CN2575301Y - 超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于石油钻井井下工具转向器位置状态的测定的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，包括壳体1、电源2、控制部件3、振动部件4、推杆开关5等，电源2、控制系统3、振动系统4、推杆开关5都安放在壳体1壁内加工的孔、台内，通过密封螺母6、盖板7进行密封，提供一种信号是一个时间间隔可调整的振动声波，依赖与之连接的转向器和高压油管作为传递介质，构成无线上行通道，将判断转向器引导导轨工作位置状态的振动信号传递到井口，用来正确判断井下工具即引导导轨是否位于正常的工作位置。
Description
所属领域
本实用新型是用于对石油钻井井下工具转向器位置状态的测定的一个信号发生装置，具体地说，是超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置。
背景技术
超短半径径向水平井系统(The Ultrashort-Radius Radial System，简称为URRS或超短半径水平井)是近年来水平井发展的一个新方向。在钻井过程中，前端焊有水力喷头的生产管从安放在老井储集层附近的转向器装置系统中心穿过，以小于300mm的弯曲半径，由垂直方向转向水平方向，通过高压水射流，完成水平钻井。
转向器总成由高压油管连接，下送到井内并锚定在老井储集层位置附近的套管上，在其前端，从外壳内部伸出一个可以弯曲的引导导轨。锚定后，先要将引导导轨在液压或机械作用下使其转向，由垂直转向水平，以便进行下一步工作，即悬挂在高压油管内的生产管下行并通过转向器沿引导导轨由垂直转向水平导向，开始水力喷射钻进。由于转向器安置在井内地下深处，在生产管下行前，在井口判断引导导轨是否处于正常的工作位置是超短半径水平井钻井能否顺利进行的基本要求，也是防止发生机械和毁井事故的必要措施。
技术内容
本实用新型的目的是提供一种信号是一个时间间隔可调整的振动声波，依赖与之连接的转向器和高压油管作为传递介质，构成无线上行通道，将判断转向器引导导轨工作位置状态的振动信号传递到井口，用来正确判断井下工具即引导导轨是否位于正常的工作位置的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置。
本实用新型是这样实现的：包括壳体1、电源2、控制部件3、振动部件4、推杆开关5、密封螺母6、盖板7，壳体1上分别有电源2、控制部件3、振动部件4，壳体1的底部有推杆开关5，壳体1的顶部有密封螺母6，壳体1的外部置有盖板7。
本实用新型还采用如下技术方案：
电源2、控制部件3、振动部件4、推杆开关5都安放在壳体1壁内加工的孔、台内，通过密封螺母6、盖板7进行密封。
振动部件4可以有两种方式，一种是悬振方式4-1，由微型振动电机、弹簧、钢球组成，三者连接在一起，悬挂在壳体1壁内加工的盲孔中；另一种采用旋转甩锤方式4-2，由微型电机和与之连接的两个对称甩锤组成，安放在壳体1壁内加工的平台槽内。
推杆开关5与电源2连接。
推杆开关5由开关、回位弹簧、可调节推杆组成，安放在壳体1壁内。
密封螺母6外径与壳体1相等，通过丝扣及密封垫圈与壳体1连接。
盖板7为弧型，共两块7-1和7-2。
壳体1内璧上有螺纹。
本实用新型的优点在于：本发明在选用信号源和信号的传递方式上，充分利用了声波在介质中传播时金属声阻抗远远小于其他介质的特点，以及声波在管状物体中是以平面波方式传播，能量损失最小的原理，以转向器筒体和高压油管为振动声波传递介质，将井下振动信号传递到井口，原理正确且可行。在位置判断上，采用了推杆开关方式，通过引导导轨直接接触顶压推杆开关的推杆并产生一定的位移后发出信号，使得信号的采集可靠准确。信号源为频率和工作方式不同的两套振动声源；增加了装置的可靠性。在信号控制方面，通过芯片及功率元器件，在推杆开关接通后，可以产生时间间隔同断的信号，而且每次信号停止和工作的时间间隔通过程序可以任意调节，并按设定的程序反复进行；便于在井口对信号的判断识别。装置在80℃水中测试，其电源可以连续工作2个小时，工作正常，密封良好。不借助仪器，将装置放置而不是连接在铁管上时，在150米处可听到振动声，经简单计算，采用声波测定装置，可在井下工作的距离为2千米。装置外径小，可下入直径为51/2’井眼中。
附图说明
图1为本实用新型主视结构示意图；
图2为本实用新型侧视结构示意图；
图3为本实用新型控制原理框图。
具体实施
本实用新型是在转向器总成前端连接一个信号发生装置，该装置的外型是一个与转向器外壳厚度相等的短筒节，通过螺纹与转向器连成一体，连接时，使信号发生装置下部的推杆开关5对准引导导轨将来要弯曲的方向。装置内部装有由芯片控制的可调接振动部件4，工具下井前，调整好推杆的长度，这样，当且仅当引导导轨发生弯曲并处于设置的正常工作位置时，其外壳与信号发生装置伸出的密封推杆开关5的推杆接触，开关动作，接通电源2，振动部件4在控制部件3控制下工作，产生振动信号。产生的振动声波信号沿转向器和连接的高压油管传递到井口。在井口通过声波检测仪，接收信号，由此判断引导导轨是否处于正确工作位置。
如图1、图2所示信号发生装置由壳体1、电源2、控制部件3、振动部件4、推杆开关5、密封螺母6、盖板7等部分组成。
电源2给控制部件3和振动部件4供电，电源2的接通与关断由推杆开关5控制。推杆开关5与电源2连接，开关接通时，控制部件3和振动部件4上电，振动部件4在控制部件3的控制下工作；开关5断开时，工作停止。
壳体1与转向器等直径；内径有螺纹，用于与转向器连接；在壳体1壁内部加工出各种相应的平台和孔道，安放电源2、控制部件3、振动部件4、推杆开关5等。壳体1通过密封螺母6、盖板7及密封圈、密封胶密封。经装配后，信号发生装置的外型是一个密封的壳体。
电源2放置在壳体1壁内的盲孔中里，并与壳体1绝缘。电源2连接在推杆开关5上，当推杆开关5的推杆位移一定距离后，该距离是可以调节的，电源2接通，给控制部件3和振动部件4供电，信号发生装置开始工作，发出预定时间间隔的振动信号。
控制部件3由可耐温100℃的芯片、开关管和其他电子元器件组成，构成了看门狗、控制器、驱动、开关电路。整个线路板用绝缘密封胶固定在壳体1壁内的平台上，上面加有密封盖板7。当推杆开关5的推杆与引导导轨接触时，开关动作，控制部件3上电工作；脱离时掉电。上电后主芯片工作，按封装前设定并固化在其内部的时间间隔程序控制和推动开关管的接通和断开，从而使振动部件4产生相同时间间隔的工作。控制部件4原理框图见附图3。
振动部件4用于产生振动声波。共有两套。一套4-1是悬振方式，由微型振动电机、弹簧、钢球组成，三者连接在一起，悬挂在壳体1壁内加工的盲孔中，工作时振动电机旋转，通过弹簧使钢球不断撞击壳体壁，产生振动和声波；另一套4-2采用的是旋转甩锤方式，由微型电机和与之连接的两个对称甩锤组成，安放在壳体壁内加工的平台槽内，工作时电机旋转，带动甩锤敲击壳体壁，产生振动和声波。采用两套振动声波发生器是为了工作可靠保险，同时为了在井口易于测定和分辨真实信号。
推杆开关5由开关、回位弹簧、可调节推杆组成，安放在壳体1壁内。部分推杆从壳体1下部带有密封圈的小孔中伸到壳体外部，伸出长度可以调节，当外伸推杆在外力作用下被向壳体内压入一定位移距离时(该距离可根据需要设定调节，调节范围2～25mm)，推杆开关触点接触，接通电源；而当作用在推杆上的推压外力消失时，在回位弹簧的作用下，推杆回位，开关触点脱离，电源断开。使用时，在地面调节好推杆的长度，使得引导导轨弯曲到预定正常的工作位置时，引导导轨的外壳正好接触和压迫推杆使推杆开关处于通电状态。
密封螺母6用于密封壳体1壁内加工的各种工艺盲孔。密封螺母6材料与壳体相同，外径与壳体1相等，通过丝扣及密封垫圈与壳体连接。
盖板7为弧型，共两块7-1和7-2，分别用于封闭控制部件3和振动部件4。曲率半径与壳体外径相等，采用密封胶及埋头螺钉固定在壳体上。
Claims (8)
1.超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置包括壳体(1)、电源(2)、控制部件(3)、振动部件(4)、推杆开关(5)、密封螺母(6)、盖板(7)，其特征在于：壳体(1)上分别有电源(2)、控制部件(3)、振动部件(4)，壳体(1)的底部有推杆开关(5)，壳体(1)的顶部有密封螺母(6)，壳体(1)的外部置有盖板(7)。
2.根据权利要求1所述的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，其特征在于：电源(2)、控制部件(3)、振动部件(4)、推杆开关(5)都安放在壳体(1)壁内加工的孔、台内，通过密封螺母(6)、盖板(7)进行密封。
3.根据权利要求1所述的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，其特征在于：振动部件(4)可以有两种方式，一种是悬振方式(4-1)，由微型振动电机、弹簧、钢球组成，三者连接在一起，悬挂在壳体(1)壁内加工的盲孔中；另一种采用旋转甩锤方式(4-2)，由微型电机和与之连接的两个对称甩锤组成，安放在壳体(1)壁内加工的平台槽内。
4.根据权利要求1所述的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，其特征在于：推杆开关(5)与电源(2)连接。
5.根据权利要求1所述的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，其特征在于：推杆开关(5)由开关、回位弹簧、可调节推杆组成，安放在壳体(1)壁内。
6.根据权利要求1所述的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，其特征在于：密封螺母(6)外径与壳体(1)相等，通过丝扣及密封垫圈与壳体(1)连接。
7.根据权利要求1所述的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，其特征在于：盖板(7)为弧型，共两块(7-1)和(7-2)。
8.根据权利要求1所述的超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置，其特征在于：壳体(1)内璧上有螺纹。
Priority Applications (1)
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| CN 02256669 CN2575301Y (zh) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | 超短半径径向水平井系统转向器的转向定位信号发生装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101737035A (zh) * | 2009-12-14 | 2010-06-16 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 连续油管作业井底无线数据传输方法及装置 |
| CN105089547A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-25 | 中国石油天然气集团公司 | 一种井下振动固井工具 |
| CN110700819A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-17 | 重庆市市政设计研究院 | 一种无水钻孔声波检测与压水试验一体化装置 |
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2002
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