随钻测量防脱键工具 |
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| 申请号 | CN201410627865.0 | 申请日 | 2014-11-10 | 公开(公告)号 | CN104453855B | 公开(公告)日 | 2017-11-10 |
| 申请人 | 深圳市百勤石油技术有限公司; | 发明人 | 赵锦栋; 李永波; 刘成林; 牛义; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种随钻测量防脱键工具，包括位于顶部的打捞头，所述打捞头下端通过剪切销钉与固定环连接，所述固定环还套接 连杆 的顶端，所述连杆的底端与 弹簧 筒的固定连接，所述弹簧筒还与 活塞 杆可活动连接，所述弹簧筒内安装有弹簧，弹簧的一端抵接在弹簧筒顶部内壁，弹簧另一端抵接 活塞杆 顶部；所述活塞杆的底端还与下孔板 螺纹 连接，所述下孔板用于与随钻测量工具连接。实施本发明，能够有效避免脱键，从而实现连续作业，减少起钻次数；由于避免了脱键的问题，能够减少中途灌入泥浆的次数，提高下钻速度，缩短钻井周期，从而节约了钻探成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种随钻测量防脱键工具，其特征在于，包括位于顶部的打捞头(100)，所述打捞头(100)下端通过剪切销钉(200)与固定环(300)连接，所述固定环(300)还套接连杆(500)的顶端，所述连杆(500)的底端与弹簧筒(600)固定连接，所述随钻测量防脱键工具还包括活塞杆(900)，所述活塞杆(900)顶部沿轴向可活动式地插接在所述弹簧筒(600)的下端，所述弹簧筒(600)内安装有弹簧(700)，所述弹簧(700)的一端抵接在所述弹簧筒(600)顶部内壁，所述弹簧(600)的另一端抵接活塞杆(900)顶部；所述活塞杆(900)的底端还与下孔板(800)螺纹连接，所述下孔板(800)用于与随钻测量工具连接； |
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| 说明书全文 | 随钻测量防脱键工具技术领域[0001] 本发明涉及钻探技术，更具体地说，涉及一种随钻测量防脱键工具。 背景技术[0002] 随钻测量(Measurement While Drilling)简称MWD，是定向钻进中一种先进的技术手段，可以不间断定向钻进而测量靠近钻具附近的信息，并将信息即刻传送到地表的过程。随着技术的进步，现代随钻测量已发展为随钻测井(Logging Whi le Drilling)，简称LWD，不仅可以监控定向钻进，还可以进行综合测井。 [0003] 一般的，MWD工具部件容纳在无磁钻铤中，采用下坐键式进行安装，以实现零长较短且可打捞。无磁钻铤的上端与钻杆连接，下端与动力钻具连接，在钻探的过程中MWD工具部件测量各种数据，并反馈给地面。然而在下钻过快或者是水平段井斜较大时，很容易造成仪器脱键；若是要减少脱键的发生，就不得不进行反复接方钻杆灌入泥浆，控制下钻速度，从而影响了工作效率。 发明内容[0004] 本发明的目的在于，针对现有的钻探技术中，进行随钻测量时若下钻过快或者是水平段井斜较大时，很容易造成仪器脱键的问题，提供一种随钻测量防脱键工具，以克服上述问题。 [0005] 本发明解决上述问题的方案是，提供一种随钻测量防脱键工具，包括位于顶部的打捞头，所述打捞头下端通过剪切销钉与固定环连接，所述固定环还套接连杆的顶端，所述连杆的底端与弹簧筒的固定连接，所述随钻测量防脱键工具还包括活塞杆，所述活塞杆顶部沿轴向可活动式地插接在所述弹簧筒的下端，所述弹簧筒内安装有弹簧，弹簧的一端抵接在弹簧筒顶部内壁，弹簧另一端抵接活塞杆顶部；所述活塞杆的底端还与下孔板螺纹连接，所述下孔板用于与随钻测量工具连接。 [0007] 本发明的随钻测量防脱键工具，所述活塞杆与所述弹簧筒的连接处设置有多个密封圈，所述密封圈环设在活塞杆外侧壁上，所述密封圈紧密贴合所述活塞杆和所述弹簧筒内侧壁。 [0008] 本发明的随钻测量防脱键工具，所述密封圈包括位于靠近所述弹簧一端的两个相互间隔设置的第二密封圈；所述密封圈还包括靠近所述弹簧筒下端的第三密封圈。 [0009] 本发明的随钻测量防脱键工具，所述活塞杆与下孔板的连接处设置有第四密封圈，所述第四密封圈环设在所述活塞杆外侧壁上，所述第四密封圈紧密贴合所述活塞杆和所述下孔板内侧壁。 [0010] 本发明的随钻测量防脱键工具，所述活塞杆和/或所述弹簧筒内侧壁上，设置有用于限制所述活塞杆移动位置的限位台阶。 [0011] 本发明的随钻测量防脱键工具，所述打捞头包括位于上部的锥形头，所述锥形头通过打捞颈连接打捞头孔板，所述固定环的内侧套接所述打捞头孔板，所述剪切销钉从所述固定环外侧穿过固定环后，接入到所述打捞头孔板中。 [0013] 实施本发明的随钻测量防脱键工具，能够有效避免脱键，从而实现连续加工，减少起钻次数；由于避免了脱键的问题，能够减少中途灌入泥浆的次数，提高下钻速度，缩短钻井周期，从而节约了钻探成本。附图说明 [0014] 以下结合附图对本发明进行说明，其中： [0015] 图1为本发明随钻测量防脱键工具的结构示意图； [0016] 图2为图1的随钻测量防脱键工具中打捞头的横截面示意图； [0017] 图3为图1的随钻测量防脱键工具中下部的结构示意图； [0018] 图4为图1的随钻测量防脱键工具中打捞头的剖面示意图； [0019] 图5为图1的随钻测量防脱键工具中连杆的剖面示意图； [0020] 图6为图1的随钻测量防脱键工具中弹簧筒的剖面示意图； [0021] 图7为图1的随钻测量防脱键工具中活塞杆的剖面示意图； [0022] 图8为图1的随钻测量防脱键工具中下孔板的剖面示意图。 具体实施方式[0023] 本发明针对现有的MWD工具在下钻过快或者是水平段井斜较大时，很容易造成仪器脱键的问题，提供一种能够不需要进行控制下钻速度就能减少脱键的MWD防脱键工具。本发明通过在活塞杆上加工限位台阶，保证活塞杆不会脱落，保证防脱键的效果；同时内置弹簧，使得活塞杆能够在一定范围内活动，无需调节尺寸，尤其适应各种钻探速度以及水平段井斜较大时的钻探。 [0024] 为了更好地对本发明进行说明，以下结合附图和具体实施方式进行解析。 [0025] 如图1所示，为本发明的随钻测量防脱键工具的半剖视图。在图1所示的随钻测量防脱键工具中，包括上端的打捞头100以及与打捞头100通过剪切销钉连接的固定环300，打捞头100的下方沿周向外侧延伸出打捞头孔板，剪切销钉从外侧指向中心轴线的方式，将打捞头孔板与固定环300连接成一体。在固定环300的下方，沿轴向延伸出一个用于与连杆500进行连接安装的套筒，套筒套接在连杆500的上端。为了保证连接的密封性能较好，防止在钻探的过程中灌入泥浆，在该固定环300的套筒的内壁上或者对应连杆500与套筒连接的外周上设置第一密封圈401，该第一密封圈401同时紧贴连杆500的外侧与固定环300套筒的内壁，从而实现密封。 [0026] 连杆500为一根硬质的柱形杆，其下端与弹簧筒600的上端固定连接。在弹簧同600内安装有一个弹簧700，弹簧700的上端抵接在弹簧筒600的上端，弹簧700的下端抵接在活塞杆900的上端。活塞杆900的下端则与下孔板800螺纹连接。 [0027] 为了保证整个随钻测量防脱键工具能够在工作的时候保持良好的密闭性能，在活塞杆900上的多个位置设置密封圈。例如在活塞杆900上，靠近弹簧700的一端上设置两圈第二密封圈402，第二密封圈402同时紧贴活塞杆900的外侧壁以及弹簧筒600的内侧壁；在活塞杆900靠近弹簧筒600下端，设置第三密封圈403，第三密封圈403同时紧贴活塞杆900的外侧壁以及弹簧筒600的内侧壁；在下孔板800与活塞杆900的连接处，还设置有第四密封圈404，第四密封圈404保证了活塞杆900与下孔板800的密封性能。 [0028] 当使用以上结构的防脱键工具时，先将防脱键工具放入到无磁钻铤内，使得固定环300的端面顶住钻具工扣端面，下孔板800顶住随钻测量工具的上端，由于内置弹簧700，活塞杆可以在一定范围内活动而无需调节MWD工具的尺寸，此外还能减少钻入速度带来的影响；而为了保证活塞杆900不会脱落，同时保证弹簧700不会被冲蚀，在活塞杆900上加工有限位台阶，加强了防脱键的效果。 [0029] 为了更好的说明图1中，每个部分的结构与功能，以下将对每一个部分进行详细说明。 [0030] 图2揭示了打捞头100如何与固定环300进行连接。如图2所示，打捞头100的打捞头孔板包括4片连接页，固定环300的内径与这4片连接页的大小相适配，固定环300的内侧与这4片连接页贴合，然后通过4个剪切销钉200，从固定环300的外侧穿入到连接页中，实现打捞头100与固定环300的连接成一体。当需要打捞的时候，则根据剪切销钉200的个数计算出剪切值，从上方施加上提剪切吨位，使得所有的剪切销钉200间断，打捞头100与固定环300分离，进而可以起出防脱键工具，进行MWD的打捞。具体的，在进行打捞的时候，想要计算出将其遏制，然后下入U形的打捞器，并下方0.1到0.2吨，使得打捞头进入U形打捞器；然后山体剪切吨位剪断销钉，使得打捞头与固定环分离，期初防脱键工具。 [0031] 如图3给出了随钻测量防脱键工具的下部结构的放大示意图。弹簧筒600为一个外形为杆状、内部具有空腔的部件，在该空腔中放置有一弹簧700。一般该弹簧700处于未压缩或者略微压缩的状态，弹簧700的一端抵接弹簧筒600顶壁，下端与活塞杆900相互抵接，使得活塞杆900能够沿着轴向调整位置，实现该防脱键工具无需调节MWD工具的尺寸。此外，在活塞杆900外侧壁上或者弹簧筒的下接头内壁上设置限位台阶。限位台阶的作用是，使得活塞杆900能够在限定的位置范围内进行移动，防止活塞杆900从弹簧筒600脱落；此外该限位台阶还增强了活塞杆900与弹簧筒600之间的密封性能，保证弹簧700不会被冲蚀。 [0032] 在图3中可以看出，活塞杆900上的多个位置设置了密封圈，以保证弹簧筒600内的良好封闭效果。例如在活塞杆900上靠近弹簧600的一端，开设有两个间隔的密封圈安装槽，两个第二密封圈402放置在该密封圈安装槽中后，再与弹簧筒600的内侧壁紧贴。当然，密封圈安装槽的设置并不限定在活塞杆900上，还可以设置在限位台阶的上下两端，例如第五密封圈405、第三密封圈403等。本领域的技术人员应当理解的是，密封圈的具体设置数量和位置是可以依据实际的钻探情况灵活设置的，图3中的密封圈设置仅仅是一种可行的方式，并不是唯一的方案。 [0033] 如图4所示，给出了打捞头100的剖视图。打捞头100可以在需要进行打捞作业的时候，实现与下方的仪器分离，避免直接打捞仪器产生损伤。打捞头100的上端是一个锥形头101，锥形头101的设置是为了方便在打捞时穿过堵塞物，锥形头101通过细长形的打捞颈 102连接打捞头孔板103。打捞头孔板103上设置有指向轴线方向的销钉孔，剪切销钉穿过固定环后，接入到销钉孔中，实现打捞头100与下方各个部件的连接；而需要打捞的时候，通过上提吨位，剪切销钉被剪断，打捞头100与下方的各个部件分离，从而避免了直接打捞仪器产生的损坏问题。 [0034] 如图5所示给出了连杆500的结构示意图。连杆500中部为光滑的圆柱形硬质杆，两头设置有连接部501，连接部501可以是螺纹、突起块等，以实现与其他部件的螺纹连接、卡嵌连接甚至是过盈配合等，只要连杆500能稳定地与其他部件连接成一体即可。 [0035] 如图6所示给出了关于弹簧筒600的结构示意图。弹簧筒600的设置主要是为了提供合适的空间给弹簧700放置。弹簧筒600的上端与连杆500连接；中部为空腔601，用于放置弹簧700；下端通过下接头套接活塞杆900，使得活塞杆900的上端与弹簧700抵接，并且活塞杆900能够在弹簧筒600的下端位置进行一定范围内的移动。在本发明中，弹簧筒600以及弹簧700相互配合，能够实现活塞杆900约70mm的移动范围。 [0036] 如图7所示，为活塞杆900的剖面示意图。活塞杆900为硬质长杆，其上端与弹簧700抵接。在活塞杆900的外侧上，靠近上端(即靠近弹簧700的一端)开设有两个环绕活塞杆900外侧的密封圈安装槽901，并且这两个密封圈安装槽901相互间隔一定距离。密封圈安装槽901用于放置密封圈，使得密封圈能够在活塞杆900移动的过程中不会相对于活塞杆900产生位移。而在活塞杆900的另一端上，则设置有螺纹902，该螺纹902用于与下孔板800进行螺纹连接。当活塞杆900与下孔板800进行固定连接之后，活塞杆900可以带动下孔板800一起相对与弹簧筒600进行位移。 [0037] 而下孔板800作为整个防脱键工具的最下端部件，其结构如图8所示。下孔板800包括两个部分：设置有内螺纹的连杆连接部801以及与连杆连接部801固定连接的MWD连接部802。连杆连接部801通过内部的螺纹实现与连杆900的固定连接，而MWD连接部802则顶住MWD仪器的上端，实现与MWD仪器的连接。 [0039] 当按照上述的部件进行与MWD仪器配合工作时，通过加工限位台阶，保证活塞杆不会脱落，保证防脱键的效果；同时内置弹簧，使得活塞杆能够在一定范围内活动，无需调节尺寸，尤其适应各种钻探速度以及水平段井斜较大时的钻探。由于避免了脱键，因而钻探可以连续进行，减少起下钻。假设一口水平井按照原先技术，基本要造成3次以上的起钻，而采用了本发明的技术之后，可以极大的减少该数字，每口井约可以减少6至10万元的经济损失。而且避免了以往需要控制下钻速度的问题，提高了了下钻速度缩短钻井周期，每口井可节约0.5天钻井周期，节约4万元的成本。 [0040] 以上仅为本发明具体实施方式，不能以此来限定本发明的范围，本技术领域内的一般技术人员根据本创作所作的均等变化，以及本领域内技术人员熟知的改变，都应仍属本发明涵盖的范围。 |
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