CN110644974A - 一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，本发明是在与铠装电缆连接的马笼头短节与上扶正器之间增加旋转短节；旋转短节一端与马笼头短节连接，旋转短节另一端与连续陀螺测斜仪连接；旋转短节内部由一组同轴滑环构成；通过滑环与滑环之间的旋转滑动实现上扶正器不受电缆应力释放扭矩的影响而保持低速旋转或不旋转状态；从而防止与上扶正器连接的连续陀螺测斜仪在油井中自转或降低连续陀螺测斜仪的自转速度。本发明实现了电缆的应力跟随旋转短节释放而上扶正器以下的陀螺连续测斜仪和下扶正器因为摩擦力较大而不会跟随旋转，消除了自转对仪器测试精度的影响和解决目前无论点测还是连测仪器小斜度方位精度误差大的难题。

Description

一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法
技术领域
本发明涉及一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，属于油田井下仪器技术领域。
背景技术
随着国内易开采石油进入中后期，小区块油层、薄油层的开发利用是挖潜增效的有效手段，大位移井、大斜度井、丛式井、水平井的开发是其有效的工艺解决方案，因此国内的钻探行业需要精度更高、测试数据更加密集的井眼轨迹测试陀螺连续测斜仪。陀螺连续测斜仪具有精度高、井眼轨迹可以连续测试、测试效率高等优点。在石油测井过程中，陀螺连续测斜仪经铠装电缆下放至井内，在下放陀螺连续测斜仪时，因铠装电缆应力需要释放而造成陀螺连续测斜仪高速自转。陀螺连续测斜仪中的陀螺是通过测量地球自转角速度计算出方位信息的。而陀螺连续测斜仪自身的高速随机自转以及随机振动引起的干扰信息使得陀螺连续测斜仪在小斜度井（倾角小于3°）或水平井（倾角大于85°）的测试精度急剧下降。因此现有技术还存在不足，有待改进。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，既可让电缆的应力充分释放有效防止电缆绞断，又可防止或降低连续陀螺测斜仪在油井中自转，从而提高测井精度和克服现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，该方法是在与铠装电缆连接的马笼头短节与上扶正器之间增加旋转短节；旋转短节一端与马笼头短节连接，旋转短节另一端与连续陀螺测斜仪连接；旋转短节内部由一组同轴滑环构成；通过滑环与滑环之间的旋转滑动实现上扶正器不受电缆应力释放扭矩的影响而保持低速旋转或不旋转状态；从而防止与上扶正器连接的连续陀螺测斜仪在油井中自转或降低连续陀螺测斜仪的自转速度。
前述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法中，所述连续陀螺测斜仪下端设有下扶正器，以确保连续陀螺测斜仪在油井中的稳定性。
前述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法中，所述上扶正器和下扶正器均采用偏心片式扶正器；通过偏心片式扶正器将连续陀螺测斜仪抵紧在油井内管壁上；使连续陀螺测斜仪在提升或下滑过程紧贴油井内管壁，增加连续陀螺测斜仪与油井内管壁之间的摩擦力，从而降低连续陀螺测斜仪自转速度或防止连续陀螺测斜仪自转。
前述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法中，所述上扶正器和下扶正器的偏心角度相同。
前述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法中，所述上扶正器和下扶正器设有一组不同弧度的扶正片，不同弧度的扶正片对称设置；扶正片上设有用于增加摩擦力的高硬度粗糙涂层。
前述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法中，所述扶正片两端设有安装座，安装座上设有定位键；扶正片两端的安装座经定位键与连接杆上的防转槽滑动连接，防止安装座与连接杆之间相对转动。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明通过旋转短节实现了电缆的应力跟随旋转短节释放而上扶正器以下的陀螺连续测斜仪和下扶正器因为摩擦力较大而不会跟随旋转，消除了自转对仪器测试精度的影响。本发明采用偏心片式扶正器增加仪器与油井管壁的摩擦阻力降低仪器自转的速度和让仪器在移动过程中更平稳的紧贴管壁，提高了仪器在小斜度的方位测试精度，解决了目前无论点测还是连测仪器小斜度方位精度误差大的难题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是上扶正器和下扶正器的示意图；
图3是图2的侧视图；
图4是用于安装连续陀螺测斜仪用的支架示意图。
附图中的标记为： 1-马笼头短节、2-上扶正器、3-旋转短节、4-连续陀螺测斜仪、5-下扶正器、6-油井内管壁、7-扶正片、8-安装座、9-连接杆、10-防转槽、11-安装支架、12-定位孔、13-定位销。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，如图1～3所示：该方法是在与铠装电缆连接的马笼头短节1与上扶正器2之间增加旋转短节3；旋转短节3一端与马笼头短节1连接，旋转短节3另一端与连续陀螺测斜仪4连接；旋转短节3内部由一组同轴滑环构成；通过滑环与滑环之间的旋转滑动实现上扶正器2不受电缆应力释放扭矩的影响而保持低速旋转或不旋转状态；从而防止与上扶正器2连接的连续陀螺测斜仪4在油井中自转或降低连续陀螺测斜仪4的自转速度。连续陀螺测斜仪4下端设有下扶正器5，以确保连续陀螺测斜仪4在油井中的稳定性。上扶正器2和下扶正器5均采用偏心片式扶正器；通过偏心片式扶正器将连续陀螺测斜仪4抵紧在油井内管壁6上；使连续陀螺测斜仪4在提升或下滑过程紧贴油井内管壁6，增加连续陀螺测斜仪4与油井内管壁6之间的摩擦力，从而降低连续陀螺测斜仪4自转速度或防止连续陀螺测斜仪4自转。上扶正器2和下扶正器5的偏心角度相同。上扶正器2和下扶正器5设有一组不同弧度的扶正片7，不同弧度的扶正片7对称设置；扶正片7上设有用于增加摩擦力的高硬度粗糙涂层。扶正片7两端设有安装座8，安装座8上设有定位键；扶正片7两端的安装座8经定位键与连接杆9上的防转槽10滑动连接，防止安装座8与连接杆9之间相对转动。
实施例
本例如图1～3所示：包括由上至下依次连接的马笼头短节1、旋转短节3、上扶正器2、陀螺连续测斜仪4和下扶正器5。
旋转短节3内部为特制防水7芯不锈钢外壳同轴滑环结构且耐温达到260℃，耐压达到140MPa，可连接的铠装电缆为单芯到7芯任选，滑环转子连接马笼头短节1，滑环定子连接上扶正器2，马笼头短节1与旋转短节3之间连接好后，马笼头短节1或旋转短节3任意一个短节可360°任意自由旋转而另一个短节不会跟随旋转。电缆的应力跟随旋转短节3释放而上扶正器2以下的陀螺连续测斜仪4和下扶正器5因为摩擦力较大而不会跟随旋转。旋转短节3可直接采用现有技术中市场上出售的成品，也可采用中国专利文献所公开的申请号为：200910024393.9或申请号为：201720874312.4的旋转短节。
陀螺连续测斜仪4自重约60Kg左右自重较大。常规居中式片式扶正器各个扶正片的力如果太大会造成上下井困难，弹力太小无法承受陀螺连续测斜仪4重量造成陀螺连续测斜仪4在油井中姿态无法跟随油井轨迹同步变化，并且会引入额外的不确定误差，导致陀螺连续测斜仪4在不同井斜下精度受到扶正器弹片影响。采用滚轮式扶正器则会在下井过程中产生附加随机振动，影响陀螺连续测斜仪4的加速度计测试精度，并且对防止陀螺连续测斜仪4自转没有一点效果。本发明偏心片式扶正器如图3所示，可以增加陀螺连续测斜仪4与油井内管壁6的摩擦阻力降低陀螺连续测斜仪4自转的速度和让陀螺连续测斜仪4在提升或下滑过程更平稳的紧贴油井内管壁6。上扶正器2和下扶正器5结构相同，如图2所示。扶正器共有五个扶正片7，三种弧度规格，使扶正片7安装后外环形成一个圆弧。三种弧度规格的扶正片7的强度不一样，扶正片7上设有增加摩擦力的高硬度粗糙涂层，硬度高，耐磨性好。由于扶正片7弧度尺寸和强度不同，陀螺连续测斜仪4连接扶正器后在油井内管壁6处于偏心位置，与油井内管壁6实现紧密贴合。下井过程中，当井段是竖直井时，五个扶正片7均撑在油井内管壁6上，扶正片7两端通过片安装座8与连接杆9连接，安装座8与连接杆9之间设有防转槽10防转，因此在竖直段测试过程中，陀螺连续测斜仪4被扶正片7卡住无法自转，消除了自转对陀螺连续测斜仪4测试精度的影响。陀螺连续测斜仪4与油井内管壁6紧密接触不再自由晃动，大大提高了陀螺连续测斜仪4在小斜度的方位测试精度，解决了目前无论点测还是连测陀螺连续测斜仪小斜度方位精度误差大的难题。当井段是斜井或水平井时，由于陀螺连续测斜仪4自重较大，扶正片7中弹力最大的扶正片7将陀螺连续测斜仪4紧紧推靠到油井内管壁6上，位于两侧的扶正片7会被压缩但仍然紧撑在油井内管壁6上，陀螺连续测斜仪4顺着油井内管壁6下滑及提升，仍然无法自转。
上下扶正器与陀螺连续测斜仪4连接时，为了保证扶正片7的不同弧度扶正片方向一致（即上扶正器2和下扶正器5的偏心角度相同），需要采用如图4所示的安装支架11。上下扶正器上均带有定位孔9。连接时先将上扶正器2与陀螺连续测斜仪4拧紧，然后将上扶正器2放置在安装支架11上，并将安装支架11上一端的定位销13与上扶正器2的定位孔12配合。再将下扶正器5放置在另一个安装支架11上并与另一个安装支架11上的定位销13配合，使上下扶正器的扶正片5在同一方向上。再通过下扶正器5上的游刃螺母将下扶正器5与陀螺连续测斜仪4连接，这样便可保证陀螺连续测斜仪4上下扶正器的扶正片7偏心位置在同一水平线上（即偏心角度相同）。
现有技术的扶正器是将仪器在油井内居中，以保证某些仪器的测试精度，扶正片安装座与连接杆之间可以相对转动，即扶正片与仪器之间是可以自由相对转动的。本发明的陀螺连续测斜仪4采用偏心片式扶正器增大摩擦减小陀螺连续测斜仪4自转，扶正片的安装座8与连接杆9之间采用防转槽10连接方式，确保陀螺连续测斜仪跟随扶正器一起转动。
本发明采用了多种规格弧度的扶正片且安装方式特殊，使扶正器中心与油套管和陀螺连续测斜仪同心，多种规格弧度的扶正片对称分布。本发明采用五个扶正片，三种弧度规格，相邻扶正片间隔夹角为45°～60°之间，最佳角度依据陀螺连续测斜仪4重量确定。陀螺连续测斜仪4在油井中处于偏心位置，片式扶正片及弧度的不一样增大了陀螺连续测斜仪横向自转的摩擦阻力。
不同弧度扶正片的弹力不一样，增大了陀螺连续测斜仪4横向自转的弹性阻力。弧度对应半径最大的扶正片宽度及厚度是弧度对应半径最小扶正片的2倍以上，弧度半径居中的扶正片其宽度及厚度也为前者的平均值。
陀螺连续测斜仪4的安装支架11上带定位结构，保证连接的陀螺连续测斜仪4上下端的偏心位置在同一水平线上。
特制的旋转短节3可用于连接的铠装电缆为1芯～7芯兼容，旋转短节3与马龙头短节1及上扶正器2通过游刃螺母连接，旋转短节3内部的同轴滑环结构使电缆与陀螺连续测斜仪之间的转动互不跟随。
扶正片7上设有增加摩擦力的高硬度粗糙涂层，硬度高，耐磨性好。

Claims (6)

1.一种防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，其特征在于：该方法是在与铠装电缆连接的马笼头短节与上扶正器之间增加旋转短节；旋转短节一端与马笼头短节连接，旋转短节另一端与连续陀螺测斜仪连接；旋转短节内部由一组同轴滑环构成；通过滑环与滑环之间的旋转滑动实现上扶正器不受电缆应力释放扭矩的影响而保持低速旋转或不旋转状态；从而防止与上扶正器连接的连续陀螺测斜仪在油井中自转或降低连续陀螺测斜仪的自转速度。
2.根据权利要求1所述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，其特征在于：所述连续陀螺测斜仪下端设有下扶正器，以确保连续陀螺测斜仪在油井中的稳定性。
3.根据权利要求2所述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，其特征在于：所述上扶正器和下扶正器均采用偏心片式扶正器；通过偏心片式扶正器将连续陀螺测斜仪抵紧在油井内管壁上；使连续陀螺测斜仪在提升或下滑过程紧贴油井内管壁，增加连续陀螺测斜仪与油井内管壁之间的摩擦力，从而降低连续陀螺测斜仪自转速度或防止连续陀螺测斜仪自转。
4.根据权利要求3所述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，其特征在于：所述上扶正器和下扶正器的偏心角度相同。
5.根据权利要求4所述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，其特征在于：所述上扶正器和下扶正器设有一组不同弧度的扶正片，不同弧度的扶正片对称设置；扶正片上设有用于增加摩擦力的高硬度粗糙涂层。
6.根据权利要求5所述防止连续陀螺测斜仪在油井中自转的方法，其特征在于：所述扶正片两端设有安装座，安装座上设有定位键；扶正片两端的安装座经定位键与连接杆上的防转槽滑动连接，防止安装座与连接杆之间相对转动。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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