碟形弹簧组成。
3.根据权利要求1所述的具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，其特征在于仪器外承载上筒(6)上部和周向等间隔90°分布有4条流道A(11)，仪器接头(14)周向等间隔90°分布有4条流道B(12)。
4.根据权利要求1所述的具有保护随钻测量仪器功能的减振装置，其特征在于减振块为独立块，装置下部分可装入2～4个减振块，装置上部分可装入1～3个减振块，减振块内部填充物可选用其他减振材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105971592A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 魏宇坤 一种无保护筒式信息传输发生装置及方法
CN116950644A (zh) * 2023-09-20 2023-10-27 上海达坦能源科技股份有限公司 一种集成式定向与方位伽马随钻测量仪

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102061908A (zh) * 2010-11-02 2011-05-18 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 适用于随钻测量仪器的轴向减振器
CN201874554U (zh) * 2010-11-02 2011-06-22 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 适用于随钻测量探管的减振装置
US20120228028A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Aps Technology, Inc. Apparatus And Method For Damping Vibration In A Drill String
CN104120971A (zh) * 2014-06-27 2014-10-29 西南石油大学 一种提供单向冲击的扭转发生器
CN203961955U (zh) * 2014-07-30 2014-11-26 北京盛锐马科技有限公司 一种石油钻测井仪器减振结构
CN104612582A (zh) * 2014-11-28 2015-05-13 西南石油大学 基于螺杆与双螺旋滚珠丝杆的井下振动冲击工具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102061908A (zh) * 2010-11-02 2011-05-18 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 适用于随钻测量仪器的轴向减振器
CN201874554U (zh) * 2010-11-02 2011-06-22 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 适用于随钻测量探管的减振装置
US20120228028A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Aps Technology, Inc. Apparatus And Method For Damping Vibration In A Drill String
CN104120971A (zh) * 2014-06-27 2014-10-29 西南石油大学 一种提供单向冲击的扭转发生器
CN203961955U (zh) * 2014-07-30 2014-11-26 北京盛锐马科技有限公司 一种石油钻测井仪器减振结构
CN104612582A (zh) * 2014-11-28 2015-05-13 西南石油大学 基于螺杆与双螺旋滚珠丝杆的井下振动冲击工具

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周学芹: "钻井井下钻柱振动特性分析及减振技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *
闫麦奎等: "MWD随钻测井仪减振器结构设计与研究", 《石油仪器》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105971592A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 魏宇坤 一种无保护筒式信息传输发生装置及方法
CN105971592B (zh) * 2016-06-29 2017-05-17 魏宇坤 一种无保护筒式信息传输发生装置
CN116950644A (zh) * 2023-09-20 2023-10-27 上海达坦能源科技股份有限公司 一种集成式定向与方位伽马随钻测量仪
CN116950644B (zh) * 2023-09-20 2023-12-05 上海达坦能源科技股份有限公司 一种集成式定向与方位伽马随钻测量仪

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