CN216381362U - 一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置 - Google Patents

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CN216381362U CN202121453350.5U CN202121453350U CN216381362U CN 216381362 U CN216381362 U CN 216381362U CN 202121453350 U CN202121453350 U CN 202121453350U CN 216381362 U CN216381362 U CN 216381362U
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赵洪山
夏文安
徐云龙
席境阳
刘晓兰
燕静
孙健翔
王锐
谭斌
潘鹏
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Sinopec Oilfield Service Corp
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Sinopec Oilfield Service Corp
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Abstract

本实用新型涉及石油天然气钻井、地质勘探以及矿山钻探技术领域中的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,包括螺旋桨、上支架、外筒体、主拉杆、下支架、斜拉杆、巴掌、支撑杆、滑道通孔、盖帽、进气孔、打捞矛、阻流环。外筒体为圆筒状结构,下端是接头,中下部是进气孔,装有阻流环,内部安装具有制动功能的机构。主拉杆的上端是螺旋桨和打捞矛,中间斜拉杆固定在下支架和支撑杆之间,支撑杆一端装有巴掌,另一端在盖帽处铰接,支撑杆通过滑道通孔伸出外筒体,能够大大减小测量仪器的自由下落速度,为实现气体钻井测量仪器的自由投测和井眼轨迹连续测量提供保障,同时简化了气体钻井的测斜工艺流程、操作方便,便于现场推广应用。

Description

一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻井、地质勘探以及矿山钻探技术领域,特别涉及一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置。
背景技术
气体钻井是一种采用空气、天然气、氮气及尾气等气体作为循环介质的钻井技术,由于具有最大限度保护油气储层、及时发现油气显示、大幅度提高钻井速度、缩短建井周期、提高油气采收率等诸多优点,近年来在直井、定向井及水平井施工中的应用已经取得了长足的发展。
气体钻井过程中,由于井筒内介质基本上全为气体,当利用电子单、多点测斜仪器进行测量井斜、方位等井眼轨迹参数时,如果与钻井液钻井一样,直接将测量仪器投入井底,则仪器将近乎以自由落体的速度下降,并且当到达井底时,仪器的下落速度和冲击力将会非常大,从而使得现有的电子单、多点测斜仪器将难以承受如此巨大的振动冲击而容易发生损坏。
截至目前,气体钻进过程中的井眼轨迹数据测量仍主要是利用测斜车吊测为主,其方法是在井口使用测斜绞车通过钢丝绳将电子单、多点测斜仪器送入井底进行测斜,测斜完毕后再通过钢丝绳将仪器回收至地面;然而使用该测斜方法具有一定的缺陷和局限性,例如:
1)若测斜人员操作不当、钢丝绳局部腐蚀或磨损等,容易发生钢丝绳断开、仪器掉井并损坏的情况;
2)利用测斜车吊测方式测斜,单次仅能测量1-3个不同井深位置的井斜和方位数据,测斜操作复杂且测斜效率低;
3)利用测斜车吊测方式测斜,测斜井段间隔普遍较长(≥100米),不能实现气体钻进井段的“连续测斜”,无法帮助现场人员准确掌握已钻井段的井眼轨迹状况。
因此,如果有一种适用于气体钻井的投测保护装置,能够明显减缓测量仪器的自由下落速度,实现气体钻井期间电子测斜仪器的自由投测,从而将能够大大提高气体钻井的测斜效率和降低气体钻井的施工风险。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中的不足,提供一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置。
其技术方案如下:
一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,包括直径小于钻柱的圆筒状、中空的外筒体(3),所述外筒体(3)上端开口、下端封闭,下端设有用于连接电子测斜仪器的接头,所述外筒体(3)侧壁开设有进气孔(11),所述外筒体(3)外部固定套设有阻流环(13),阻流环(13)高于所述进气孔(11),所述阻流环(13)与钻柱间隙配合。
进一步的,所述接头是带有丝扣的锥形接头。
进一步的,所述进气孔(11)的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形,数量为4~6个,沿外筒体(3)均匀分布,开口为向上倾斜的斜面。
进一步的,所述的阻流环(13),外径略小于钻柱内径,内有连接螺纹,材质是橡胶或钢材;所述外筒体(3)的上端设有外螺纹,所述阻流环(13)与外筒体(3)螺纹连接。
进一步的,还包括制动机构,所述制动机构包括:
螺旋桨(1)、主拉杆(4)、上支架(2);
所述外筒体(3)上端开口处固设有上支架(2),所述上支架(2)上方居中固设有主拉杆(4),所述主拉杆(4)上端转动设置有螺旋桨(1)。
进一步的,还包括制动机构,所述制动机构包括:
螺旋桨(1)、主拉杆(4)、斜拉杆(6)、支撑杆(8)、上支架(2)和巴掌(7);
所述外筒体(3)上端开口处固设有上支架(2),所述上支架(2)上方居中轴向滑动设置有主拉杆(4),所述主拉杆(4)上端转动设置有螺旋桨(1),所述主拉杆(4)上靠近螺旋桨(1)的上部固设有轴向限位件(14),所述支撑杆(8)的一端与主拉杆(4)的下端铰接,另一端斜向上延伸穿过滑道通孔(9)并设有巴掌(7);
所述滑道通孔(9)开设于外筒体(3)的侧壁,所述主拉杆(4)的末端设有盖帽(10)。
进一步的,所述支撑杆(8)成对的对称设置。
进一步的,所述支撑杆(8)为4~6组。
进一步的,所述的巴掌(7)外表面加工有凹凸不平的花纹,中间带有圆孔,圆孔内有连接螺纹。
进一步的,所述的盖帽(10),是一个阶梯状结构,下端是盖板,中间是带有圆孔的圆筒,上端是带有连接螺纹的圆筒。
本实用新型的有益效果是:
(1)能够实现气体钻井电子测量仪器投测时,大幅减小测量仪器的自由下落速度和冲击力,进而有效保护测斜仪器、降低气体钻井施工风险的目的;
(2)便于现场技术人员操作,简化了气体钻井的测斜工艺流程,并且能够实现气体钻井井眼轨迹的连续测量;
(3)结构简单、性能稳定、成本较低,便于现场推广应用。
附图说明
图1是本实用新型一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置的结构示意图;
图2是本实用新型一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置的螺旋桨1的A向俯视结构示意图;
图3是本实用新型一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置的B-B截面剖面结构示意图;
图4是本实用新型一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置巴掌7和支撑杆8的C向侧视结构示意图;
图5是本实用新型一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置上支架2和下支架5的俯视结构示意图;
图中:
1、螺旋桨,2、上支架,3、外筒体,4、主拉杆,5、下支架,6、斜拉杆,7、巴掌,8、支撑杆,9、滑道通孔,10、盖帽,11、进气孔,12、打捞矛,13、阻流环14、轴向限位件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述:
实施例一:
附图1~附图5中,一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,是由螺旋桨1、上支架2、外筒体3、主拉杆4、进气孔11、阻流环13。
外筒体3是直径小于钻柱的圆筒状、中空的筒体,该筒体顶部开放式设计,下端设有用于连接电子测斜仪器的接头,所述接头是带有丝扣的锥形接头,所述外筒体3侧壁开设有进气孔11,所述外筒体3外部固定套接有阻流环13,阻流环13高于所述进气孔11,所述阻流环13与钻柱间隙配合,阻流环13的内径与外筒体3螺纹连接,材质是橡胶或钢材,所述外筒体3的上端设有外螺纹,所述阻流环13与外筒体3螺纹连接阻流环13的外径接近钻柱的直径。
上支架2固设于外筒体3的顶部,上支架2为镂空结构,不影响外筒体3内的气流流出。
主拉杆4居中固设于上支架2上方,顶端连接有打捞矛12。
阻流环13起阻挡外筒体3和钻柱之间的环空内的气流流动的作用,从而使绝大部分气流通过进气孔11、外筒体3流出,由于进气孔11设置于外筒体3的侧壁,有效减缓气流的流动,进而减缓本装置的下落速度,还可通过改变进气孔11的数量和大小,调整合适的下落速度。
所述进气孔11的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形,数量为4~6个,沿外筒体3均匀分布,开口为向上倾斜的斜面。
实施例二:
附图1~附图5中,一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,是由螺旋桨1、上支架2、外筒体3、主拉杆4、进气孔11、阻流环13、制动机构组成。
外筒体3是直径小于钻柱的圆筒状、中空的筒体,该筒体顶部开放式设计,下端设有用于连接电子测斜仪器的接头,所述接头是带有丝扣的锥形接头,所述外筒体3侧壁开设有进气孔11,所述外筒体3外部固定套接有阻流环13,阻流环13高于所述进气孔11,所述阻流环13与钻柱间隙配合,阻流环13的内径与外筒体3螺纹连接,材质是橡胶或钢材,所述外筒体3的上端设有外螺纹,所述阻流环13与外筒体3螺纹连接阻流环13的外径接近钻柱的直径。
上支架2固设于外筒体3的顶部,上支架2为镂空结构,不影响外筒体3内的气流流出。
阻流环13起阻挡外筒体3和钻柱之间的环空内的气流流动的作用,从而使绝大部分气流通过进气孔11、外筒体3流出,由于进气孔11设置于外筒体3的侧壁,有效减缓气流的流动,进而减缓本装置的下落速度,还可通过改变进气孔11的数量和大小,调整合适的下落速度。
所述进气孔11的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形,数量为4~6个,沿外筒体3均匀分布,开口为向上倾斜的斜面。
所述制动机构是由螺旋桨1、主拉杆4组成;
所述上支架2上方居中固设有主拉杆4,所述主拉杆4上端转动设置有螺旋桨1。
本实施例通过该制动机构进一步提高缓冲效果。
实施例三:
附图1~附图5中,一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,是由螺旋桨1、上支架2、外筒体3、主拉杆4、进气孔11、阻流环13、制动机构组成。
上支架2固设于外筒体3的顶部,上支架2为镂空结构,不影响外筒体3内的气流流出。
外筒体3是直径小于钻柱的圆筒状、中空的筒体,该筒体顶部开放式设计,下端设有用于连接电子测斜仪器的接头,所述接头是带有丝扣的锥形接头,所述外筒体3侧壁开设有进气孔11,所述外筒体3外部固定套接有阻流环13,阻流环13高于所述进气孔11,所述阻流环13与钻柱间隙配合,阻流环13的内径与外筒体3螺纹连接,材质是橡胶或钢材,所述外筒体3的上端设有外螺纹,所述阻流环13与外筒体3螺纹连接阻流环13的外径接近钻柱的直径。
阻流环13起阻挡外筒体3和钻柱之间的环空内的气流流动的作用,从而使绝大部分气流通过进气孔11、外筒体3流出,由于进气孔11设置于外筒体3的侧壁,有效减缓气流的流动,进而减缓本装置的下落速度,还可通过改变进气孔11的数量和大小,调整合适的下落速度。
所述进气孔11的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形,数量为4~6个,沿外筒体3均匀分布,开口为向上倾斜的斜面。
所述制动机构由螺旋桨1、主拉杆4、斜拉杆6、支撑杆8、上支架2、下支架5、盖帽10和巴掌7组成;
打捞矛12、螺旋桨1、轴向限位件14、支撑杆8、盖帽10自上而下设置于主拉杆4上。
打捞矛12连接于主拉杆4的顶端,螺旋桨1通过轴承转动设置于主拉杆4上端,轴向限位件14固定套设于主拉杆4,位于螺旋桨1的下方,所述轴向限位件14与上支架2轴向限位配合,使螺旋桨1处于上支架2上方旋转。
所述支撑杆8的一端与主拉杆4的下端铰接,另一端斜向上延伸穿过滑道通孔9并连接有巴掌7;
所述滑道通孔9开设于外筒体3的侧壁,所述主拉杆4的末端设有盖帽10。
所述支撑杆8成对的对称设置。
所述支撑杆8为4~6组。
所述的巴掌7外表面加工有凹凸不平的花纹,中间带有圆孔,圆孔内有连接螺纹。
所述的盖帽10,是一个阶梯状结构,下端是盖板,中间是带有圆孔的圆筒,上端是带有连接螺纹的圆筒,螺纹连接于主拉杆4的末端。
本实用新型的使用方法是:
气体钻井期间,当需要连续测量井眼的井身轨迹时,使用该投测保护装置,可以进行测量仪器自由投测,并保证测量仪器到达井底后能够正常工作。具体工作过程如下:
首先,在地面将电子多点测斜仪器与投测保护装置的下端锥形接头通过丝扣连接,然后投入到钻柱内。
当测量仪器以自由落体下落过程中,阻流环13将阻挡环空,一方面阻流环13与钻柱摩擦可产生减缓仪器下落速度的、向上的阻力,同时使得大部分气体由进气孔11进入到外筒体3的内腔;
之后,气流驱动螺旋桨1开始转动,产生向上的推力并起到减缓仪器下落的目的,同时带动主拉杆4向上运动;
之后,主拉杆4通过铰接带动支撑杆8通过滑道通孔9向外延伸,当延伸到钻柱内壁时,巴掌7与钻柱内壁进行接触后可产生向上的阻力,进一步减缓仪器的下落。
气体钻井测量仪器投测过程中,利用阻流环13、螺旋桨1及巴掌7三者产生的旋转推力和摩擦阻力,可以大大减缓电子测斜仪器的下落速度,并且当测斜仪器下落速度较快时,所产生的推力和阻力的合力大小也将明显增大,从而能够起到有效保护测斜仪器、降低气体钻井施工风险的目的。
最后,当电子多点测斜仪器到达井底并正常工作后,既可以随同钻具组合起出地面,也可以通过钢丝绳下入打捞装置、连接打捞矛12后,起出地面,从而完成气体钻进过程中的井眼轨迹数据测量。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,包括直径小于钻柱的圆筒状、中空的外筒体(3),所述外筒体(3)上端开口、下端封闭,下端设有用于连接电子测斜仪器的接头,所述外筒体(3)侧壁开设有进气孔(11),所述外筒体(3)外部固定套设有阻流环(13),阻流环(13)高于所述进气孔(11),所述阻流环(13)与钻柱间隙配合。
2.根据权利要求1所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,所述接头是带有丝扣的锥形接头。
3.根据权利要求1所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,所述进气孔(11)的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形,数量为4~6个,沿外筒体(3)均匀分布,开口为向上倾斜的斜面。
4.根据权利要求1所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,所述的阻流环(13),外径小于钻柱内径,内有连接螺纹,材质是橡胶或钢材;所述外筒体(3)的上端设有外螺纹,所述阻流环(13)与外筒体(3)螺纹连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,还包括制动机构,所述制动机构包括:
螺旋桨(1)、主拉杆(4)、上支架(2);
所述外筒体(3)上端开口处固设有上支架(2),所述上支架(2)上方居中固设有主拉杆(4),所述主拉杆(4)上端转动设置有螺旋桨(1)。
6.根据权利要求1-4任一所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,还包括制动机构,所述制动机构包括:
螺旋桨(1)、主拉杆(4)、斜拉杆(6)、支撑杆(8)、上支架(2)和巴掌(7);
所述外筒体(3)上端开口处固设有上支架(2),所述上支架(2)上方居中轴向滑动设置有主拉杆(4),所述主拉杆(4)上端转动设置有螺旋桨(1),所述主拉杆(4)上靠近螺旋桨(1)的上部固设有轴向限位件(14),所述支撑杆(8)的一端与主拉杆(4)的下端铰接,另一端斜向上延伸穿过滑道通孔(9)并设有巴掌(7);
所述滑道通孔(9)开设于外筒体(3)的侧壁,所述主拉杆(4)的末端设有盖帽(10)。
7.根据权利要求6所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,所述支撑杆(8)成对的对称设置。
8.根据权利要求7所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,所述支撑杆(8)为4~6组。
9.根据权利要求8所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,所述的巴掌(7)外表面加工有凹凸不平的花纹,中间带有圆孔,圆孔内有连接螺纹。
10.根据权利要求9所述的一种适用于气体钻井的电子测斜仪器投测保护装置,其特征在于,所述的盖帽(10),是一个阶梯状结构,下端是盖板,中间是带有圆孔的圆筒,上端是带有连接螺纹的圆筒。
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