CN213175571U - 一种深井测量仪器输送装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种深井测量仪器输送装置，属于地球物理探测领域，该输送装置包括一个测井组件或至少两个串接的测井组件、钻杆、螺杆钻具以及前导钻头，测井组件由反井钻头、仪器工作舱和仪器工作舱固定装置构成。前导钻头回转动力由上部螺杆钻具提供，对下放过程中遇到的卡堵岩块进行破碎，既避免下放过程中仪器工作舱旋转，又保证了仪器工作舱的顺利下放；测量仪器集成在仪器工作舱中，可以实现多个仪器工作舱的同时安装，在不同深度的井段进行同时的测量；在每个仪器工作舱固定装置上部均螺纹连接一个反井钻头，上提时通过钻机带动整个输送装置缓慢回转，钻头缓慢回转，对坍塌岩块进行切削与破碎，保证仪器工作舱的快速脱困提升。
Description
技术领域
本实用新型属于地球物理探测领域，具体涉及一种深井测量仪器输送装置。
背景技术
测井技术广泛应用于资源勘探和工程勘探中，也称为地球物理测井，通过测量仪器对裸眼井井壁岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性进行测量，属于应用地球物理方法之一。
随着钻井深度的增加与测井要求的提高，需要测量仪器在深井之中进行长时间(3～5年)的测量。深井中高压、高温且地层组成复杂的施工环境对井下仪器安装设备提出了特殊需求。井下输送装置的安全性、可靠性将成为测井仪器稳定工作的重要考量。
向深井中下放测量仪器时，由于孔壁的粗糙性或孔内复杂情况尤其为裸眼情况下会导致在下放过程中可能发生卡堵、剐蹭等事故。在井下测量仪器长期工作过程中，由于地质构造的复杂和不可预见的因素，深井裸眼孔壁稳定性存在高风险，易发生坍塌掉块现象，因而测量仪器或其他支撑管段容易被卡在井内，导致整套测量系统仪器无法上提。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种深井测量仪器输送装置，以解决测量仪器深井中工作遇到下放卡堵，坍塌掉块导致上提困难等问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种深井测量仪器输送装置，其特征在于，包括：一个测井组件或至少两个串接的测井组件、钻杆、螺杆钻具以及前导钻头，测井组件由反井钻头、仪器工作舱和仪器工作舱固定装置构成，反井钻头和仪器工作舱固定装置同轴设置且内部连通，反井钻头的下端与仪器工作舱固定装置的上端螺纹连接；仪器工作舱内部集成有井下测量仪器，所述井下测量仪器通过线缆与位于地面的数据处理中心连接；仪器工作舱固定在仪器工作舱固定装置外侧壁上；一个测井组件或至少两个串接的测井组件设置在钻杆和螺杆钻具之间，钻杆和与其靠近的反井钻头的上端螺纹连接，且内部连通，螺杆钻具和与其靠近的仪器工作舱固定装置的下端螺纹连接，且内部连通；所述前导钻头和螺杆钻具同轴设置且内部连通，前导钻头螺纹连接在螺杆钻具下方；
其中，反井钻头的钻头切削面朝向位于其上部的钻杆；前导钻头具有上下两个钻头切削面，分别为上切削面、下切削面，两个钻头切削面朝向方向相反，且位于上方的钻头切削面朝向螺杆钻具。
进一步，所述仪器工作舱的上下两端设置有螺纹孔。
进一步，所述仪器工作舱固定装置由仪器工作舱固定装置本体及设置在仪器工作舱固定装置本体外侧壁上的固定块构成，仪器工作舱固定装置本体为两端开口的圆筒形结构，仪器工作舱固定装置本体的两端端部具有连接螺纹；固定块上开设有螺纹孔，固定块上的螺纹孔与所述仪器工作舱上的螺纹孔位置相对，通过螺栓穿过所述固定块上的螺纹孔和仪器工作舱上的螺纹孔实现待安装的仪器工作舱固定在所述仪器工作舱固定装置上。
进一步，所述反井钻头为一体成型式结构，反井钻头由反井钻头本体及绕着反井钻头本体中心轴呈圆周均匀分布的切削单元构成，反井钻头本体两端具有连接螺纹，任意相邻两切削单元之间设置有水口。
进一步，所述前导钻头由前导钻头本体及套设在前导钻头本体外部的切削盘组成，且前导钻头本体为一体成型式结构，切削盘上预留有水口，切削盘数量为两个，两个切削盘呈上下布置，位于上方的切削盘的切削面朝上，称为上切削面，位于下方的切削盘切削面朝下，称为下切削面。
通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：
1、本实用新型提出的深井测量仪器输送装置与方法，在整个输送装置的尾部安装前导钻头，回转动力由上部螺杆钻具提供，对下放过程中遇到的卡堵岩块进行破碎，既避免下放过程中仪器工作舱旋转，又保证了仪器工作舱的顺利下放；
2、测量仪器集成在仪器工作舱中，安装在仪器工作舱固定装置上，仪器工作舱固定装置通过螺纹与上部装置连接，可以实现多个仪器工作舱的同时安装，在不同深度的井段进行同时的测量，测量数据更加庞大准确；
3、在每个仪器工作舱固定装置上部均螺纹连接一个反井钻头，上提时通过孔口的钻机带动整个深井测量仪器输送装置回转起拔，此时反井钻头缓慢回转，实现钻头对坍塌岩块的切削与破碎，保证内部集成有井下测量仪器的仪器工作舱的快速脱困提升。
附图说明
此处的附图说明用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型申请的一部分，本实用新型示意性实施例及其说明用于理解本实用新型，并不构成本实用新型的不当限定，在附图中：
图1为本实用新型实施例中深井测量仪器输送装置下放示意图；
图2为本实用新型实施例中深井测量仪器输送装置上提示意图；
图3为本实用新型实施例中反井钻头主视图；
图4为本实用新型实施例中反井钻头斜视图；
图5为本实用新型实施例中前导钻头主视图；
图6为本实用新型实施例中前导钻头斜视图；
图7为本实用新型实施例中仪器工作舱固定装置主视图；
图8为本实用新型实施例中仪器工作舱固定装置斜视图。
图中各标记如下：1-井架；2-钻机；3-泥浆泵；4-数据处理中心；5-井孔；6-反井钻头；7-仪器工作舱；8-线缆；9-钻杆；10-仪器工作舱固定装置；11-螺杆钻具；12-前导钻头；13-固定块；601-反井钻头本体；602-切削单元；603-水口；1201-前导钻头本体；1202-切削盘。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明的具体实施方式对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有进行详尽的说明。本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本实用新型提出的一种深井测量仪器输送装置，包括：一个测井组件或至少两个串接的测井组件、钻杆9、螺杆钻具11以及前导钻头12，测井组件由反井钻头6、仪器工作舱7和仪器工作舱固定装置10构成，反井钻头6和仪器工作舱固定装置10同轴设置且内部连通，反井钻头6的下端与仪器工作舱固定装置10的上端螺纹连接；仪器工作舱7内部集成有井下测量仪器，所述井下测量仪器通过线缆8与位于地面的数据处理中心4连接；仪器工作舱7固定在仪器工作舱固定装置10外侧壁上；一个测井组件或至少两个串接的测井组件设置在钻杆9和螺杆钻具11之间，钻杆9和与其靠近的反井钻头6的上端螺纹连接，且内部连通，螺杆钻具11和与其靠近的仪器工作舱固定装置10的下端螺纹连接，且内部连通；所述前导钻头12和螺杆钻具11同轴设置且内部连通，前导钻头12螺纹连接在螺杆钻具11下方；
其中，反井钻头6的钻头切削面朝向位于其上部的钻杆9；前导钻头12具有上下两个钻头切削面，分别为上切削面、下切削面，两个钻头切削面朝向方向相反，且位于上方的钻头切削面朝向螺杆钻具11。
深井测量仪器输送装置可以应用于一个测量井段测量，亦可以在不同深度的井段进行多井段同时的测量，应用于一个测量井段测量时深井测量仪器输送装置采用一个测井组件；应用于不同深度的多井段测量时深井测量仪器输送装置采用至少两个串接的测井组件。
本实用新型的下述实施例是针对一个测量井段进行说明的：
如图1及图2所示，深井测量仪器输送装置包括反井钻头6、仪器工作舱7、钻杆9、仪器工作舱固定装置10、螺杆钻具11及前导钻头12，钻杆9、反井钻头6、仪器工作舱固定装置10、螺杆钻具11和前导钻头12从上至下顺次螺纹连接且内部贯通。
为保护测量仪器，将井下测量仪器集成在仪器工作舱7中，仪器工作舱7为金属舱体，并在金属舱体的表层涂覆有防腐蚀层，仪器工作舱7的上下两端设置有螺纹孔，可以方便固定在仪器工作舱固定装置10上。
如图7和图8所示，仪器工作舱固定装置10由仪器工作舱固定装置本体及设置在仪器工作舱固定装置本体外侧壁上的固定块13构成，仪器工作舱固定装置本体为两端开口的圆筒形结构，仪器工作舱固定装置本体的两端端部具有连接螺纹；固定块13上开设有螺纹孔，将仪器工作舱7放置在互为上下布置的固定块13之间，固定块13上的螺纹孔与所述仪器工作舱7上的螺纹孔位置相对，通过螺栓穿过所述固定块13上的螺纹孔和仪器工作舱7上的螺纹孔实现待安装的仪器工作舱7固定在所述仪器工作舱固定装置10上。
反井钻头6的钻头切削面朝向位于其上部的钻杆9，通过位于地表的钻机2的卡盘卡住钻杆9来驱动钻杆9，进而带动反井钻头6回转，实现回转上提。
如图3和图4所示，所述反井钻头6为一体成型式结构，反井钻头6由反井钻头本体601及绕着反井钻头本体602中心轴呈圆周均匀分布的切削单元602构成，反井钻头本体601两端具有连接螺纹，任意相邻两切削单元602之间设置有水口603。
螺杆钻具11，通过钻井液正循环驱动螺杆钻具11，所述钻井液即本实用新型中的泥浆。
前导钻头12的上端部设置有螺纹，通过螺纹连接在螺杆钻具11下方，前导钻头12具有上下两个钻头切削面，前导钻头12通过螺杆钻具11驱动，实现单动，具体螺杆钻具11为井下动力钻具，依靠钻井液驱动在井下带动前导钻头12回转，不依靠钻机2驱动，因此螺杆钻具11上方钻杆9不回转，下部前导钻头12实现单动回转。
如图5和图6所示，前导钻头12由前导钻头本体1201及套设在前导钻头本体1201外部的切削盘1202组成，且前导钻头本体1201为一体成型式结构，切削盘1202上预留有水口，切削盘1202数量为两个，两个切削盘1202呈上下布置，位于上方的切削盘1202的切削面朝上，称为上切削面，位于下方的切削盘1202切削面朝下，称为下切削面。
采用上述深井测量仪器输送装置输送井下测量仪器的方法的具体过程如下：
深井测量仪器输送装置的下放阶段：
在地面将深井测量仪器输送装置进行组装，将仪器工作舱7安装在仪器工作舱固定装置10的固定块13之间，通过螺栓连接在一起，反井钻头6的一端通过螺纹连接到钻杆9上，反井钻头6的另一端通过螺纹连接到仪器工作舱固定装置10上，仪器工作舱固定装置10远离反井钻头6的一端螺纹连接到螺杆钻具11；螺杆钻具11远离仪器工作舱固定装置10的一端与前导钻头12螺纹连接；
通过井架1悬挂已安装的深井测量仪器输送装置，开始下放，打开泥浆泵3，通过泥浆泵3驱动泥浆循环，向钻杆9内部注入泥浆，泥浆在深井测量仪器输送装置内部流过，经由前导钻头12流出后从所述深井测量仪器输送装置与井孔5的孔壁间隙处上返至地面，完成正循环，驱动螺杆钻具11与前导钻头12单动回转，通过前导钻头12的下切削面来破碎下放过程中遇到的堵塞物，保证下放顺利；
以续接钻杆9的方式，使得深井测量仪器输送装置不断下放，当仪器工作舱7下放至指定测量区域，停止下放，关闭泥浆泵3，泥浆停止循环，此时仪器工作舱7内部的井下测量仪器开始工作，并将井下测量仪器所测量的数据通过线缆8传输到数据处理中心4进行分析。
深井测量仪器输送装置的上提阶段：
当测量结束或遇到不可抗力因素需将仪器工作舱7上提，通过位于孔口的钻机2带动整个深井测量仪器输送装置回转起拔，此时反井钻头6与前导钻头12一起进行回转，反井钻头6的钻头切削面回转破碎上部孔壁的掉块与坍塌岩块，前导钻头12的上切削面破碎反井钻头6下部的掉块与坍塌岩块，共同保证上提顺利。
进一步地，由于泥浆的作用是用来驱动螺杆钻具11，而不需要携带岩粉，因此泥浆可以使用清水，在下放过程中，螺杆钻具11与前导钻头12单动回转，上部装置不进行回转，保护仪器。
进一步地，反井钻头6上具有水口603，线缆8从反井钻头6的水口603中穿过，起到限位作用，防止线缆8缠绕钻杆9。
Claims (5)
1.一种深井测量仪器输送装置，其特征在于，包括：一个测井组件或至少两个串接的测井组件、钻杆(9)、螺杆钻具(11)以及前导钻头(12)，测井组件由反井钻头(6)、仪器工作舱(7)和仪器工作舱固定装置(10)构成，反井钻头(6)和仪器工作舱固定装置(10)同轴设置且内部连通，反井钻头(6)的下端与仪器工作舱固定装置(10)的上端螺纹连接；仪器工作舱(7)内部集成有井下测量仪器，所述井下测量仪器通过线缆(8)与位于地面的数据处理中心(4)连接；仪器工作舱(7)固定在仪器工作舱固定装置(10)外侧壁上；一个测井组件或至少两个串接的测井组件设置在钻杆(9)和螺杆钻具(11)之间，钻杆(9)和与其靠近的反井钻头(6)的上端螺纹连接，且内部连通，螺杆钻具(11)和与其靠近的仪器工作舱固定装置(10)的下端螺纹连接，且内部连通；所述前导钻头(12)和螺杆钻具(11)同轴设置且内部连通，前导钻头(12)螺纹连接在螺杆钻具(11)下方；
其中，反井钻头(6)的钻头切削面朝向位于其上部的钻杆(9)；前导钻头(12)具有上下两个钻头切削面，分别为上切削面、下切削面，两个钻头切削面朝向方向相反，且位于上方的钻头切削面朝向螺杆钻具(11)。
2.根据权利要求1所述的深井测量仪器输送装置，其特征在于：所述仪器工作舱(7)的上下两端设置有螺纹孔。
3.根据权利要求2所述的深井测量仪器输送装置，其特征在于：所述仪器工作舱固定装置(10)由仪器工作舱固定装置本体及设置在仪器工作舱固定装置本体外侧壁上的固定块(13)构成，仪器工作舱固定装置本体为两端开口的圆筒形结构，仪器工作舱固定装置本体的两端端部具有连接螺纹；固定块(13)上开设有螺纹孔，固定块(13)上的螺纹孔与所述仪器工作舱(7)上的螺纹孔位置相对，通过螺栓穿过所述固定块(13)上的螺纹孔和仪器工作舱(7)上的螺纹孔实现待安装的仪器工作舱(7)固定在所述仪器工作舱固定装置(10)上。
4.根据权利要求1所述的深井测量仪器输送装置，其特征在于：所述反井钻头(6)为一体成型式结构，反井钻头(6)由反井钻头本体(601)及绕着反井钻头本体(601)中心轴呈圆周均匀分布的切削单元(602)构成，反井钻头本体(601)两端具有连接螺纹，任意相邻两切削单元(602)之间设置有水口(603)。
5.根据权利要求1所述的深井测量仪器输送装置，其特征在于：所述前导钻头(12)由前导钻头本体(1201)及套设在前导钻头本体(1201)外部的切削盘(1202)组成，且前导钻头本体(1201)为一体成型式结构，切削盘(1202)上预留有水口，切削盘(1202)数量为两个，两个切削盘(1202)呈上下布置，位于上方的切削盘(1202)的切削面朝上，称为上切削面，位于下方的切削盘(1202)切削面朝下，称为下切削面。
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