CN201874554U - 适用于随钻测量探管的减振装置 - Google Patents
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Abstract
一种适用于随钻测量探管的减振装置，涉及井下随钻测量仪器减振机构的设计技术领域，本实用新型设计了一种具有多级减震的适用于随钻测量探管的减振结构，包括电池和探管抗压筒、轴向减振器、上、下和前部径向减振器；轴向减振器连接在仪器悬挂头的下方，轴向减振器的下方依次连接上径向减振器、电池抗压筒、下径向减振器、探管抗压筒和前部径向减振器；解决了实施气体钻井时，井下钻具的振动和冲击非常大，容易损坏井下探测仪器的问题，具有三种不同的减振组合的特点。
Description
技术领域：一种适用于随钻测量探管的减振装置，用于采用气体为钻井介质时的定向井或水平井井眼轨迹测量与信号发射接收探管的保护，涉及气体钻井的井下随钻测量仪器的设计制造技术领域。
背景技术：为了在钻井过程中最大限度保护油气储层，使被钻地层不受钻井泥浆的污染，保持产油或者产气层原始的储存状态，目前的方式是采用气体作为循环介质实施水平井的钻井，该技术通常被简称为气体钻定向井、气体钻水平井技术；而在实施气体钻定向井或者气体钻水平井时，需要实时了解井下的钻井轨迹，以便保证钻头沿着设计轨迹钻进，因此就需要采用井眼轨迹监测的技术和装备，目前普遍采用的监测技术是使用电磁波有线接力传输随钻测量，即：实施随钻测量时的探管位于井下无磁钻具内，通过多段电缆先将测量数据传送至钻柱中部的电磁波发射探管，电磁波发射探管再通过无线电磁波信号将数据发送至地面，该技术可增加井下数据传输的深度；目前的方式存在的问题是：由于实施气体钻井时，井筒中没有液体的支撑，气体钻井时井下钻具的振动和冲击非常大，在工况恶劣的情况下，随钻测量装置很容易被损坏，一旦损坏，就不能完成随钻测量和传输信号的任务，失去井下的信息，地面的技术人员将不能正确实施对井眼轨迹的控制，造成不能准确达到目标靶点。
发明内容：本实用新型主要针对现有技术的缺点，采取多级减振的结构，设计了一种适用于随钻测量探管的减振装置。
本实用新型的是这样实现的：本实用新型包括抗压筒和减振机构，其特征在于：
所述抗压筒包括电池抗压筒4和探管抗压筒6；减振机构包括轴向减振器2、上径向减振器3、下径向减振器5和前部径向减振器8；轴向减振器2连接在仪器悬挂头1的下方，轴向减振器2的下方依次连接上径向减振器3、电池抗压筒4、下径向减振器5、探管抗压筒6和前部径向减振器8；
所述轴向减振器2由连接拉杆12连接上径向减振器3；
所述探管抗压筒6内设置有随钻测量探管14；
在所述前部径向减振器8的前端是底部着陆头9；
所述随钻测量探管14是由内部减振器7承载的；
在所述轴向减振器2内设置有复合减振体10，复合减振体10的内部充有液压油；
在所述复合减振体10的下端面与轴向减振器2下端内面之间设置有弹簧11，复合减振体10与轴向减振器2内圆轴向上留有缓冲间隙；
所述上、下和前部径向减振器3、5和8上镶有橡胶扶正器13；
为了适合各种尺寸钻具的使用，橡胶扶正器13可根据配合的钻具内径大小调整外径，使其紧密贴紧钻具内壁；
为了实现井下数据的接力传输，在仪器悬挂头1的上端设置有信号连接引线；通过多段连接引线将随钻测量探管14的数据通过FSK或MSK信号向上传送至钻柱中部的电磁波发射探管，钻柱中部的电磁波发射探管再通过无线电磁波信号将数据发射至地面；
为了保证随钻测量探管14的安全，在随钻测量探管14的下端设置有内部减器7，内部减器7是可压缩的缓冲弹簧；
本实用新型的探管抗压筒6内可以设置随钻测量探管14，在用于信号 传输仪器的减振时，可以在其中设置电磁波发射探管；
下井施工时，根据不同的井深设计，确定信号传递的级数，然后根据传递的级数准备相应数量的本实用新型，其中一套的探管抗压筒6内设置随钻测量探管14，其他各套的探管抗压筒6内设置电磁波发射探管，然后依次将设置的各级本实用新型的联接电缆联接后下钻；在钻进的过程中，尽管钻具15的转动和与井壁的摩擦会造成很大的振动，但是由于设置了减振和抗压机构，保证井下测量数据能可靠的分段传输到地面。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用了三种不同的减振组合：轴向减振器2内部的复合减振体10可缓冲钻柱轴向振动；上、下和前部径向减振器可缓冲钻柱旋转时的径向振动；在随钻测量探管14的下端设置的内部减器7可缓冲轴向、径向钻柱的振动；经过多次试验，三种不同的减振措施可削弱探管振动的50％以上，有效的保护了以精密电子元器件为主的随钻测量探管14，因此可以保证钻井过程中井下信号可靠的分段传输。
附图说明：
图1是本实用新型在钻具内的连接结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
实施例1：本实用新型的结构包括抗压筒和减振机构，抗压筒包括电池抗压筒4和探管抗压筒6，在电池抗压筒4中设置有电池，以便保证仪器的正常运行，探管抗压筒6内设置有随钻测量探管14，可以起到井下信号的收集和传递，为了减小钻井过程对随钻测量探管14的振动，随钻测量探管14 是由弹簧构成的内部减振器7挂接承载的；减振机构包括轴向减振器2、上径向减振器3、下径向减振器5和前部径向减振器8，轴向减振器2连接在仪器悬挂头1的下方，为了减小钻进时产生的振动，在轴向减振器2内设置有复合减振体10，复合减振体10的内部充有液压油，并且在复合减振体10的下端面与轴向减振器2下端内面设置有弹簧11，在复合减振体10与轴向减振器2内圆轴向上留有缓冲间隙；轴向减振器2的下端由连接拉杆12连接上径向减振器3；上径向减振器3下放依次电池抗压筒4、下径向减振器5和探管抗压筒6，探管抗压筒6的前端是前部径向减振器8和底部着陆头9；为了进一步减少钻具的振动，在上、下和前部径向减振器3、5和8上镶有橡胶扶正器13；为了适合各种尺寸钻具的使用，橡胶扶正器13可根据配合的钻具内径大小调整外径；
实施例2：以设置随钻测量探管14为例，本实用新型的组装顺序是：先在轴向减振器2内装入事先预备好的复合减振体10，并在复合减振体10的下端面连接好连接拉杆12，然后将弹簧11套在连接拉杆12上，再将连接好连接拉杆12的复合减振体10从轴向减振器2的上端放入其中，并盖好轴向减振器2的上端面盖，然后再连接拉杆12的下端依次连接减振器3、电池抗压筒4和下径向减振器5，然后再将装好随钻测量探管14的探管抗压筒6连接在下径向减振器5的下端，最后在探管抗压筒6的下端连接带有前部径向减振器8的底部着陆头9，这样就完成了本实用新型的组装工作，最后，将连接好的本实用新型通过仪器悬挂头1挂接在钻具内，就可以下井工作了；
如果将本实用新型用于信号接收和传递仪器的减振，就在本实用新型的探管抗压筒6中设置电磁波发射探管；
实施例3：
以在钻柱近钻头处设置包括井斜、方位、温度和振动在内的随钻测量探管14，在钻柱中上部设置多个井下信号接受和传递的钻柱结构为例：下井施工时，根据不同的井深设计，先确定需要信号传递的级数，然后根据传递的级数准备相应数量的本实用新型，在其中一套的探管抗压筒6内设置随钻测量探管14，其他各套的探管抗压筒6内设置电磁波发射探管；下井时先将设置有随钻测量探管14的本实用新型连接在近钻头的钻具15内，再继续下钻，下钻前，在每个立柱中预装电缆，其中最下面的一根电缆与设置有随钻测量探管14的仪器悬挂头1上端的信号引线联接；为了保证信号传输到地面的可靠性，先通过计算，确定每套探管抗压筒6内设置有电磁波发射探管的本实用新型在钻柱串中的位置，然后将探管抗压筒6内设置有电磁波发射探管的各套本实用新型进行联接，直到最上端一套对接完毕后继续下钻，在钻进的过程中，尽管钻具15的转动和与井壁的摩擦会造成很大的振动，但是由于设置了减振和抗压机构的作用，保证井下测量数据能可靠的分段传输到地面；
为了最大限度减少在钻进过程中产生的振动，本实用新型采用了三种不同的减振组合：第一种是轴向减振器2内部的复合减振体10，由于复合减振体10内注有液压油，下端面与轴向减振器2下端内面设置有弹簧11，以及在复合减振体10与轴向减振器2内圆轴向上留有缓冲间隙，因此，可吸收钻井中钻柱的轴向振动；第二种是上、下和前部径向减振器3、5和8上镶有的橡胶扶正器13，由于橡胶是有弹性的，因此可减缓钻柱旋转时的径向振动；第三种是在设置随钻测量探管14或者设置电磁波发射探管的探管抗压筒6的下端设置的内部减器7，由于随钻测量探管14是由弹簧构成的内部减振器7 挂接承载的，因此，又可以缓冲轴向、径向钻柱的振动；由于三种减振机构的共同工作，有效的保护了随钻测量探管14的正常工作，可以保证钻井过程中，井下的随钻测量探管14的信号通过多段电缆正确地传输至钻柱中部的电磁波发射探管，最上端一套电磁波发射探管再将数据通过无线电磁波发射到地面，保证井下测量数据可靠的分段传输。
Claims (7)
1.一种适用于随钻测量探管的减振装置，包括抗压筒和减振机构，其特征在于：所述抗压筒包括电池抗压筒和探管抗压筒；减震机构包括轴向减振器、上径向减振器、下径向减振器和前部径向减振器；轴向减振器连接在仪器悬挂头的下方，轴向减振器的下方依次连接上径向减振器、电池抗压筒、下径向减振器、探管抗压筒和前部径向减振器。
2.根据权利要求1所述的适用于随钻测量探管的减振装置，其特征在于：所述轴向减振器由连接拉杆连接上径向减振器。
3.根据权利要求1所述的适用于随钻测量探管的减振装置，其特征在于：在所述前部径向减振器的前端是底部着陆头。
4.根据权利要求1所述的适用于随钻测量探管的减振装置，其特征在于：所述探管抗压筒内设置的随钻测量探管是由内部减振器承载的。
5.根据权利要求1所述的适用于随钻测量探管的减振装置，其特征在于：在所述轴向减振器内设置有复合减震体，复合减震体的内部充有液压油。
6.根据权利要求1所述的适用于随钻测量探管的减振装置，其特征在于：在所述复合减震体的下端面与轴向减振器下端内面之间设置有弹簧，复合减振体与轴向减振器内圆轴向上留有缓冲间隙。
7.根据权利要求1所述的适用于随钻测量探管的减振装置，其特征在于：所述上、下和前部径向减振器上镶有橡胶扶正器。
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