CN111594152B - 井下近钻头测量短节 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气钻井作业随钻测井技术领域，是一种井下近钻头测量短节，其包括芯轴、电子筒、发射短节外筒、短节接头、非金属密封罩和保护罩，发射短节外筒上端内侧设有上安装环台，对应上安装环台下侧位置的发射短节上部内侧设有上限位环台。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过在钻头上方设置本发明，并在其内的电子仓内设置监测设备，并设置带孔的保护罩对收发环槽内的电子器件进行密封，克服了非金属密封罩能传输信号但较为脆弱的问题，在靠近钻头的位置监测钻井参数，可大幅度提高探井发现率和开发井的储层钻遇率，尤其适用于复杂地层、薄目的层水平井开发，具有安全、省力、简便、高效的特点。
Description
技术领域
本发明涉及油气钻井作业随钻测井技术领域，是一种井下近钻头测量短节。
背景技术
我国非常规油气资源丰富，但非常规油气储层多变，存在不确定性，部分储层为薄油藏、边际油藏等难动用储层，均面临储层钻遇率低的问题。随钻测井技术已成为解决储层钻遇率低的主要工程技术，但由于国产部分关键工具和技术不成熟，难动用储层和非常规油气未能得到有效的开发利用。现使用的传统LWD仪器，井斜和伽马测点至钻头距离13m左右，测量参数滞后，且无法测量方位伽马，不能及时根据地层变化修正井眼轨迹，导致复杂事故多发，储层钻遇率低，亟待开展近钻头测量技术研究，以及现有测量短节密封罩易破损的问题。
发明内容
本发明提供了一种井下近钻头测量短节，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有随钻测井测点距离钻头较远存在的测量参数滞后、无法测量方位伽马、不能及时根据地层变化修正井眼轨迹和密封不严易破损的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井下近钻头测量短节，包括芯轴、电子筒、发射短节外筒、短节接头、非金属密封罩和保护罩，发射短节外筒上端内侧设有上安装环台，对应上安装环台下侧位置的发射短节上部内侧设有上限位环台，上安装环台内径小于上限位环台；发射短节外筒下端内侧固定安装有下端位于其下方的短节接头，短节接头下部外侧设有收发环槽，对应收发环槽位置的短节接头外侧固定安装有非金属密封罩，对应非金属密封罩位置的短节接头外侧固定安装有保护罩，保护罩上沿圆周分布有至少一个内外贯通的信号孔，信号孔内填充有封堵胶，短节接头中部内侧设有下限位环台，上安装环台与下限位环台之间设有芯轴，短节接头上端设有固定环槽，对应固定环槽下侧位置的短节接头上设有与收发环槽连通的过线孔，芯轴中部外侧套装有下端位于固定环槽内的电子筒，电子筒上端抵与上限位环台下侧；电子筒中部外侧沿圆周分布有至少六个开口向外的电子仓，对应电子仓下侧位置的电子筒下部外侧设有绕线槽，绕线槽上部外侧设有放置外环台，放置外环台外端设有上下贯通的绕线口。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述还可包括传感器、电源、主控板和无线传输装置，电子仓内分别设有电源、主控板和能探测井下参数的传感器，收发环槽内设有能够接收传感器参数并无线发出的无线传输装置，主控板与电源连接，传感器与主控板连接，主控板与无线传输装置连接。
上述对应发射短节外筒下端位置的短节接头上部外侧可设有固定外环台，发射短节外筒下端位于固定外环台上侧，非金属密封罩上端位于固定外环台下侧。
上述固定外环台外侧沿圆周间隔可设有防转槽、固定孔和上电孔，固定外环台下端外侧设有开口向前的防转槽。
上述芯轴可包括由上至下依次固定安装在一起的第一直段、第二锥段、第三直段、第四锥段和第五直段,第二锥段呈上大下小的锥台状，电子筒上端内侧设有与第二锥段外侧相匹配的第一锥孔，第四锥段呈上小下大的锥台状，电子筒下端内侧设有与第四锥段外侧相匹配的第二锥孔，电子筒包括左半筒和右半筒，左半筒呈开口向右的半筒体，左半筒与右半筒结构相同且呈左右对称分布，左半筒与右半筒可拆卸的固定安装在一起。
上述还可包括密封圈，第一直段与发射短节外筒上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，第五直段与短节接头上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，发射短节外筒下端内侧与短节接头上部外侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，非金属密封罩上部与短节接头之间上下间隔设有至少一个密封圈，非金属密封罩下部与短节接头之间上下间隔设有至少一个密封圈。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过在钻头上方设置本发明，并在其内的电子仓内设置监测设备，在靠近钻头的位置监测钻井参数，可大幅度提高探井发现率和开发井的储层钻遇率，尤其适用于复杂地层、薄目的层水平井开发，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1的主视结构示意图。
附图3为附图1在A-A处的剖视放大结构示意图。
附图中的编码分别为：1为芯轴，2为电子筒，3为发射短节外筒，4为短节接头，5为上安装环台， 6为电子仓，7为上限位环台，8为绕线槽，9为放置外环台，10为绕线口，11为收发环槽，12为非金属密封罩，13为过线孔，14为固定外环台，15为密封圈，16为保护罩，17为防转槽，18为固定孔，19为上电孔，20为下限位环台，21为信号孔。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2、3所示，该井下近钻头测量短节包括芯轴1、电子筒2、发射短节外筒3、短节接头4、非金属密封罩12和保护罩16，发射短节外筒3上端内侧设有上安装环台5，对应上安装环台5下侧位置的发射短节上部内侧设有上限位环台7，上安装环台5内径小于上限位环台7；发射短节外筒3下端内侧固定安装有下端位于其下方的短节接头4，短节接头4下部外侧设有收发环槽11，对应收发环槽11位置的短节接头4外侧固定安装有非金属密封罩12，对应非金属密封罩12位置的短节接头4外侧固定安装有保护罩16，保护罩16上沿圆周分布有至少一个内外贯通的信号孔21，信号孔21内填充有封堵胶，短节接头4中部内侧设有下限位环台20，上安装环台5与下限位环台20之间设有芯轴1，短节接头4上端设有固定环槽，对应固定环槽下侧位置的短节接头4上设有与收发环槽11连通的过线孔13，芯轴1中部外侧套装有下端位于固定环槽内的电子筒2，电子筒2上端抵与上限位环台7下侧；电子筒2中部外侧沿圆周分布有至少六个开口向外的电子仓6，对应电子仓6下侧位置的电子筒2下部外侧设有绕线槽8，绕线槽8上部外侧设有放置外环台9，放置外环台9外端设有上下贯通的绕线口10。根据需求，可调节电子仓6的深度、长度以及形状。在使用过程中，将本发明套在钻杆外侧，短节接头下端内侧与钻头固定安装在一起，在芯轴1外侧固定设有电子仓6的电子筒2，可将随钻测井使用的电子器件放置于电子仓6内，根据电子器件的长度可选择将电子器件的下端放在电子仓6下侧或放置外环台9上侧，降低了电子器件的选型难度，电子仓6内的电子器件的导线可通过绕线口10将电缆缠绕在绕线槽8下部外侧内，可在绕线槽8内进行电子器件之间的连接，将电子器件的电缆延伸至电子筒2下端，接着将电缆从过线孔13连入收发环槽11，收发环槽11内设有收发信号的电子器件，非金属密封罩12上端位于收发环槽11上方，非金属密封罩12下端位于收发环槽11下方，非金属密封罩12用于密封和保护收发信号电子器件，信号能够穿过非金属密封罩12，由于井下环境复杂，非金属密封罩12容易破损，因此设置保护罩16进行保护，由于保护罩16为金属材质，因此设置信号孔21便于信号输出，由于井下冲蚀严重，信号孔21易形成涡流，因此填充封堵胶，减少保护罩16的损坏，无线信号传输至接收短节，避免井下油气损坏收发环槽11内的电子器件，电子筒2外侧固定安装发射短节外筒3，可用于保护电子器件的密封问题。根据需求，信号孔21为长圆孔。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过在钻头上方设置本发明，并在其内的电子仓6内设置监测设备，在靠近钻头的位置监测钻井参数，可大幅度提高探井发现率和开发井的储层钻遇率，尤其适用于复杂地层、薄目的层水平井开发，具有安全、省力、简便、高效的特点。
可根据实际需要，对上述井下近钻头测量短节作进一步优化或/和改进：
如附图1、2、3所示，还包括传感器、电源、主控板和无线传输装置，电子仓6内分别设有电源、主控板和能探测井下参数的传感器，收发环槽11内设有能够接收传感器参数并无线发出的无线传输装置，主控板与电源连接，传感器与主控板连接，主控板与无线传输装置连接。在使用过程中，传感器可为伽马计数器、石英加表、温度传感器和磁通门等，分别用于监测伽马值、井斜、温度和方位，由于不同的传感器所用电压不同，为了便捷，在主控板上设有变压模块和不同电压输出口，用于连接不同传感器的电源输入端，无需为每种不同电压的传感器、主控板配备单独的电源。
如附图1、2、3所示，对应发射短节外筒3下端位置的短节接头4上部外侧设有固定外环台14，发射短节外筒3下端位于固定外环台14上侧，非金属密封罩12上端位于固定外环台14下侧。在使用时通过设置固定外环台14限制发射短节外筒3的下行位置以及非金属衬套的上行位置。
如附图1、2、3所示，固定外环台14外侧沿圆周间隔设有防转槽17、固定孔18和上电孔19，防转槽17开口向外。在使用过程中，通过设置防转槽17和固定孔18便于与其他工装相配合安装，上电孔19内设有用于控制电子器件通电与否的开关。
如附图1、2、3所示，芯轴1包括由上至下依次固定安装在一起的第一直段、第二锥段、第三直段、第四锥段和第五直段,第二锥段呈上大下小的锥台状，电子筒2上端内侧设有与第二锥段外侧相匹配的第一锥孔，第四锥段呈上小下大的锥台状，电子筒2下端内侧设有与第四锥段外侧相匹配的第二锥孔，电子筒2包括左半筒和右半筒，左半筒呈开口向右的半筒体，左半筒与右半筒结构相同且呈左右对称分布，左半筒与右半筒可拆卸的固定安装在一起。在使用过程中，通过设置与芯轴1外侧相匹配的电子筒2来密封芯轴1，电子筒2分为左半筒与右半筒，便于安装在芯轴1外侧，左半筒与右半筒可通过螺栓固定安装在一起。
如附图1、2、3所示，还包括密封圈15，第一直段与发射短节外筒3上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈15，第五直段与短节接头4上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈15，发射短节外筒3下端内侧与短节接头4上部外侧之间上下间隔设有至少一个密封圈15，非金属密封罩12上部与短节接头4之间上下间隔设有至少一个密封圈15，非金属密封罩12下部与短节接头4之间上下间隔设有至少一个密封圈15。在使用过程中，通过设置密封圈15，可避免井下水汽等进入电子仓6、收发环槽11和芯轴1内。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (8)
1.一种井下近钻头测量短节，其特征在于包括芯轴、电子筒、发射短节外筒、短节接头、非金属密封罩和保护罩，发射短节外筒上端内侧设有上安装环台，对应上安装环台下侧位置的发射短节上部内侧设有上限位环台，上安装环台内径小于上限位环台；发射短节外筒下端内侧固定安装有下端位于其下方的短节接头，短节接头下部外侧设有收发环槽，对应收发环槽位置的短节接头外侧固定安装有非金属密封罩，对应非金属密封罩位置的短节接头外侧固定安装有保护罩，保护罩上沿圆周分布有至少一个内外贯通的信号孔，信号孔内填充有封堵胶，短节接头中部内侧设有下限位环台，上安装环台与下限位环台之间设有芯轴，短节接头上端设有固定环槽，对应固定环槽下侧位置的短节接头上设有与收发环槽连通的过线孔，芯轴中部外侧套装有下端位于固定环槽内的电子筒，电子筒上端抵与上限位环台下侧；电子筒中部外侧沿圆周分布有至少六个开口向外的电子仓，对应电子仓下侧位置的电子筒下部外侧设有绕线槽，绕线槽上部外侧设有放置外环台，放置外环台外端设有上下贯通的绕线口。
2.根据权利要求1所述的井下近钻头测量短节，其特征在于还包括传感器、电源、主控板和无线传输装置，电子仓内分别设有电源、主控板和能探测井下参数的传感器，收发环槽内设有能够接收传感器参数并无线发出的无线传输装置，主控板与电源连接，传感器与主控板连接，主控板与无线传输装置连接。
3.根据权利要求1或2所述的井下近钻头测量短节，其特征在于对应发射短节外筒下端位置的短节接头上部外侧设有固定外环台，发射短节外筒下端位于固定外环台上侧，非金属密封罩上端位于固定外环台下侧。
4.根据权利要求3所述的井下近钻头测量短节，其特征在于固定外环台外侧沿圆周间隔设有防转槽、固定孔和上电孔，固定外环台下端外侧设有开口向前的防转槽。
5.根据权利要求1或2或4所述的井下近钻头测量短节，其特征在于芯轴包括由上至下依次固定安装在一起的第一直段、第二锥段、第三直段、第四锥段和第五直段,第二锥段呈上大下小的锥台状，电子筒上端内侧设有与第二锥段外侧相匹配的第一锥孔，第四锥段呈上小下大的锥台状，电子筒下端内侧设有与第四锥段外侧相匹配的第二锥孔，电子筒包括左半筒和右半筒，左半筒呈开口向右的半筒体，左半筒与右半筒结构相同且呈左右对称分布，左半筒与右半筒可拆卸的固定安装在一起。
6.根据权利要求3所述的井下近钻头测量短节，其特征在于芯轴包括由上至下依次固定安装在一起的第一直段、第二锥段、第三直段、第四锥段和第五直段,第二锥段呈上大下小的锥台状，电子筒上端内侧设有与第二锥段外侧相匹配的第一锥孔，第四锥段呈上小下大的锥台状，电子筒下端内侧设有与第四锥段外侧相匹配的第二锥孔，电子筒包括左半筒和右半筒，左半筒呈开口向右的半筒体，左半筒与右半筒结构相同且呈左右对称分布，左半筒与右半筒可拆卸的固定安装在一起。
7.根据权利要求5所述的井下近钻头测量短节，其特征在于还包括密封圈，第一直段与发射短节外筒上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，第五直段与短节接头上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，发射短节外筒下端内侧与短节接头上部外侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，非金属密封罩上部与短节接头之间上下间隔设有至少一个密封圈，非金属密封罩下部与短节接头之间上下间隔设有至少一个密封圈。
8.根据权利要求6所述的井下近钻头测量短节，其特征在于还包括密封圈，第一直段与发射短节外筒上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，第五直段与短节接头上部内侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，发射短节外筒下端内侧与短节接头上部外侧之间上下间隔设有至少一个密封圈，非金属密封罩上部与短节接头之间上下间隔设有至少一个密封圈，非金属密封罩下部与短节接头之间上下间隔设有至少一个密封圈。
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