CN113882847B - 一种井下工具面调整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油领域井下仪器领域，涉及一种井下工具面调整装置，由依次连接的流量监控组件、电路组件和运动组件组成；电路组件包括：霍尔传感器、上接头、减震垫、霍尔支架、9针插头、电池组、电路板、压块、电池硅胶垫片、外筒、15针插头、电路骨架、扶正接头、上电护帽、上电帽以及第一10芯插头；运动组件包括：第二10芯插头、对开螺环、双公接头、电机减速机、电机固定座、联轴器、丝杠螺母支架、运动导向筒、丝杠螺母副、连接块、外壳、换向轴、销轴、平衡活塞、下接头、弱点螺钉以及连接杆。根据本发明的井下工具面调整装置，通过综合结构设计，可以实现钻井方向及井眼轨迹的控制和调整，提高钻进效率和油井采收率。
Description
技术领域
本发明属于石油领域井下仪器领域，涉及一种井下工具面调整装置。
背景技术
当前，油气勘探开发过程正面临的挑战日益严峻。我国油气勘探开发领域正在由常规油气资源向“三低”、深层及超深层、深水及薄油层等非常规资源拓展。现有的钻井技术实现井下工具的钻进工具面的实时调整主要采用两种方式：1)通过螺杆钻进的方式进行工具面调整，钻井效率低、进尺慢，严重影响钻井速度；2)采用旋转导向技术进行工具面调整，价格高且技术主要掌握在国外企业手里，严重制约了国内技术的发展。因此市场上急需一种价格适中、技术国有化且具井下实时工具面调整功能的工具，以适应未来智能化钻井需求，更加精确地利用钻井实时获取、传输与处理数据，实时控制钻井中的工具面角度不断做出调整，进而控制钻进方向及井眼轨迹，从而提高钻进效率和油井采收率。
发明内容
本发明旨在提供一种井下工具面调整装置。
根据本发明的一方面，一种井下工具面调整装置，包括依次连接的流量监控组件、电路组件和运动组件组成；电路组件包括：霍尔传感器、上接头、减震垫、霍尔支架、9针插头、电池组、电路板、压块、电池硅胶垫片、外筒、15针插头、电路骨架、扶正接头、上电护帽、上电帽以及第一10芯插头，其中，外筒的两端分别与上接头和扶正接头装配连接，电路骨架设置在外筒内侧，电路骨架的一端通过减震垫固定在上接头的一侧，电路骨架的另一端与扶正接头固定连接，电池组和电路板分别安装在电路骨架的两侧；霍尔支架同轴心设置在上接头内侧并与电路骨架的一端固定连接，霍尔传感器安装在霍尔支架的一端；第一10芯插头同轴心设置在扶正接头内侧，上电护帽和上电帽同轴心设置在扶正接头的侧壁上；9针插头和15针插头分别设置在电路骨架的两端；运动组件包括：第二10芯插头、对开螺环、双公接头、电机减速机、电机固定座、联轴器、丝杠螺母支架、运动导向筒、丝杠螺母副、连接块、外壳、换向轴、销轴、平衡活塞、下接头、弱点螺钉以及连接杆，第二10芯插头、电机减速机通过电机固定座固定在双公接头内侧；丝杠螺母副的一端通过联轴器与电机减速机连接，丝杠螺母副的另一端与连接块连接；换向轴的一端与连接块固定连接，换向轴的另一端的外侧设置下接头，外壳的两端分别与双公接头和下接头装配连接；运动导向筒设置在联轴器、丝杠螺母支架、连接块以及换向轴一端与外壳的间隙内；连接杆通过弱点螺钉与换向轴固定连接；对开螺环设置在双公接头一端的外侧。
根据本发明的示例性实施例，上接头与定子连接座连接，第二10芯插头与第一10芯插头连接，对开螺环与扶正接头连接。
根据本发明的示例性实施例，流量监控组件包括依次连接的打捞头、定子涡轮和定子连接座和设置在定子连接座外侧的转子和直流导套以及连接定子涡轮和定子连接座的防松螺栓。
根据本发明的示例性实施例，电池组与外筒内壁之间设置压块，电池组各电池单元之间设置硅胶垫片。
根据本发明的示例性实施例，霍尔传感器与9针插头电气连接。
根据本发明的示例性实施例，15针插头的一端分别与第一10芯插头和上电帽电气连接，15针插头的另一端分别与电池组和电路板电气连接。
根据本发明的示例性实施例，换向轴的一端沿轴心均匀设置多个连续的J型槽。
根据本发明的示例性实施例，外壳与换向轴之间设置平衡活塞。
根据本发明的示例性实施例，丝杠螺母副由丝母和丝杠组成，丝杠一端的外侧设置丝杠螺母支架与丝母固定装配，丝杠的另一端与连接块固定连接。
根据本发明的示例性实施例，销轴设置在运动导向筒一端与平衡活塞之间的外壳上。
与现有技术相比，根据本发明实施例的井下工具面调整装置，通过综合结构设计，可以实现钻井方向及井眼轨迹的控制和调整，提高钻进效率和油井采收率。
附图说明
图1为根据本发明实施例的井下工具面调整装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例井下工具面调整装置的换向轴的结构示意图；
图3为根据本发明实施例换向轴J型槽的展开结构示意图。
图中，1-流量监控组件，2-电路组件，3-运动组件，101-打捞头，102-防松螺栓，103-定子涡轮，104-转子，105-直流导套，106-定子连接座；201-霍尔传感器，202-上接头，203-减震垫，204-霍尔支架，205-9针插头，206-电池组，207-电路板，208-压块，209-电池硅胶垫片，210-外筒，211-15针插头，212-电路骨架，213-扶正接头，214-上电护帽，215-上电帽，216-第一10芯插头；301-第二10芯插头，302-对开螺环，303-双公接头，304-电机减速机，305-电机固定座，306-联轴器，307-丝杠螺母支架，308-运动导向筒，309-丝杠螺母副，310-连接块，311-外壳，312-换向轴，313-销轴，314-平衡活塞，315-下接头，316-弱点螺钉，317-连接杆，318-J型槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种井下工具面调整装置，由依次连接的流量监控组件1、电路组件2和运动组件3组成。
具体的，电路组件2包括：霍尔传感器201、上接头202、减震垫203、霍尔支架204、9针插头205、电池组206、电路板207、压块208、电池硅胶垫片209、外筒210、15针插头211、电路骨架212、扶正接头213、上电护帽214、上电帽215以及第一10芯插头216，其中，外筒210的两端分别与上接头202和扶正接头213装配连接，电路骨架212设置在外筒210内侧，电路骨架212的一端通过减震垫203固定在上接头202的一侧，减震垫203用以减小电路骨架212的振动。电路骨架212的另一端与扶正接头213固定连接，电池组206和电路板207分别安装在电路骨架212的两侧，电路板207用于对霍尔传感器201的信号处理、电机减速机304的旋转或停止控制、电流转速的读取以及丝杠转速及位置的判断。霍尔支架204同轴心设置在上接头202内侧并与电路骨架212的一端固定连接，霍尔传感器201安装在霍尔支架204的一端；第一10芯插头216同轴心设置在扶正接头213内侧，上电护帽214和上电帽215同轴心设置在扶正接头213的侧壁上；9针插头205和15针插头211分别设置在电路骨架212的两端。
运动组件3包括：第二10芯插头301、对开螺环302、双公接头303、电机减速机304、电机固定座305、联轴器306、丝杠螺母支架307、运动导向筒308、丝杠螺母副309、连接块310、外壳311、换向轴312、销轴313、平衡活塞314、下接头315、弱点螺钉316以及连接杆317，第二10芯插头301、电机减速机304通过电机固定座305固定在双公接头内侧；丝杠螺母副309的一端通过联轴器306与电机减速机304连接，丝杠螺母副309的另一端与连接块310连接；换向轴312的一端与连接块310固定连接，换向轴312的另一端的外侧设置下接头315，外壳311的两端分别与双公接头303和下接头315装配连接；运动导向筒308设置在联轴器306、丝杠螺母支架307、连接块310以及换向轴312一端与外壳311的间隙内；连接杆317通过弱点螺钉316与换向轴312固定连接，弱点螺钉316用于保护在过载状态下的仪器安全。对开螺环302设置在双公接头303一端的外侧。
流量监控组件1包括依次连接的打捞头101、定子涡轮103和定子连接座106和设置在定子连接座106外侧的转子104和直流导套105以及连接定子涡轮103和定子连接座106的防松螺栓102。防松螺栓102的一端与定子涡轮103的内侧相匹配，防松螺栓102的另一端与定子连接座106的一端相匹配。防松螺栓102可以防止定子涡轮103与定子连接座106连接松动。
流量监控组件1通过打捞头101与钻铤(未示出)进行固定，减小因转子104旋转引起的仪器振动；定子涡轮103、直流导套105为转子104提供稳定的泥浆流向，将原有流向紊乱的泥浆调整为层流，提高转子104旋转稳定性。
上接头202与定子连接座106连接，第二10芯插头301与第一10芯插头216连接，对开螺环302与电路组件2中的扶正接头213连接。
电池组206与外筒210内壁之间设置压块208，电池组206各电池单元之间设置硅胶垫片209。电池硅胶垫片209减小电池组206的振动。电池组206为整个系统提供能量来源。
霍尔传感器201与9针插头205电气连接。霍尔传感器201通过读取转子104的转速获得流量大小参数；
15针插头211的一端分别与第一10芯插头216和上电帽215电气连接，15针插头211的另一端分别与电池组206和电路板207电气连接。上电帽215为整个系统开关断电，上电护帽214用以保护上电帽215不受泥浆影响。
如图2和图3所示，换向轴312的一端沿轴心均匀设置多个连续的J型槽318。
平衡活塞314设置外壳311与换向轴312之间。平衡活塞314安装在外壳311内，用以平衡地层压力，使连接杆317推拉的过程不受地层压力的影响。
丝杠螺母副309由丝母和丝杠组成，丝杠一端的外侧设置丝杠螺母支架307与丝母固定装配，丝杠的另一端与连接块310固定连接。
销轴313设置在运动导向筒308一端与平衡活塞314之间的外壳311上。
连接块310通过滑动键与运动导向筒308连接，丝杆只做直线运动。当电机减速机304转动时，连接块310带动换向轴312做前后运动，销轴313插入换向轴312的J型槽318内，当换向轴312前后运动时迫使换向轴312发生旋转，进而带动下接头315、连接杆317进行前后运动及旋转。
本实施例的流量监控组件1通过安装在上面的转子104可以读取泥浆命令，电路组件2收到流量监控组件1的泥浆命令后，通过内部电路分析，向运动组件3发送对应命令，实时监控运动组件动作是否正确以及执行是否完成，进而完成工具面的调整功能，从而实现钻井方向及井眼轨迹的控制和调整，提高钻进效率和油井采收率。
上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种井下工具面调整装置，其特征在于，所述井下工具面调整装置由依次连接的流量监控组件、电路组件和运动组件组成；电路组件包括：霍尔传感器、上接头、减震垫、霍尔支架、9针插头、电池组、电路板、压块、电池硅胶垫片、外筒、15针插头、电路骨架、扶正接头、上电护帽、上电帽以及第一10芯插头，其中，外筒的两端分别与上接头和扶正接头装配连接，电路骨架设置在外筒内侧，电路骨架的一端通过减震垫固定在上接头的一侧，电路骨架的另一端与扶正接头固定连接，电池组和电路板分别安装在电路骨架的两侧；霍尔支架同轴心设置在上接头内侧并与电路骨架的一端固定连接，霍尔传感器安装在霍尔支架的一端；第一10芯插头同轴心设置在扶正接头内侧，上电护帽和上电帽同轴心设置在扶正接头的侧壁上；9针插头和15针插头分别设置在电路骨架的两端；运动组件包括：第二10芯插头、对开螺环、双公接头、电机减速机、电机固定座、联轴器、丝杠螺母支架、运动导向筒、丝杠螺母副、连接块、外壳、换向轴、销轴、平衡活塞、下接头、弱点螺钉以及连接杆，第二10芯插头、电机减速机通过电机固定座固定在双公接头内侧；丝杠螺母副的一端通过联轴器与电机减速机连接，丝杠螺母副的另一端与连接块连接；换向轴的一端与连接块固定连接，换向轴的另一端的外侧设置下接头，外壳的两端分别与双公接头和下接头装配连接；运动导向筒设置在联轴器、丝杠螺母支架、连接块以及换向轴一端与外壳的间隙内；连接杆通过弱点螺钉与换向轴固定连接；对开螺环设置在双公接头一端的外侧；所述流量监控组件包括依次连接的打捞头、定子涡轮和定子连接座和设置在定子连接座外侧的转子和直流导套以及连接定子涡轮和定子连接座的防松螺栓；上接头与定子连接座连接，第二10芯插头与第一10芯插头连接，对开螺环与扶正接头连接。
2.根据权利要求1所述的井下工具面调整装置，其特征在于，电池组与外筒内壁之间设置压块，电池组各电池单元之间设置硅胶垫片。
3.根据权利要求1所述的井下工具面调整装置，其特征在于，霍尔传感器与9针插头电气连接。
4.根据权利要求1所述的井下工具面调整装置，其特征在于，15针插头的一端分别与第一10芯插头和上电帽电气连接，15针插头的另一端分别与电池组和电路板电气连接。
5.根据权利要求1所述的井下工具面调整装置，其特征在于，换向轴的一端沿轴心均匀设置多个连续的J型槽。
6.根据权利要求1所述的井下工具面调整装置，其特征在于，外壳与换向轴之间设置平衡活塞。
7.根据权利要求1所述的井下工具面调整装置，其特征在于，丝杠螺母副由丝母和丝杠组成，丝杠一端的外侧设置丝杠螺母支架与丝母固定装配，丝杠的另一端与连接块固定连接。
8.根据权利要求1所述的井下工具面调整装置，其特征在于，销轴设置在运动导向筒一端与平衡活塞之间的外壳上。
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| CN113882847A (zh) | 2022-01-04 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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