CN210370566U - 一种用于识别地层岩性的井下振动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于识别地层岩性的井下振动装置，本装置的内筒（4）的上端与上接头（1）连接，内筒（4）设置于中接头（2）和下接头（3）内，所述内筒（4）下端设置有弹性杆（6），弹性杆（6）下端设置有限位块（7），所述滑块（5）上端设置有沉孔和环形凹槽（8），所述限位块（7）卡入环形凹槽（8）内，上提上接头（1）即可提起滑块（5），在滑块（5）上移过程中，弹性杆（6）向内收缩，在滑块（5）将中接头（2）下端的弹簧压缩到一定程度时，限位块（7）与环形凹槽（8）脱离，滑块（5）向下冲击下接头（3）产生振动。本实用新型可以快速完成内筒（4）与滑块（5）之间的连接和分离，操作简单快捷。

Description

一种用于识别地层岩性的井下振动装置

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻井装备技术领域，特别是一种用于识别地层岩性的井下振动装置。

背景技术

在钻井作业中，提前预测钻头前方的地层信息以及钻头到待钻风险地层的距离对提高钻井的安全性有着极为重要的意义。随钻地震技术可以通过识别钻前地质构造引起的反射，得到所钻地层和待钻地层的声学属性或弹性属性，提供前探功能。目前已有的钻头随钻地震技术和随钻垂直地震剖面技术还不能很好的应用到钻井作业中。

现有技术中产生振动一般通过井下振源短节实现，振源短节内设置有冲击块。冲击块需要上下往复运动完成循环冲击以产生振动，冲击块蓄能时需要动力部件进行驱动，其中冲击块与动力部件之间的连接方式有固定连接式和可拆分式，其中固定连接式在冲击块进行冲击作业时，驱动部件随冲击块进行移动，可拆分式为在冲击块蓄能完毕后驱动部件与冲击块分离，驱动块单独完成冲击，在冲击完成后驱动部件再与冲击块进行连接。而驱动部件与冲击块的连接过程缓慢复杂，工作效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种连接方式简单并且连接效率高的振动装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于识别地层岩性的井下振动装置，包括上接头、中接头、下接头、内筒和滑块，所述上接头下端与中接头上端连接，所述中接头下端与下接头上端连接，所述上接头、中接头和下接头上均设置有轴向的通孔，所述内筒上端与上接头通孔的下端固定连接，所述下接头的通孔直径大于中接头的通孔直径，所述中接头的下端面上设置有多个弹簧，所述弹簧位于下接头通过内壁与内筒外壁之间的环空内，所述内筒下端设置有多根弹性杆，所述弹性杆为弯杆，弯杆在内筒移动时受到中接头的通孔内壁作用下发生变形，所述弹性杆底部设置有限位块，所述限位块位于弹性杆靠近下接头通孔内壁的一侧，所述滑块为圆筒状结构并且可滑动地设置于下接头的通孔内，所述滑块顶端设置有沉孔，沉孔的直径大于圆筒状结构的内径，所述沉孔底部设置有径向的环形凹槽，所述凹槽的宽度不小于限位块高度。使限位块可以卡入环形凹槽内。

优选的，所述上接头下端与中接头上端通过花键连接，所述中接头下端与下接头上端通过锥螺纹连接，所述上接头的通孔与内筒通过锥螺纹连接。上接头和中接头通过花键连接，可以在不进行冲击作业的情况下，上接头与中接头可以完成旋转作业。

优选的，所述弹性杆顶部设置有固定片，所述固定片通过螺钉与内筒连接，所述弹性杆之间设置有弹簧，所述弹性杆限位块与固定片之间的部分为弧形弯杆。所述弧形弯杆的沿下接头的径向方向向外弯曲。弧形弯杆在受到中接头的通孔孔壁作用下向内收缩，限位块位置随着向内收缩。在滑块将弹簧压缩到一定程度时，限位块与环形凹槽分离，滑块在弹簧和自身重力作用下冲击下接头产生振动。

优选的，所述下接头的通孔为台阶孔，所述滑块的下端面抵靠于台阶孔的台阶部分的上端面。

优选的，所述中接头的通孔包括锥孔和台阶孔两段，所述锥形孔位于台阶孔的下端，所述锥形孔直径小的一端与台阶孔直径大的一端连接，所述内筒可滑动地设置于中接头的通孔内。

优选的，所述内筒为与中接头的台阶孔相匹配的台阶管，所述台阶管的外壁面与中接头的台阶孔的内壁面贴合。

优选的，所述沉孔为锥孔，所述环形凹槽位于锥孔直径小的一端的侧壁上，所述锥孔与滑块上的圆柱形直孔之间有台阶。锥孔可以更加便于滑块插入，锥孔与圆柱形直孔之间的台阶可以防止内筒下落速度快，使限位块进入圆柱形直孔内，导致没有与滑块连接成功的问题。

本实用新型具有以下优点：

结构简单紧凑，可以快速完成内筒与滑块之间的连接和分离，便于操作。上接头与中接头通过花键连接，在不进行冲击作业时，上接头与中接头可以进行旋转作业。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型一个工作状态示意图；

图3 为本实用新型另一个工作状态示意图；

图4 为图1中A处放大图示意图；

图中：1-上接头，2-中接头，3-下接头，4-内筒，5-滑块，6-弹性杆，7-限位块，8-环形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种用于识别地层岩性的井下振动装置，包括上接头1、中接头2、下接头3、内筒4和滑块5，所述上接头1下端与中接头2上端连接，所述中接头2下端与下接头3上端连接，所述上接头1、中接头2和下接头3上均设置有轴向的通孔，所述内筒4上端与上接头1通孔的下端固定连接，所述下接头3的通孔直径大于中接头2的通孔直径，所述中接头2的下端面上设置有多个弹簧，所述弹簧位于下接头3通过内壁与内筒4外壁之间的环空内，所述内筒4下端设置有多根弹性杆6，所述弹性杆6为弯杆，弯杆在内筒4移动时受到中接头2的通孔内壁作用下发生变形，如图4所示，所述弹性杆6底部设置有限位块7，所述限位块7位于弹性杆6靠近下接头3通孔内壁的一侧，所述滑块5为圆筒状结构并且可滑动地设置于下接头3的通孔内，所述滑块5顶端设置有沉孔，沉孔的直径大于圆筒状结构的内径，所述沉孔底部设置有径向的环形凹槽8，所述凹槽的宽度不小于限位块7高度。使限位块7可以卡入环形凹槽8内。

优选的，所述上接头1下端与中接头2上端为相互啮合的花键结构，所述花键结构分别与上接头1和下接头3一体成型，上接头1的下端为母接头，中接头2的上端为公接头，所述中接头2下端与下接头3上端通过锥螺纹连接，所述上接头1的通孔与内筒4通过锥螺纹连接。上接头1和中接头2通过花键连接，可以在不进行冲击作业的情况下，公母花键结构啮合，上接头1向中接头2传输扭矩，从而带动下方管柱进行旋转作业。

优选的，所述弹性杆6顶部设置有固定片，所述固定片通过螺钉与内筒4连接，作为一种优选的实施方式，内筒4的外壁与固定片的连接位置设置有凹槽，在固定片通过螺钉固定于内筒4上后，螺钉和固定片不会在内筒4的外壁上形成凸起，避免了螺钉和固定片阻碍内筒4在中接头2的通孔内上下移动，所述弹性杆6之间设置有弹簧，弹簧可以限制弹性杆6之间的最大距离，避免弹性杆6无法插入滑块5上的沉孔内，同时，在弹性杆6从中接头2的通孔内向下移出时，弹簧可以将弹性杆6向外撑开，确保限位块7能够与环形凹槽8相配合，避免弹性杆6的弹性降低导致无法振动的问题，所述弹性杆6限位块7与固定片之间的部分为弧形弯杆。所述弧形弯杆的沿下接头3的径向方向向外弯曲。弧形弯杆在受到中接头2的通孔孔壁作用下向内收缩，限位块7位置随着向内收缩。在滑块5将弹簧压缩到一定程度时，限位块7与环形凹槽8分离，滑块5在弹簧和自身重力作用下冲击下接头3产生振动。

优选的，所述下接头3的通孔为台阶孔，所述滑块5的下端面抵靠于台阶孔的台阶部分的上端面。

优选的，所述中接头2的通孔包括锥孔和台阶孔两段，所述锥形孔位于台阶孔的下端，所述锥形孔直径小的一端与台阶孔直径大的一端连接，所述内筒4可滑动地设置于中接头2的通孔内。

优选的，所述内筒4为与中接头2的台阶孔相匹配的台阶管，所述台阶管的外壁面与中接头2的台阶孔的内壁面贴合。

优选的，所述沉孔为锥孔，所述环形凹槽8位于锥孔直径小的一端的侧壁上，所述锥孔与滑块5上的圆柱形直孔之间有台阶。锥孔可以更加便于滑块5插入，锥孔与圆柱形直孔之间的台阶可以防止内筒4下落速度快，使限位块7进入圆柱形直孔内，导致没有与滑块5连接成功的问题。

如图2和图3所示，本实用新型的工作过程如下：进行冲击振动作业时，上提上接头1，上接头1与中接头2的花键部分相啮合时，弹性杆6的限位块7与滑块5的环形凹槽8相配合，所以在上接头1上移时，内筒4带动弹性杆6和滑块5上移。在上移过程中，弹性杆6在中接头2的锥形孔作用下向内收缩，限位块7在弹性杆6收缩时与环形凹槽8的接触面积逐渐减小，同时滑块5上移到一定位置后接触中接头2下端面的弹簧并压缩该弹簧，图2为滑块压缩弹簧状态下的示意图，滑块5继续上移直到限位块7与环形凹槽8之间没有接触，滑块5在弹簧和自身重力的作用下冲击下接头3的台阶孔端面，从而产生冲击振动。内筒4在继续上移过程中，内筒4的台阶部分和中接头2的台阶孔的台阶部分相接触，使上接头1无法继续提起，此时工作人员可以下放上接头1，图3为下方上接头过程的示意图，直到下接头3与中接头2的花键部分相啮合，上接头1无法继续下放，并进行下一次冲击振动工作。

在进行旋转作业时，确保上接头1与中接头2的花键部分相啮合，对上接头1施加扭矩，上接头1带动中接头2及下放的部件进行旋转。

Claims (7)

1.一种用于识别地层岩性的井下振动装置，其特征在于：包括上接头（1）、中接头（2）、下接头（3）、内筒（4）和滑块（5），所述上接头（1）下端与中接头（2）上端连接，所述中接头（2）下端与下接头（3）上端连接，所述上接头（1）、中接头（2）和下接头（3）上均设置有轴向的通孔，所述内筒（4）上端与上接头（1）通孔的下端固定连接，所述下接头（3）的通孔直径大于中接头（2）的通孔直径，所述中接头（2）的下端面上设置有多个弹簧，所述弹簧位于下接头（3）通过内壁与内筒（4）外壁之间的环空内，所述内筒（4）下端设置有多根弹性杆（6），所述弹性杆（6）为弯杆，所述弹性杆（6）底部设置有限位块（7），所述限位块（7）位于弹性杆（6）靠近下接头（3）通孔内壁的一侧，所述滑块（5）可滑动地设置于下接头（3）的通孔内，所述滑块（5）顶端设置有沉孔，所述沉孔底部设置有径向的环形凹槽（8），所述凹槽的宽度不小于限位块（7）高度。

2.根据权利要求1所述的一种用于识别地层岩性的井下振动装置，其特征在于：所述上接头（1）下端与中接头（2）上端通过花键连接，所述中接头（2）下端与下接头（3）上端通过锥螺纹连接，所述上接头（1）的通孔与内筒（4）通过锥螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于识别地层岩性的井下振动装置，其特征在于：所述弹性杆（6）顶部设置有固定片，所述固定片通过螺钉与内筒（4）连接，所述弹性杆（6）之间设置有弹簧，所述弹性杆（6）限位块（7）与固定片之间的部分为弧形弯杆，所述弧形弯杆的沿下接头（3）的径向方向向外弯曲。

4.根据权利要求1所述的一种用于识别地层岩性的井下振动装置，其特征在于：所述下接头（3）的通孔为台阶孔，所述滑块（5）的下端面抵靠于台阶孔的台阶部分的上端面。

5.根据权利要求1所述的一种用于识别地层岩性的井下振动装置，其特征在于：所述中接头（2）的通孔包括锥孔和台阶孔两段，所述锥形孔位于台阶孔的下端，所述锥形孔直径小的一端与台阶孔直径大的一端连接，所述内筒（4）可滑动地设置于中接头（2）的通孔内。

6.根据权利要求5所述的一种用于识别地层岩性的井下振动装置，其特征在于：所述内筒（4）为与中接头（2）的台阶孔相匹配的台阶管，所述台阶管的外壁面与中接头（2）的台阶孔的内壁面贴合。

7.根据权利要求1所述的一种用于识别地层岩性的井下振动装置，其特征在于：所述沉孔为锥孔，所述环形凹槽（8）位于锥孔直径小的一端的侧壁上。

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