CN109441372A - 用于测量仪器的连接扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测量仪器的连接扶正器。用于测量仪器的连接扶正器包括：柔性轴；沿所述柔性轴的轴向依次设置的多节扶正套，所述扶正套套设在所述柔性轴的外侧，且至少一节所述扶正套朝向所述柔性轴一侧的表面具有柔性层。本发明解决了现有技术中连接扶正器刚度过大、减震效果差从而无法保护所连接的部件的问题。

Description

用于测量仪器的连接扶正器

技术领域

本发明涉及石油钻井设备领域，具体而言，涉及一种用于测量仪器的连接扶正器。

背景技术

发明内容在石油钻井工程中，定向钻井应用越来越广泛。无线随钻测量系统就是在钻井过程中，将井下仪器测量的数据传送到地面。不再使用电缆，而是通过控制改变钻具内流动的泥浆压力来实现。无线随钻测斜仪是进行定向钻井的重要工具，因其性能稳定、可靠性高其需求量越来越大。

无线随钻测斜仪由地面设备和井下测量仪器两部分组成。井下测量仪器主要由定向探管、伽马探管、泥浆脉冲发生器、电池、连接扶正器、打捞头等组成。连接扶正器在这其中提供机械和电器连接，在无线随钻测仪中使用的连接扶正器是测量仪器的重要组成部分。

井下测量仪器安装在无磁钻铤内部，由于无磁钻铤在井下会发生弯曲变形，井下测量仪器也要发生弯曲变形。当造斜率比较高时，井下测量仪器的变形足以造成自身损坏。而在现有技术中，有的连接扶正器的刚度和所连接的抗压筒的刚度一样大，有的连接扶正器的刚度大于所连接的抗压筒的刚度，所以抗压筒的内部的测量短节容易的发生较大变形而损坏。因此，现有技术中存在连接扶正器刚度过大，从而无法保护所连接的部件的问题。现有的扶正器也存在减震设计差的问题，不能保护所连接的部件。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于测量仪器的连接扶正器，以解决现有技术中连接扶正器刚度过大、减震效果差从而无法保护所连接的部件的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于测量仪器的连接扶正器，包括：柔性轴；沿柔性轴的轴向依次设置的多节扶正套，扶正套套设在柔性轴的外侧，且至少一节扶正套朝向柔性轴一侧的表面具有柔性层。

进一步地，柔性层是橡胶层。

进一步地，至少一节扶正套包括：外套，外套的侧壁上具有轴向延伸的长孔，且长孔为多个，多个长孔沿外套的周向间隔设置；内套，内套嵌设在外套内且具有穿过长孔伸出的翅片结构，内套位于外套内的部分作为柔性层。

进一步地，翅片结构与内套位于外套内的部分一体成型且材质相同。

进一步地，多节扶正套包括顺次连接的第一扶正套、第二扶正套和第三扶正套，且第二扶正套包括内套和外套。

进一步地，第一扶正套、第三扶正套和第二扶正套的外套是金属材料制成的。

进一步地，外套朝向第一扶正套的一端具有第一装配凸缘，第一装配凸缘朝向第一扶正套伸出并抵接在第一扶正套的端面上，以使第一扶正套的端面与第二扶正套的端面之间产生第一装配间隙；和/或外套朝向第三扶正套的一端具有第二装配凸缘，第二装配凸缘朝向第三扶正套伸出并抵接在第三扶正套的端面上，以使第三扶正套的端面与第二扶正套的端面之间产生第二装配间隙。

进一步地，柔性轴对应第二扶正套的两端形成有台阶结构，相邻两节扶正套之间设置有垫片，垫片压合在台阶结构处。

进一步地，柔性轴朝向扶正套的表面具有多个容纳环槽，且多个容纳环槽沿柔性轴的轴向间隔设置，连接扶正器还包括多个第一密封圈，多个第一密封圈一一对应设置在多个容纳环槽内。

进一步地，连接扶正器还包括：多芯插座，多芯插座设置在多节扶正套的第一端；减震组件，减震组件设置在多节扶正套的第二端；探管挂头组件，探管挂头组件设置在减震组件远离多节扶正套的一端；微矩形插座，微矩形插座设置在探管挂头组件内。

应用本发明的技术方案，本申请中的用于测量仪器的连接扶正器包括柔性轴和沿柔性轴的轴向依次设置的多节扶正套。扶正套套设在柔性轴的外侧，且至少一节扶正套朝向柔性轴一侧的表面具有柔性层。

使用上述结构的用于测量仪器的连接扶正器时，由于连接扶正器采用的轴为柔性轴，所以当测量仪器发生变形时，扶正器承担了主要的变形。在扶正器受到震动时，柔性轴能够发生形变并吸收扶正器受到的震动，从而能够使连接扶正器在保证连接和扶正的情况下对所连接的部件进行保护。由于扶正套套设在柔性轴的外侧，所以在扶正器工作的过程中扶正套能够对柔性轴起到保护作用，防止柔性轴断裂破坏。又由于至少一节扶正套朝向柔性轴一侧的表面具有柔性层，所以在扶正器受到震动时，柔性轴外部的柔性层能够先于柔性轴发生形变，从而能够对柔性轴进一步起到保护作用。因此，本装置通过采用柔性轴和扶正套有效地解决了连接扶正器刚度过大，减震效果差从而无法保护所连接的部件的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明中连接扶正器与连接件的结构示意图；

图2示出了图1中的连接扶正器的结构示意图；

图3示出了图2中的柔性轴的结构示意图；

图4示出了图2中的第一扶正套的结构示意图；

图5示出了图2中的第三扶正套的结构示意图；

图6示出了图2中的第二扶正套的结构示意图；

图7示出了图6中的第二扶正套的侧视剖视图；

图8示出了图2中的垫片的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、柔性轴；11、台阶结构；12、容纳环槽；13、第一密封圈；20、第一扶正套；21、第一装配凸缘；30、第二扶正套；31、外套；32、内套；40、第三扶正套；41、第二装配凸缘；50、垫片；60、第二密封圈；70、多芯插座；80、减震组件；90、探管挂头组件；100、微矩形插座；110、抗压筒；120、测量短节；130、螺旋电缆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中连接扶正器刚度过大、减震效果差从而无法保护所连接的部件的问题，本申请提供了一种用于测量仪器的连接扶正器。

如图2所示，本申请中的用于测量仪器的连接扶正器包括柔性轴10和沿柔性轴10的轴向依次设置的多节扶正套。扶正套套设在柔性轴10的外侧，且至少一节扶正套朝向柔性轴10一侧的表面具有柔性层。

使用上述结构的用于测量仪器的连接扶正器时，由于连接扶正器采用的轴为柔性轴10，所以当井下测量仪器发生变形时，扶正器承担了主要的变形。在扶正器受到震动时，柔性轴10能够发生形变并吸收扶正器受到的震动，从而能够使连接扶正器在保证连接和扶正的情况下对所连接的部件进行保护。由于扶正套套设在柔性轴10的外侧，所以在扶正器工作的过程中扶正套能够对柔性轴10起到保护作用，防止柔性轴10断裂破坏。又由于至少一节扶正套朝向柔性轴10一侧的表面具有柔性层，所以在扶正器受到震动时，柔性轴10外部的柔性层能够先于柔性轴10发生形变，从而能够对柔性轴10进一步起到保护作用。因此，本装置通过采用柔性轴10和扶正套有效地解决了连接扶正器刚度过大、减震效果差从而无法保护所连接的部件的问题。

在一个具体的实施例中，扶正器的变形是抗压筒的10倍。

可选地，柔性层是橡胶层。由于连接扶正器主要用于石油钻井工程中，所以不仅需要柔性层具有一定的形变能力，而且还需要柔性层具有一定的耐磨性。由于橡胶材料不仅具有一定耐磨性，而且硬度适中并且具有一定弹性，所以选择橡胶层作为柔性层。从另一方面看，橡胶材料价格低廉且易于获取，所以能够降低柔性层的造价。

如图1所示，本申请中的连接扶正器在工作时连接的连接件分别为抗压筒110、测量短节120和螺旋电缆130。

如图6和图7所示，至少一节扶正套包括外套31和内套32。外套31的侧壁上具有轴向延伸的长孔，且长孔为多个，多个长孔沿外套31的周向间隔设置；内套32嵌设在外套31内且具有穿过长孔伸出的翅片结构，内套32位于外套31内的部分作为柔性层。通过将内套32的翅片结构与外套31侧壁上轴向延伸的长孔进行配合，能够在内套32和外套31装配的过程中，保证内套32与外套31的相互固定，从而防止在连接扶正器工作的过程中外套31和内套32之间产生相对滑动。并且，由于内套32的翅片能够穿过外套31的长孔，所以在连接扶正器工作的过程中，还能够通过翅片为连接扶正器提供周向的支撑力，从而保证连接扶正器的稳定。

可选地，翅片结构与内套32位于外套31内的部分一体成型且材质相同。通过这样设置，能够保证翅片结构与内套32位于外套31内的部分之间的连接强度，从而保证内套32的耐用性。并且通过将翅片结构与内套32位于外套31内的部分设置成一体成型，这样还可以方便内套32的加工，提高内套32的生产效率，并降低内套32的生产成本。

当然，也可以将翅片结构与内套32位于外套31内的部分设置成由不同材料制成的。对于外套31内与柔性轴10接触的内套32部分，需要由低刚度的材料制成，而内套32的翅片结构则可以选择刚度相对较高的材料制成，从而能够包成翅片结构的使用强度，降低内套32的更换频率。

如图2所示，多节扶正套包括顺次连接的第一扶正套20、第二扶正套30和第三扶正套40，且第二扶正套30包括内套32和外套31。通过这样设置，能够保证柔性轴10与多节扶正套之间可以更加容易地进行拆卸。由于第二扶正套30包括内套32和外套31，所以在连接扶正器受到震动时，能够将形变发生的位置大部分集中在第二扶正套30的位置处，因此能够减小柔性轴10两端的形变，从而能够有效地保护连接扶正器两端的连接件。

可选地，第一扶正套20、第三扶正套40和第二扶正套30的外套31是金属材料制成的。通过使用金属材料制成第一扶正套20和第三扶正套40，有效地保证了连接扶正器与其两端的连接件之间的连接强度。而将第二扶正套30的外套31设置为金属材料制成的，能够保证第二扶正套30的外套31具有一定的使用强度，从而在柔性轴10产生形变时，能够防止连接扶正器产生偏移。

如图4和图5所示，外套31朝向第一扶正套20的一端具有第一装配凸缘21，第一装配凸缘21朝向第一扶正套20伸出并抵接在第一扶正套20的端面上，以使第一扶正套20的端面与第二扶正套30的端面之间产生第一装配间隙。通过设置第一装配凸缘21，能够对第一扶正套20和第二扶正套30的相对安装位置进行限位，从而防止第一扶正套20安装错位。并且在连接扶正器受到震动时，柔性轴10以及柔性轴10外部的柔性层会产生形变，为了减少第二扶正套30对第一扶正套20产生的挤压，因此需要使第一扶正套20的端面与第二扶正套30的端面之间产生第一装配间隙。

具体地，外套31朝向第三扶正套40的一端具有第二装配凸缘41，第二装配凸缘41朝向第三扶正套40伸出并抵接在第三扶正套40的端面上，以使第三扶正套40的端面与第二扶正套30的端面之间产生第二装配间隙。通过设置第二装配凸缘41，能够对第三扶正套40和第二扶正套30的相对安装位置进行限位，从而防止第三扶正套40安装错位。并且连接扶正器受到震动时，柔性轴10以及柔性轴10外部的柔性层会产生形变，为了减少第二扶正套30对第三扶正套40产生的挤压，因此需要使第三扶正套40的端面与第二扶正套30的端面之间产生第二装配间隙。

如图2、图3和图8所示所示，柔性轴10对应第二扶正套30的两端形成有台阶结构11，相邻两节扶正套之间设置有垫片50，垫片50压合在台阶结构11处。通过在相邻两节扶正套之间设置垫片50，能够减少相邻两节扶正套接触面之间的摩擦，从而延长扶正套的使用寿命。

如图2和图3，柔性轴10朝向扶正套的表面具有多个容纳环槽12，且多个容纳环槽12沿柔性轴10的轴向间隔设置，连接扶正器还包括多个第一密封圈13，多个第一密封圈13一一对应设置在多个容纳环槽12内。并且在第一扶正套20远离第二扶正套30的一端以及第三扶正套40远离第二扶正套30的一端同上设置有多个容纳环槽12，并且在第一扶正套20和第三扶正套40的容纳环槽12内一一对应设置有多个第二密封圈60。由于连接扶正器的工作环境存在液体，所以通过设置第一密封圈13和第二密封圈60能够防止液体进入连接扶正器内部。

如图2所示，连接扶正器还包括：多芯插座70、减震组件80、探管挂头组件90以及微矩形插座100。多芯插座70设置在多节扶正套的第一端；减震组件80设置在多节扶正套的第二端；探管挂头组件90设置在减震组件80远离多节扶正套的一端；微矩形插座100设置在探管挂头组件90内。一个具体的实施例为，多芯插座70通过螺纹安装在多节扶正套的第一端的孔中，第一扶正套20和第三扶正套40通过螺纹分别固定在第二扶正套30的两端。减震组件80通过螺钉固定在多节扶正套的第二端。微矩形插座100通过螺钉固定在探管挂头组件90的挂头上。多芯插座70上焊接合适长度的线，穿过第一扶正套20、柔性轴10、第三扶正套40和减震组件80的孔，与微矩形插座100连接。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

克服了现有的连接扶正器的缺点，在小井眼钻井时，本申请中的连接扶正器在能够保证连接件正常工作的条件下，能够发生合理的变形，从而在当井下测量仪器发生变形时，扶正器承担了主要的变形，连接件以及扶正器受到震动时，能够保护所连接的连接件。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于测量仪器的连接扶正器，其特征在于，包括：

柔性轴(10)；

沿所述柔性轴(10)的轴向依次设置的多节扶正套，所述扶正套套设在所述柔性轴(10)的外侧，且至少一节所述扶正套朝向所述柔性轴(10)一侧的表面具有柔性层。

2.根据权利要求1所述的连接扶正器，其特征在于，所述柔性层是橡胶层。

3.根据权利要求1所述的连接扶正器，其特征在于，至少一节所述扶正套包括：

外套(31)，所述外套(31)的侧壁上具有轴向延伸的长孔，且所述长孔为多个，多个所述长孔沿所述外套(31)的周向间隔设置；

内套(32)，所述内套(32)嵌设在所述外套(31)内且具有穿过所述长孔伸出的翅片结构，所述内套(32)位于所述外套(31)内的部分作为所述柔性层。

4.根据权利要求3所述的连接扶正器，其特征在于，所述翅片结构与所述内套(32)位于所述外套(31)内的部分一体成型且材质相同。

5.根据权利要求3所述的连接扶正器，其特征在于，所述多节扶正套包括顺次连接的第一扶正套(20)、第二扶正套(30)和第三扶正套(40)，且所述第二扶正套(30)包括所述内套(32)和所述外套(31)。

6.根据权利要求5所述的连接扶正器，其特征在于，所述第一扶正套(20)、所述第三扶正套(40)和所述第二扶正套(30)的所述外套(31)是金属材料制成的。

7.根据权利要求5所述的连接扶正器，其特征在于，

所述外套(31)朝向所述第一扶正套(20)的一端具有第一装配凸缘(21)，所述第一装配凸缘(21)朝向所述第一扶正套(20)伸出并抵接在所述第一扶正套(20)的端面上，以使所述第一扶正套(20)的端面与所述第二扶正套(30)的端面之间产生第一装配间隙；和/或

所述外套(31)朝向所述第三扶正套(40)的一端具有第二装配凸缘(41)，所述第二装配凸缘(41)朝向所述第三扶正套(40)伸出并抵接在所述第三扶正套(40)的端面上，以使所述第三扶正套(40)的端面与所述第二扶正套(30)的端面之间产生第二装配间隙。

8.根据权利要求7所述的连接扶正器，其特征在于，所述柔性轴(10)对应所述第二扶正套(30)的两端形成有台阶结构(11)，相邻两节所述扶正套之间设置有垫片(50)，所述垫片(50)压合在所述台阶结构(11)处。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的连接扶正器，其特征在于，所述柔性轴(10)朝向所述扶正套的表面具有多个容纳环槽(12)，且多个所述容纳环槽(12)沿所述柔性轴(10)的轴向间隔设置，所述连接扶正器还包括多个第一密封圈(13)，多个所述第一密封圈(13)一一对应设置在多个所述容纳环槽(12)内。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的连接扶正器，其特征在于，所述连接扶正器还包括：

多芯插座(70)，所述多芯插座(70)设置在所述多节扶正套的第一端；

减震组件(80)，所述减震组件(80)设置在所述多节扶正套的第二端；

探管挂头组件(90)，所述探管挂头组件(90)设置在所述减震组件(80)远离所述多节扶正套的一端；

微矩形插座(100)，所述微矩形插座(100)在所述探管挂头组件(90)内。