CN209277812U - 一种带伽马测量功能的旋转导向推靠装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，包括旋转轴、非旋转套筒、推靠组件及伽马检测组件，所述旋转轴的下端连接有钻头，所述非旋转套筒套设于所述旋转轴外，所述推靠组件及伽马检测组件为多组，所述推靠组件及伽马检测组件设于所述非旋转套筒靠近钻头的一端，并沿所述非旋转套筒的周向交替布置。本实用新型具有伽马辐射量检测准确性及导向钻井效率高等优点。

Description

一种带伽马测量功能的旋转导向推靠装置

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻井领域，尤其涉及一种带伽马测量功能的旋转导向推靠装置。

背景技术

现有技术中，石油天然气的勘探开发均采用定向钻井技术，为了给钻井工具提供导向能力，很多定向井使用旋转导向闭环钻井系统，以提高钻井效率，降低成本。在闭环控制的导向钻井过程中，通常由随钻工具中的传感器测量地层信息并上传到地面，由地面决策之后下传指令，控制导向工具改变方向，从而使钻头准确、快速的到达目标地层。通常，地下含油的地层会比不含油的地层或含油量较少的地层释放更多的天然伽马辐射，因此，在定向钻井过程中，经常使用伽马检测传感器来测量地层发射的天然伽马辐射量。然后控制决策系统根据检测到的伽马辐射量，判断钻头是否处于油层之中或者油层位于钻头的什么方位，而后根据钻头与油层的相对位置关系优化钻井轨迹，给导向工具发送指令，从而使钻头一直位于油层之中或者能尽快到达目标油层。

现有的旋转导向钻井系统中虽然带有伽马传感器，以用于随钻探测地层信息，但是伽马传感器通常放置于导向工具上方的独立短节上或放置于导向工具液压推靠翼肋控制系统上方，两种放置位置均距离钻头远，其不能快速准确的确定钻头附近及钻头前方地层发射的伽马辐射，难以满足智能导向钻井的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种伽马辐射量检测准确性及导向钻井效率高的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，包括旋转轴、非旋转套筒、推靠组件及伽马检测组件，所述旋转轴的下端连接有钻头，所述非旋转套筒套设于所述旋转轴外，所述推靠组件及伽马检测组件为多组，所述推靠组件及伽马检测组件设于所述非旋转套筒靠近钻头的一端，并沿所述非旋转套筒的周向交替布置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述伽马检测组件包括伽马传感器、伽马传感器电路板及连接于伽马传感器电路板与伽马传感器之间的接线，所述非旋转套筒的下端设有放置伽马传感器的第一安装凹槽，所述非旋转套筒的上端设有放置伽马传感器电路板的第一放置腔室，所述第一放置腔室的一端与第一安装凹槽之间设有供接线穿过的贯穿孔，所述第一放置腔室的另一端设有第一过线孔。

所述贯穿孔包括水平段及两竖直段，所述水平段的一端通过一竖直段与第一放置腔室连通，所述水平段的另一端设有防止外部泥浆进入的第一堵头；另一所述竖直段的两端分别与所述水平段及伽马传感器的一端连通。

所述伽马传感器的上方盖设有伽马传感器盖板，所述伽马传感器盖板与第一安装凹槽的配合面之间设有防止外部泥浆进入伽马传感器的防泥密封圈。

所述伽马传感器的外侧包裹有绝缘套，所述伽马传感器的两端设有绝缘垫片。

所述推靠组件包括柱塞、设于柱塞驱动端的推靠板，以及提供柱塞伸缩驱动力的液压驱动部件，所述非旋转套筒的下端设有放置柱塞及推靠板的第二安装凹槽，所述非旋转套筒的中部设有放置液压驱动部件的密封液压腔室，所述密封液压腔室与所述第二安装凹槽之间设有向柱塞位置泵入液压油的液压油流道。

所述推靠组件还包括推靠控制电路板，所述非旋转套筒的上端设有放置推靠控制电路板的第二放置腔室，所述第二放置腔室的两端分别设有第二过线孔及与密封液压腔室连通的连接通道。

所述液压驱动部件包括依次连接的电机、联轴器、液压泵及节流阀；所述连接通道内设有密封连接器，所述推靠控制电路板通过密封连接器与电机连接。

所述非旋转套筒的中上部套设有耐磨套，所述密封液压腔室、第一放置腔室及第二放置腔室由耐磨套及非旋转套筒围合而成。

所述密封液压腔室的外侧及所述第二放置腔室的外侧均设有防止外部泥浆进入非旋转套筒与耐磨套之间空间的外侧密封圈，所述密封液压腔室与所述第二放置腔室之间设有防止液压油进入伽马传感器电路板及推靠控制电路板的中部密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的推靠组件及伽马检测组件为多组，推靠组件及伽马检测组件设于非旋转套筒靠近钻头的一端，并沿非旋转套筒的周向交替布置，其结构简单、装配方便、成本低；同时，将伽马检测组件置于推靠组件附近，使得伽马传感器与钻头之间的距离小于1m，在导向钻井的同时能探测到钻头附近及钻头前方的地层伽马辐射量，其伽马辐射量检测准确性高，有效提高了导向钻井效率，达到智能导向的需求。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型带伽马测量功能的旋转导向推靠装置的结构示意图。

图2是本实用新型带伽马测量功能的旋转导向推靠装置的剖视图。

图3是本实用新型伽马传感器与推靠板的位置关系示意图。

图中各标号表示：

1、非旋转套筒；11、第一安装凹槽；12、第一放置腔室；13、第二安装凹槽；14、第二放置腔室；15、密封液压腔室；16、第一过线孔；17、第二过线孔；18、连接通道；2、旋转轴；21、螺纹扣；22、泥浆通道；3、推靠组件；31、推靠板；32、柱塞；33、节流阀；34、液压泵；35、联轴器；36、电机；37、密封连接器；38、推靠控制电路板；39、液压油流道；391、第二堵头；4、伽马检测组件；41、伽马传感器；42、伽马传感器盖板；43、绝缘套；44、绝缘垫片；45、贯穿孔；46、伽马传感器电路板；47、第一堵头；5、耐磨套；6、轴承；71、外侧密封圈；72、中部密封圈；73、防泥密封圈。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实施例的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，包括旋转轴2、非旋转套筒1、推靠组件3及伽马检测组件4。其中，旋转轴2的下端设有螺纹扣21，以用来连接安装钻头，旋转轴2的中部设有泥浆通道22；非旋转套筒1套设于旋转轴2外，并在旋转轴2与非旋转套筒1之间设有轴承6，以起到支撑作用，减小旋转轴2与非旋转套筒1之间的摩擦。当旋转导向推靠装置工作时，非旋转套筒1不旋转，旋转轴2带动钻头旋转，泥浆从泥浆通道22中流过。

本实施例中，推靠组件3及伽马检测组件4为多组，推靠组件3及伽马检测组件4设于非旋转套筒1靠近钻头的一端，且推靠组件3及伽马检测组件4沿非旋转套筒1的周向交替布置，其结构简单、装配方便、成本低；同时，将伽马检测组件4置于推靠组件3附近，使得伽马检测组件4与钻头之间的距离小于1m，在导向钻井的同时能探测到钻头附近及钻头前方的地层伽马辐射量，其有效提高了导向钻井效率，达到智能导向的需求。

进一步地，如图3所示，推靠组件3及伽马检测组件4均为三组，推靠组件3及伽马检测组件4沿非旋转套筒1的周向均匀分布，且交替布置。推靠组件3及伽马检测组件4与钻头的螺纹扣21之间的距离小于1米。在其他实施例中，推靠组件3及伽马检测组件4的数量可根据钻井需求调整，如设置为两组、四组等。

如图2所示，伽马检测组件4包括伽马传感器41、伽马传感器电路板46及接线。其中，伽马传感器41测量地层发射的天然伽马辐射量；伽马传感器电路板46用于给伽马传感器41供电、接收伽马传感器41传输的信号并将处理过的信号传输给外部接收系统；接线连接于伽马传感器电路板46与伽马传感器41之间。本实施例中，非旋转套筒1的下端设有第一安装凹槽11，伽马传感器41放置于第一安装凹槽11内；非旋转套筒1的上端设有第一放置腔室12，伽马传感器电路板46放置于第一放置腔室12内；第一放置腔室12的一端与第一安装凹槽11之间设有贯穿孔45，以供接线穿过连接伽马传感器电路板46与伽马传感器41；第一放置腔室12的另一端设有第一过线孔16，用于伽马传感器电路板46和上方接收系统之间的接线。

进一步地，贯穿孔45包括水平段及两竖直段。其中，水平段的一端通过一竖直段与第一放置腔室12连通；水平段的另一端设有第一堵头47，以封闭贯穿孔45，防止外部泥浆进入贯穿孔45。另一竖直段的两端分别与水平段及伽马传感器41的一端连通。

如图2所示，伽马传感器41的上方盖设有伽马传感器盖板42。伽马传感器盖板42与非旋转套筒1的外侧壁平齐；伽马传感器盖板42与第一安装凹槽11的配合面之间设有防泥密封圈73，以防止外部泥浆进入伽马传感器41。

更进一步地，伽马传感器41的外侧包裹有绝缘套43，伽马传感器41的两端设有绝缘垫片44，伽马传感器41的接线插头位于绝缘垫片44的一侧。绝缘套43及绝缘垫片44的设置有效防止了伽马传感器41与非旋转套筒1内壁接触。

如图2及图3所示，推靠组件3包括柱塞32、推靠板31及液压驱动部件。其中，推靠板31设于柱塞32的驱动端，液压驱动部件提供柱塞32的伸缩驱动力。本实施例中，非旋转套筒1的下端设有第二安装凹槽13，以放置柱塞32及推靠板31，第一安装凹槽11与第二安装凹槽13沿非旋转套筒1的周向交替布置；非旋转套筒1的中部设有密封液压腔室15，以放置液压驱动部件。本实施例中，密封液压腔室15与第二安装凹槽13之间设有液压油流道39，以向柱塞32位置泵入液压油。液压油流道39的下端设有第二堵头391，以封闭液压油流道39，防止液压油流道39中的液压油漏出。

本实施例中，推靠组件3还包括推靠控制电路板38，用来给电机36供电、控制和检测电机36的转速、接收外部指令等。非旋转套筒1的上端设有第二放置腔室14，推靠控制电路板38放置于第二放置腔室14内。第二放置腔室14的两端分别设有第二过线孔17及连接通道18，其中，第二过线孔17用于推靠控制电路板38和上方控制系统之间接线；连接通道18与密封液压腔室15连通。

进一步地，液压驱动部件包括依次连接的电机36、联轴器35、液压泵34及节流阀33。其中，电机36通过联轴器35带动液压泵34转动，以将密封液压腔室15内的液压油泵入液压油流道39中，使液压油流道39中的液压油推动柱塞32伸出，进而推动推靠板31伸出；节流阀33则通过改变液压油的流动速度控制液压油流道39中的液压油压力。本实施例中，连接通道18内设有密封连接器37，推靠控制电路板38通过密封连接器37与电机36连接。密封连接器37上带有密封装置，能防止液压油从连接通道18进入放置推靠控制电路板38的第二放置腔室14内。

如图1及图2所示，非旋转套筒1的中上部套设有耐磨套5。密封液压腔室15、第一放置腔室12及第二放置腔室14由耐磨套5及非旋转套筒1围合而成。耐磨套5的设置可保护推靠组件3中的液压驱动部件、伽马传感器电路板46及推靠控制电路板38。

进一步地，本实施例中，密封液压腔室15的外侧及第二放置腔室14的外侧均设有外侧密封圈71，以防止外部泥浆进入非旋转套筒1与耐磨套5之间的空间，保护液压驱动部件、伽马传感器电路板46及推靠控制电路板38。同时，密封液压腔室15与第二放置腔室14之间设有中部密封圈72，以将非旋转套筒1和耐磨套5之间的空间分成两部分，防止液压油进入伽马传感器电路板46及推靠控制电路板38。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，包括旋转轴、非旋转套筒、推靠组件及伽马检测组件，所述旋转轴的下端连接有钻头，所述非旋转套筒套设于所述旋转轴外，所述推靠组件及伽马检测组件为多组，所述推靠组件及伽马检测组件设于所述非旋转套筒靠近钻头的一端，并沿所述非旋转套筒的周向交替布置。

2.根据权利要求1所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述伽马检测组件包括伽马传感器、伽马传感器电路板及连接于伽马传感器电路板与伽马传感器之间的接线，所述非旋转套筒的下端设有放置伽马传感器的第一安装凹槽，所述非旋转套筒的上端设有放置伽马传感器电路板的第一放置腔室，所述第一放置腔室的一端与第一安装凹槽之间设有供接线穿过的贯穿孔，所述第一放置腔室的另一端设有第一过线孔。

3.根据权利要求2所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述贯穿孔包括水平段及两竖直段，所述水平段的一端通过一竖直段与第一放置腔室连通，所述水平段的另一端设有防止外部泥浆进入的第一堵头；另一所述竖直段的两端分别与所述水平段及伽马传感器的一端连通。

4.根据权利要求2所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述伽马传感器的上方盖设有伽马传感器盖板，所述伽马传感器盖板与第一安装凹槽的配合面之间设有防止外部泥浆进入伽马传感器的防泥密封圈。

5.根据权利要求4所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述伽马传感器的外侧包裹有绝缘套，所述伽马传感器的两端设有绝缘垫片。

6.根据权利要求2至5中任意一项所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述推靠组件包括柱塞、设于柱塞驱动端的推靠板，以及提供柱塞伸缩驱动力的液压驱动部件，所述非旋转套筒的下端设有放置柱塞及推靠板的第二安装凹槽，所述非旋转套筒的中部设有放置液压驱动部件的密封液压腔室，所述密封液压腔室与所述第二安装凹槽之间设有向柱塞位置泵入液压油的液压油流道。

7.根据权利要求6所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述推靠组件还包括推靠控制电路板，所述非旋转套筒的上端设有放置推靠控制电路板的第二放置腔室，所述第二放置腔室的两端分别设有第二过线孔及与密封液压腔室连通的连接通道。

8.根据权利要求7所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述液压驱动部件包括依次连接的电机、联轴器、液压泵及节流阀；所述连接通道内设有密封连接器，所述推靠控制电路板通过密封连接器与电机连接。

9.根据权利要求7所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述非旋转套筒的中上部套设有耐磨套，所述密封液压腔室、第一放置腔室及第二放置腔室由耐磨套及非旋转套筒围合而成。

10.根据权利要求9所述的带伽马测量功能的旋转导向推靠装置，其特征在于，所述密封液压腔室的外侧及所述第二放置腔室的外侧均设有防止外部泥浆进入非旋转套筒与耐磨套之间空间的外侧密封圈，所述密封液压腔室与所述第二放置腔室之间设有防止液压油进入伽马传感器电路板及推靠控制电路板的中部密封圈。