CN114165213A - 一种自适应贴井壁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油测井领域，特别涉及一种用于岩性密度测井，可在水平井测井仪器中应用，解决密度仪器贴井壁问题的自适应贴井壁装置。主要由上接头、上连接体、密度探头、下连接体、主体、下接头组成，主体两端分别连接上接头、下接头，所述主体上设置有容纳部，所述密度探头通过上、下连接体铰接于容纳部；所述下连接体一端通过销轴、销孔配合铰接于容纳部，所述销孔为长孔，所述长孔与销轴滑动配合；所述密度探头、上连接体、下连接体连成直线时，所述主体、密度探头、上连接体、下连接体的整体最大直径小于等于上、下接头的最小直径；无需电源即可实现对密度探头的推靠，对水平井、斜井等均适用，有效提高测井准确度，满足存储式测井的要求。

Description

一种自适应贴井壁装置

技术领域

本发明涉及石油测井领域，特别涉及一种用于岩性密度测井，可在水平井测井仪器中应用，解决密度仪器贴井壁问题的自适应贴井壁装置。

背景技术

密度测井，又称伽马——伽马测井，是指它利用Cs-137作为伽马源，可放射出能量为0.66MeV的伽马射线，作为确定岩性和岩石密度的重要测井方法。与声波测井,中子测井组合形成岩性孔隙度测井系列。

生产井中的流体主要有油、气、水三种流体，它们在密度上有明显差别。流体密度测量就是用密度计测量流体密度，通过测量流体密度达到区分产液剖面性质的目的。

测量流体密度的仪器主要有压差密度计和伽马密度计。压差密度计和伽马密度计得到的流体密度资料都可以用于定性分析进入井眼的流体类型、划分流体界面和定量确定两相流中的持液率。

使用测井仪器进行密度测井时，为使测井结果更为准确，通常需要使仪器探头贴靠于井壁，或贴靠于井壁上的泥饼上，才能够实施密度测井。

密度探头一般安装于密度短节上，再输送井下进行密度测井。

现有的密度短节的由于采用缆测的测井方式，采用电机-泵-液压驱动的推靠方式，需要电源为大功率电机供电，以驱动执行机构使探头紧贴井壁，不能适应存储式测井的要求。

根据超高温存储式测井系统的结构设计要求，实现密度探头与井壁的自适应贴合。

存储式测井系统由于是电池供电，决定了仪器不能有任何形式的大功率推靠机构，使得密度探头贴井壁不能依靠动力推靠机构来实现。

新型的密度推靠采用无电源无主动推靠的方式，设计了多自由度连杆机构，利用探头的自重使其可 脱离主体，适应井壁的形状。

为了解决这个问题，需要设计一个推靠装置，能够自适应保证密度仪器可靠贴紧井壁。

根据超高温存储式测井系统的结构设计要求，实现密度探头与井壁的自适应贴合。存储式测井系统由于是电池供电，决定了仪器不能有任何形式的大功率推靠机构，使得密度探头贴井壁不能依靠动力推靠机构来实现。

新型的密度推靠采用无电源无主动推靠的方式，设计了多自由度连杆机构，利用探头的自重使其可脱离主体，适应井壁的形状。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种自适应贴井壁装置。

其技术方案如下：

一种自适应贴井壁装置，主要由上接头、上连接体、密度探头、下连接体、主体、下接头组成，主体两端分别连接上接头、下接头所述主体上设置有容纳部，所述密度探头通过上、下连接体铰接于容纳部；所述下连接体一端通过销轴、销孔配合铰接于容纳部，所述销孔为长孔，所述长孔与销轴滑动配合；所述密度探头、上连接体、下连接体连成直线时，所述主体、密度探头、上连接体、下连接体的整体最大直径小于等于上、下接头的最小直径。

进一步的，所述上、下接头均套设有偏心器，所述偏心器较重一面朝向主体。所述偏心器呈偏心套管结构，重心轻的一面设置有纵向开口。所述上、下连接体为H形连接码。所述容纳部为U形凹进，所述U形凹进的开口朝向井壁。所述U形凹进底部设置有垫板装配槽。

更进一步的，还包括垫板，所述垫板设置有插接部和支撑部，所述插接部与垫板装配槽插接配合，所述支撑部伸出垫板装配槽支撑于密度探头。所述长孔的长度满足密度探头自容纳部内探出的行程要求，当密度探头自容纳部探出时，能够贴合于井壁。所述上、下接头分别连接有吊耳。所述吊耳呈椭圆形。

本发明的有益效果是：

无需电源即可实现对密度探头的推靠，整体采用机械连接，工作可靠性高，对水平井、斜井等均适用，有效提高测井准确度，满足存储式测井的要求。

附图说明

图1 自适应贴井壁装置总体结构示意图；

图2 井眼规则时探头收进主体内时示意图；

图3 井眼不规则时探头自动滑出示意图；

图4 竖直井况时的实施示意图；

图5 偏心器结构示意图；

图6 偏心器安装示意图；

图7 偏心器轴向投影图；

图8 偏心器任意点接触井壁受力分析；

图中：1、上接头，2、软管，3、上连接体，4、密度探头，5、主体，6、下连接体，7、下接头，8、偏心器。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明技术方案作具体说明。

实施例一：

一种自适应贴井壁装置，主要由上接头、上连接体、密度探头、下连接体、主体、下接头组成，主体两端分别连接上接头、下接头所述主体上设置有容纳部，所述密度探头通过上、下连接体铰接于容纳部；所述下连接体一端通过销轴、销孔配合铰接于容纳部，所述销孔为长孔，所述长孔与销轴滑动配合；所述密度探头、上连接体、下连接体连成直线时，所述主体、密度探头、上连接体、下连接体的整体最大直径小于等于上、下接头的最小直径。

所述上、下接头均套设有偏心器，所述偏心器较重一面朝向主体。所述偏心器呈偏心套管结构，重心轻的一面设置有纵向开口。所述上、下连接体为H形连接码。所述容纳部为U形凹进，所述U形凹进的开口朝向井壁。所述U形凹进底部设置有垫板装配槽。

还包括垫板，所述垫板设置有插接部和支撑部，所述插接部与垫板装配槽插接配合，所述支撑部伸出垫板装配槽支撑于密度探头。所述长孔的长度满足密度探头自容纳部内探出的行程要求，当密度探头自容纳部探出时，能够贴合于井壁。所述上、下接头分别连接有吊耳。所述吊耳呈椭圆形。

实施例二：

一种自适应贴合装置，该装置主要有上接头、软管、上连接体、主体、下连接体、下接头等零部件组成。上下连接体、主体、探头接头与密度探头组成了绞链四杆机构的四杆，下连接体下边的腰形孔，使机构增加了一个自由度，使密度探头对井壁的贴合更灵活。

井况较好时，机构被动收拢，密度探头收进主体内，此时密度探头依其自重，与井壁良好贴合，如图2所示。

井况不好时，在密度探头自身重力的作用下，机构被动打开，密度探头从主杆内滑出，如图3所示，可在机构自身的运动范围内适应恶劣的井况。

对水平井与大斜度井测量时，为防止探头的磨损，贴井壁的力为探头的自重，仪器在竖直状态时，探头外侧母线在仪器外圆上，为在竖直井测量时依然保持探头能紧贴井壁，该装置采取增加垫板的方式，使探头外母线突出仪器1~2cm，使仪器在探头背面那侧受到推力时，可以保证探头紧贴井壁。主体下边的垫板装配槽可以使探头不拆卸的状态下，装配和拆卸垫板。其示意图如图4所示。

该装置两端安装偏心器，使密度探头在重力的作用下偏转贴紧井壁，提高密度测井曲线质量。偏心器示意图如图5，安装于仪器后，如图6。

偏心器偏转原理如下：由图7可知，偏心器轴向投影所构成的圆（圆心O′）与仪器外径圆(圆心O) 偏心，偏心距为h，由于仪器较重，偏心器的存在几乎不影响整支仪器重心的改变，因此不论仪器怎么偏转，重心依然在O点，所以只有当仪器在A点或B点接触井壁时，仪器重力没有偏心力矩，但在A点时，仪器重心高，势能大，在钻杆输送过程中，很难维持平衡。鳍线上的任意点N接触井壁时如图4，重力均会产生偏转力矩，使接触点回至B点，因此在B点仪器重心是稳定的，此时密度探头贴紧井壁，如图8所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种自适应贴井壁装置，主要由上接头、上连接体、密度探头、下连接体、主体、下接头组成，主体两端分别连接上接头、下接头，其特征在于，所述主体上设置有容纳部，所述密度探头通过上、下连接体铰接于容纳部；所述下连接体一端通过销轴、销孔配合铰接于容纳部，所述销孔为长孔，所述长孔与销轴滑动配合；所述密度探头、上连接体、下连接体连成直线时，所述主体、密度探头、上连接体、下连接体的整体最大直径小于等于上、下接头的最小直径。

2.根据权利要求1所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述上、下接头均套设有偏心器，所述偏心器较重一面朝向主体。

3.根据权利要求2所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述偏心器呈偏心套管结构，重心轻的一面设置有纵向开口。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述上、下连接体为H形连接码。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述容纳部为U形凹进，所述U形凹进的开口朝向井壁。

6.根据权利要求5所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述U形凹进底部设置有垫板装配槽。

7.根据权利要求6所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，还包括垫板，所述垫板设置有插接部和支撑部，所述插接部与垫板装配槽插接配合，所述支撑部伸出垫板装配槽支撑于密度探头。

8.根据权利要求7所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述长孔的长度满足密度探头自容纳部内探出的行程要求，当密度探头自容纳部探出时，能够贴合于井壁。

9.根据权利要求8所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述上、下接头分别连接有吊耳。

10.根据权利要求9所述的一种自适应贴井壁装置，其特征在于，所述吊耳呈椭圆形。

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