CN117759232B - 一种钻井测井装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种钻井测井装置，属于钻井完井工程技术领域，包括：钻杆，其内部中空且顶部设有与内部连通的开口；剪切阀脉冲器同轴设于钻杆内部且侧壁上设有卡接部；第一限位机构具有沿第一方向可伸缩的移动端，移动端具有锁止状态和解锁状态；第二限位机构包括设置在钻杆内壁上的限位部，限位部与剪切阀脉冲器沿第二方向滑动连接，且限制剪切阀脉冲器与钻杆相对转动；处于锁止状态时，移动端与卡接部卡接以限制剪切阀脉冲器沿第二方向移动；处于解锁状态时，限位部与剪切阀脉冲器可相对滑动。本方案提出的钻井测井装置能在工作过程中保持整串仪器不转动不窜动，满足仪器的工作要求，在发生发生卡钻事故时又能被打捞上来，规避财产损失。

Description

一种钻井测井装置

技术领域

本申请涉及石油、天然气、地质勘探、钻井完井工程技术领域，具体涉及一种钻井测井装置。

背景技术

在定向井或水平井钻井过程中必须配制随钻测井仪器设备，整串仪器是通过剪切阀脉冲器固定在钻杆里面的，仪器在工作过程中是不允许转动的，目前的剪切阀脉冲器是通过螺丝固定在钻杆内的，这样就能保持不转动，能满足仪器测量的要求，但是这种结构的剪切阀脉冲器由于固定在钻杆内，是不能被打捞上来的。随着钻井市场的发展，钻井遇到的地质状况越来越复杂，有时会发生卡钻事故，仪器由于不能被打捞，埋在地底下，就会造成巨大的财产损失。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种钻井测井装置，包括：

钻杆，所述钻杆内部中空且顶部设有与内部连通的开口；

剪切阀脉冲器，所述剪切阀脉冲器同轴设于所述钻杆内部，所述剪切阀脉冲器侧壁上设有卡接部；

第一限位机构，所述第一限位机构具有沿第一方向可伸缩的移动端，所述第一方向为所述钻杆的径向，所述移动端具有锁止状态和解锁状态；

第二限位机构，所述第二限位机构包括设置在所述钻杆内壁上的限位部，所述限位部与所述剪切阀脉冲器沿第二方向滑动连接，且限制所述剪切阀脉冲器与所述钻杆相对转动，所述第二方向为所述钻杆的轴向；

其中，处于所述锁止状态时，所述移动端与所述卡接部卡接以限制所述剪切阀脉冲器沿所述第二方向移动；处于所述解锁状态时，所述限位部与所述剪切阀脉冲器可相对滑动。

根据本申请提供的技术方案，所述卡接部为设于所述剪切阀脉冲器上、且沿其外周的一圈环形槽；所述钻杆的侧壁上、与所述卡接部的相对位置设有与所述钻杆内部连通的第一通孔，所述第一通孔内设有所述第一限位机构，所述第一限位机构至少包括：

第一壳体，所述第一壳体设于所述第一通孔内，所述第一壳体内具有第一空间；

弹性元件，所述弹性元件设于所述第一空间内，其一端与所述第一空间内壁抵接，其延伸方向为所述第一方向；

锁紧元件，所述锁紧元件抵接于所述弹性元件靠近所述钻杆侧，所述锁紧元件至少包括远离所述弹性元件侧的所述移动端，所述移动端处于所述锁止状态时，所述弹性元件处于释力状态，所述移动端卡在所述卡接部内，所述移动端处于所述解锁状态时，所述弹性元件处于蓄力状态，所述移动端置于所述第一空间内。

根据本申请提供的技术方案，所述第一壳体靠近所述第一空间侧设有第一开口；所述锁紧元件还包括与所述移动端连接的随动端，所述随动端和所述弹性元件置于所述第一空间内，所述随动端的外径小于所述第一开口的内径，当所述移动端在所述解锁状态和所述锁止状态之间切换时，所述随动端沿所述第一方向移动。

根据本申请提供的技术方案，所述钻杆的侧壁上还设有沿所述第一方向延伸的第二通孔；所述第二限位机构包括：

第一限位槽，所述第一限位槽设于所述剪切阀脉冲器上、且沿所述第二方向延伸，所述第一限位槽远离所述钻杆顶部的开口的端部具有与所述第一限位槽贯通的第二开口，所述第二开口与所述钻杆内部贯通；

固定柱，所述固定柱设于所述第二通孔内，当所述移动端处于所述解锁状态时，所述固定柱可由所述第二开口脱离所述第一限位槽。

根据本申请提供的技术方案，所述锁紧元件为钢球，所述钢球的外径大于所述第一开口的内径。

根据本申请提供的技术方案，所述第一壳体靠近所述第一空间侧可拆卸连接有球罩，所述球罩上设有所述第一开口。

根据本申请提供的技术方案，所述剪切阀脉冲器靠近所述钻杆的顶部的开口侧设有打捞杆，所述打捞杆用于连接打捞装置，所述打捞装置用于驱动所述剪切阀脉冲器沿所述第二方向移动。

根据本申请提供的技术方案，所述第一壳体外套设有密封圈，所述密封圈用于密封。

根据本申请提供的技术方案，所述第二通孔为螺纹孔，所述固定柱与所述钻杆螺接。

根据本申请提供的技术方案，所述剪切阀脉冲器远离所述打捞杆侧还设有连接部。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：本申请提出的钻井测井装置，设置有第一限位机构和第二限位机构，当钻井测井装置处于工作状态时，第一限位机构的所述移动端处于锁止状态，再加上第二限位机构的限制，剪切阀脉冲器可保证不在钻杆内转动，同时也可保证不沿钻杆的轴向来回窜动，有效保证了剪切阀脉冲器在工作过程中的位置稳定性，满足了仪器测量的要求，当钻井遇到的地质状况复杂，导致发生卡钻事故时，将第一限位机构的所述移动端切换为解锁状态，从钻杆顶部的开口为剪切阀脉冲器提供动力，可使剪切阀脉冲器从钻杆内部抽离，实现可打捞功能，规避了钻井过程的财产损失。

附图说明

图1为本申请实施例提供的钻井测井装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的图1中Ⅲ部分的局部放大图。

图中所述文字标注表示为：

1、打捞杆；2、剪切阀脉冲器；3、钻杆；4、固定柱；5、第一壳体；6、密封圈；7、球罩；8、弹性元件；9、锁紧元件；10、连接部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

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申请。

诚如背景技术中提到的，针对现有技术中的问题，本申请提出了一种钻井测井装置，请参考图1所示，包括：

钻杆3，所述钻杆3内部中空且顶部设有与内部连通的开口；

剪切阀脉冲器2，所述剪切阀脉冲器2同轴设于所述钻杆3内部，所述剪切阀脉冲器2侧壁上设有卡接部；

第一限位机构，所述第一限位机构具有沿第一方向可伸缩的移动端，所述第一方向为所述钻杆3的径向，所述移动端具有锁止状态和解锁状态；

第二限位机构，所述第二限位机构包括设置在所述钻杆3内壁上的限位部，所述限位部与所述剪切阀脉冲器2沿第二方向滑动连接，且限制所述剪切阀脉冲器2与所述钻杆3相对转动，所述第二方向为所述钻杆3的轴向；

其中，处于所述锁止状态时，所述移动端与所述卡接部卡接以限制所述剪切阀脉冲器2沿所述第二方向移动；处于所述解锁状态时，所述限位部与所述剪切阀脉冲器2可相对滑动。

具体地，所述钻杆3为中空圆管结构，其顶部和底部均设有开口，便于将仪器放入所述钻杆3内；所述剪切阀脉冲器2设于所述钻杆3内部，且处于钻杆3内部靠上的空间内，所述剪切阀脉冲器2底部连接有一连串的仪器的其它部分，由于与本申请的发明点并无关系，在此不做过多赘述。

具体地，所述第一限位机构在沿所述第二方向相对靠上的位置，所述第二限位机构在沿所述第二方向相对靠下的位置，所述第一限位机构和所述第二限位机构可以沿所述第二方向处于同一条直线设置，也可以错位设置，考虑到安装的便利性，通常如图1所示，错位设置，设置在不同方位，便于安装和拆卸。

进一步地，所述第二限位机构限制所述剪切阀脉冲器2与所述钻杆3相对转动表示所述第二限位机构可以使所述剪切阀脉冲器2不在所述钻杆3内绕着所述钻杆3的轴心转动，可以有效满足仪器测量的工作要求，便于对准方向，提升测量准确性。

进一步地，在所述剪切阀脉冲器2从所述钻杆3的开口处放入所述钻杆3内部后，开始工作时，所述第一限位机构的移动端处于所述锁止状态，当有泥浆通过所述钻杆3底部的开口（与顶部的开口相对的开口）进入钻杆3内部时，会向所述钻杆3的顶部（当所述钻杆3垂直与地面钻井时，靠近大气方向的部分为顶部，当所述钻杆3平行于地面钻井时，前端的部分为顶部）挤压所述剪切阀脉冲器2，这时候所述第一限位机构可以限制所述剪切阀脉冲器2朝向所述钻杆3顶部的开口侧移动，所述第二限位机构可以挂着所述剪切阀脉冲器2，限制所述剪切阀脉冲器2朝向所述钻杆3底部的开口侧移动，同时，所述第二限位机构还可限制所述剪切阀脉冲器2与所述钻杆3相对转动，至此，在所述第一限位机构和所述第二限位机构的共同作用下，所述剪切阀脉冲器2可以在工作状态下保证位置的稳定性，既不转动，也不窜动。

当钻井遇到的地质状况复杂，导致发生卡钻事故时，现有技术中由于所述剪切阀脉冲器2是通过螺栓固定在所述钻杆3上的（为了保证在工作过程中剪切阀脉冲器2位置的稳定），具体地，传统的固定柱是一个带螺纹的圆柱，剪切阀脉冲器的阀筒对着固定柱的地方有一个不开口的沉槽，钻杆上面有一个螺纹孔，固定柱拧到钻杆上，并顶到脉冲器阀筒的沉槽内，这样，剪切阀脉冲器带着仪器就完全固定在钻杆上了，固定连接就会使得剪切阀脉冲器2包括其下方的一连串仪器在钻井遇到的地质状况复杂，导致发生卡钻事故时，无法被打捞上来，埋在地底下，造成巨大的财产损失。

本申请基于以上问题，改良了传统的固定连接，有效利用所述第一限位机构的所述移动端的锁止状态和解锁状态，在钻井遇到的地质状况复杂，导致发生卡钻事故时，在所述钻杆3的顶部的开口对所述剪切阀脉冲力提供向上的拉力，当拉力超过一定程度时，会将所述移动端的状态从所述锁止状态切换至所述解锁状态，此时所述限位部在所述剪切阀脉冲器2侧壁内朝向顶部的开口侧滑动，所述剪切阀脉冲器2在所述钻杆3内部朝向顶部的开口侧被拉动，直至从顶部的开口处拉出所述钻杆3内部，所述剪切阀脉冲器2会带着其底部的一连串的仪器的其它部分都被打捞上来，保证了财产的完整性。

本实施例提出的钻井测井装置，设置有第一限位机构和第二限位机构，当钻井测井装置处于工作状态时，第一限位机构处于锁止状态，再加上第二限位机构的限制，剪切阀脉冲器2可保证不在钻杆3内转动，同时也可保证不沿钻杆3的轴向来回窜动，有效保证了剪切阀脉冲器2在工作过程中的位置稳定性，满足了仪器测量的要求，当钻井遇到的地质状况复杂，导致发生卡钻事故时，将第一限位机构切换为解锁状态，从钻杆3顶部的开口为剪切阀脉冲器2提供动力，可使剪切阀脉冲器2从钻杆3内部抽离，实现可打捞功能，规避了钻井过程的财产损失。

在一可选的实施例中，所述卡接部为设于所述剪切阀脉冲器2上、且沿其外周的一圈环形槽；所述钻杆3的侧壁上、与所述卡接部的相对位置设有与所述钻杆3内部连通的第一通孔，所述第一通孔内设有所述第一限位机构，所述第一限位机构至少包括：

第一壳体5，所述第一壳体5设于所述第一通孔内，所述第一壳体5内具有第一空间；

弹性元件8，所述弹性元件8设于所述第一空间内，其一端与所述第一空间内壁抵接，其延伸方向为所述第一方向；

锁紧元件9，所述锁紧元件9抵接于所述弹性元件8靠近所述钻杆3侧，所述锁紧元件9至少包括远离所述弹性元件8侧的所述移动端，所述移动端处于所述锁止状态时，所述弹性元件8处于释力状态，所述移动端卡在所述卡接部内，所述移动端处于所述解锁状态时，所述弹性元件8处于蓄力状态，所述移动端置于所述第一空间内。

具体地，所述卡接部为在所述剪切阀脉冲器2靠近顶部的开口侧的一圈环形槽，所述环形槽的宽度、以及所述槽体的形态与所述锁紧元件9的尺寸相适配。

进一步地，所述第一通孔为螺纹孔，所述第一壳体5为螺栓，螺栓的大头对着外界大气，该螺栓内部被掏空形成与所述钻杆3内部连通的所述第一空间，所述第一壳体5设于所述第一通孔内实现与所述钻杆3的螺接。

可选地，请参考图2所示，所述弹性元件8为弹簧，所述移动端处于所述锁止状态时，所述弹簧处于释力状态，用于为所述锁紧元件9施加朝向所述剪切阀脉冲器2的推力，将所述锁紧元件9靠近所述剪切阀脉冲器2的所述移动端推至环形槽内、并在所述环形槽内卡住，当钻井遇到的地质状况复杂，导致发生卡钻事故时，向上提所述剪切阀脉冲器2时，当向上的拉力达到一定大小时，所述剪切阀脉冲器2向上走，其侧壁可推动所述锁紧元件9朝向远离所述剪切阀脉冲器2的方向移动，所述锁紧元件9的移动端被推回至所述第一空间内，直至所述剪切阀脉冲器2被从所述钻杆3内部完全拽出。

在一可选的实施例中，所述第一壳体5靠近所述第一空间侧设有第一开口；所述锁紧元件9还包括与所述移动端连接的随动端，所述随动端和所述弹性元件8置于所述第一空间内，所述随动端的外径小于所述第一开口的内径，当所述移动端在所述解锁状态和所述锁止状态之间切换时，所述随动端沿所述第一方向移动。

具体地，所述随动端和所述移动端形成完整的所述锁紧元件9，所述移动端即为可暴露在所述第一空间外的所述锁紧元件9的部分，所述随动端为一直设在所述第一空间内的所述锁紧元件9的部分。

在一可选的实施例中，所述钻杆3的侧壁上还设有沿所述第一方向延伸的第二通孔；所述第二限位机构包括：

第一限位槽，所述第一限位槽设于所述剪切阀脉冲器2上、且沿所述第二方向延伸，所述第一限位槽远离所述钻杆顶部的开口的端部具有与所述第一限位槽贯通的第二开口，所述第二开口与所述钻杆3内部贯通；

固定柱4，所述固定柱4设于所述第二通孔内，当所述移动端处于所述解锁状态时，所述固定柱4可由所述第二开口脱离所述第一限位槽。

具体地，所述限位部为所述固定柱4凸出所述第二通孔的部分。所述固定柱4为特制螺栓，所述第二通孔为螺纹孔，所述固定柱4的长度大于所述钻杆3的杆壁厚度。

进一步地，所述第一限位槽为沿所述钻杆3的轴向、底部贯穿的一个长条槽，所述第一限位槽的此结构可以使所述剪切阀脉冲器2朝所述钻杆3的顶部的开口移动后，完全使所述剪切阀脉冲器2脱离所述钻杆3，实现打捞工作。

在一可选的实施例中，所述锁紧元件9为钢球，所述钢球的外径大于所述第一开口的内径。

在一可选的实施例中，所述锁紧元件9为钢球，所述第一壳体5靠近所述第一空间侧可拆卸连接有球罩7，所述球罩7上设有所述第一开口。

具体地，所述球罩7用于保护所述钢球，并卡住所述钢球，所述球罩7远离所述剪切阀脉冲器2侧螺纹连接在所述第一壳体5上。

在一可选的实施例中，所述剪切阀脉冲器2靠近所述钻杆3的顶部的开口侧设有打捞杆1，所述打捞杆1用于连接打捞装置，所述打捞装置用于驱动所述剪切阀脉冲器2沿所述第二方向移动。

具体地，所述打捞杆1垂直设置在所述剪切阀脉冲器2靠近所述钻杆3的顶部的开口侧，所述打捞杆1便于向上打捞所述剪切阀脉冲器2。

在一可选的实施例中，所述第一壳体5外套设有密封圈6，所述密封圈6用于密封。

具体地，钻井的时候，内外泥浆有压差，所述密封圈6用于密封所述钻杆3内部的空间，保证其密闭性。

在一可选的实施例中，所述第二通孔为螺纹孔，所述固定柱4与所述钻杆3螺接。

在一可选的实施例中，所述剪切阀脉冲器2远离所述打捞杆1侧还设有连接部10。

具体地，所述剪切阀脉冲器2底部还连接有仪器的其它部分（其中，仪器为随钻测井仪器，该随钻测井仪器通过剪切阀脉冲器与钻杆连接，其它部分为除剪切阀脉冲器以外的随钻测井仪器的其它组成部分），当所述移动端处于所述解锁状态时，所述打捞装置勾住所述打捞杆1，将所述剪切阀脉冲器2向上提，将仪器的其它部分一连串都拉出来，实现当钻井遇到的地质状况复杂，导致发生卡钻事故时，仪器的打捞，有效规避了财产损失问题。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种钻井测井装置，其特征在于，包括：

钻杆（3），所述钻杆（3）内部中空且顶部设有与内部连通的开口；

剪切阀脉冲器（2），所述剪切阀脉冲器（2）同轴设于所述钻杆（3）内部，所述剪切阀脉冲器（2）侧壁上设有卡接部；

第一限位机构，所述第一限位机构具有沿第一方向可伸缩的移动端，所述第一方向为所述钻杆（3）的径向，所述移动端具有锁止状态和解锁状态；

第二限位机构，所述第二限位机构包括设置在所述钻杆（3）内壁上的限位部，所述限位部与所述剪切阀脉冲器（2）沿第二方向滑动连接，且限制所述剪切阀脉冲器（2）与所述钻杆（3）相对转动，所述第二方向为所述钻杆（3）的轴向；

其中，处于所述锁止状态时，所述移动端与所述卡接部卡接以限制所述剪切阀脉冲器（2）沿所述第二方向移动；处于所述解锁状态时，所述限位部与所述剪切阀脉冲器（2）可相对滑动；

所述钻杆（3）的侧壁上还设有沿所述第一方向延伸的第二通孔；所述第二限位机构包括：

第一限位槽，所述第一限位槽设于所述剪切阀脉冲器（2）上、且沿所述第二方向延伸，所述第一限位槽远离所述钻杆（3）顶部的开口的端部具有与所述第一限位槽贯通的第二开口，所述第二开口与所述钻杆（3）内部贯通；

固定柱（4），所述固定柱（4）设于所述第二通孔内，当所述移动端处于所述解锁状态时，所述固定柱（4）能由所述第二开口脱离所述第一限位槽。

2.根据权利要求1所述的钻井测井装置，其特征在于，所述卡接部为设于所述剪切阀脉冲器（2）上、且沿其外周的一圈环形槽；所述钻杆（3）的侧壁上、与所述卡接部的相对位置设有与所述钻杆（3）内部连通的第一通孔，所述第一通孔内设有所述第一限位机构，所述第一限位机构至少包括：

第一壳体（5），所述第一壳体（5）设于所述第一通孔内，所述第一壳体（5）内具有第一空间；

弹性元件（8），所述弹性元件（8）设于所述第一空间内，其一端与所述第一空间内壁抵接，其延伸方向为所述第一方向；

锁紧元件（9），所述锁紧元件（9）抵接于所述弹性元件（8）靠近所述钻杆（3）侧，所述锁紧元件（9）至少包括远离所述弹性元件（8）侧的所述移动端，所述移动端处于所述锁止状态时，所述弹性元件（8）处于释力状态，所述移动端卡在所述卡接部内，所述移动端处于所述解锁状态时，所述弹性元件（8）处于蓄力状态，所述移动端置于所述第一空间内。

3.根据权利要求2所述的钻井测井装置，其特征在于，所述第一壳体（5）靠近所述第一空间侧设有第一开口；所述锁紧元件（9）还包括与所述移动端连接的随动端，所述随动端和所述弹性元件（8）置于所述第一空间内，所述随动端的外径小于所述第一开口的内径，当所述移动端在所述解锁状态和所述锁止状态之间切换时，所述随动端沿所述第一方向移动。

4.根据权利要求3所述的钻井测井装置，其特征在于，所述锁紧元件（9）为钢球，所述钢球的外径大于所述第一开口的内径。

5.根据权利要求3所述的钻井测井装置，其特征在于，所述第一壳体（5）靠近所述第一空间侧可拆卸连接有球罩（7），所述球罩（7）上设有所述第一开口。

6.根据权利要求1所述的钻井测井装置，其特征在于，所述剪切阀脉冲器（2）靠近所述钻杆（3）的顶部的开口侧设有打捞杆（1），所述打捞杆（1）用于连接打捞装置，所述打捞装置用于驱动所述剪切阀脉冲器（2）沿所述第二方向移动。

7.根据权利要求2所述的钻井测井装置，其特征在于，所述第一壳体（5）外套设有密封圈（6），所述密封圈（6）用于密封。

8.根据权利要求1所述的钻井测井装置，其特征在于，所述第二通孔为螺纹孔，所述固定柱（4）与所述钻杆（3）螺接。

9.根据权利要求6所述的钻井测井装置，其特征在于，所述剪切阀脉冲器（2）远离所述打捞杆（1）侧还设有连接部（10）。