随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，可用于随钻测斜仪的振动保护，主要由测斜仪系统、轴向减振系统和径向减振系统组成；测斜仪系统包括分流连接器、上探管、电池短节、连接头、下探管、电路短节、测量短节和引鞋；轴向减振系统包括顶头、滑动轴承、动磁钢组件、筒体、定磁钢组件和接头；径向减振系统包括橡胶膜和减振液。轴向减振系统通过磁力减振器的无源磁力减振，径向减振系统利用橡胶材料的粘弹特性和减振液的粘滞性能减振。本发明专利技术能够减小钻井过程中随钻测斜仪的轴向振动和径向振动，防止振动冲击引起的测斜仪测量精度下降和零部件破损，保障随钻测斜仪正常工作，提高随钻测斜仪精度、可靠性和寿命，从而确保油气井定向准确度，引导钻头沿着预定轨迹钻进，提升钻井效率，加快钻井速度，降低钻井成本。

【技术实现步骤摘要】
随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置
本专利技术涉及一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，能够减小钻井过程中随钻测斜仪的轴向振动和径向振动，防止振动冲击引起测斜仪测量精度下降和零部件破损，保障随钻测斜仪正常工作，提高随钻测斜仪可靠性和寿命，从而确保油气井定向准确度，引导钻头沿预定井眼轨迹钻进，提升钻井效率，加快钻井速度，降低钻井成本。
技术介绍
随钻测斜仪可在不中断钻井条件下精确、可靠、实时地测量各种钻井参数(井斜、方位、工具面等)，便于操作人员精确控制井眼轨迹。随着石油资源日益枯竭、油气藏地质结构日趋复杂、油气资源开发难度不断加大，对钻井技术提出了更高要求，定向钻井的重要性越来越受到人们关注。定向钻井过程中，高精度随钻测斜仪可实时为操作人员提供精确方位、井斜、工具面等参数，使其及时明确井下钻具工作状态，实现井眼轨迹精确控制。当前我国新油气井开发过程中的定向钻井和老油井二次开发过程中的开窗侧钻，急需高精度随钻测斜仪，确保井眼轨迹圆滑和井身质量优秀，以减少钻井事故，保障复杂结构油气井的高效安全开发。为保证方位、井斜、工具面等参数的测量精度，随钻测斜仪一般靠近钻头安装。钻进过程中，钻头连续冲击、压碎和剪切破碎地层岩石，将对随钻测斜仪造成持续振动与冲击。当钻进时间或振动量级超过一定值时，必将导致随钻测斜仪测量精度下降和内部精密器件破损。因此，随钻测斜仪必须配备减振装置，对其进行振动保护。目前随钻测斜仪轴向采用单一橡胶簧减振，径向采用普通O型橡胶圈减振。这种组合减振方式保护效果有限，在强振动和大冲击下，尤其是跳钻引起的猛烈振动下将会失效，导致随钻测斜仪内部精密器件损坏。专利申请号201110450075.6所述的无线随钻测斜仪测斜短节组合减震方法及组合减震装置，轴向采用鼓型橡胶缓冲器减振，径向采用边缘具有孔隙的弹性橡胶花型圈和O型橡胶圈组合减振，以增强减振保护作用。但花型橡胶圈和O型橡胶圈与测斜短节接触面积均较小，即使采用多个组合，振动保护效果亦不显著。专利申请号201220713189.5所述的一种石油钻测井仪器减震系统，轴向采用多重减振短节减振，径向采用表面密布细长胶粒的减振胶膜和大阻尼相变介质减振，这种多重复合减振系统，提高了减振保护效果，但大阻尼相变介质与外筒直接接触，易产生渗透泄露，破坏筒内精密传感器件。上述专利均利用橡胶材料阻尼特性减振，实现振动保护。但钻井振动过程中，阻尼橡胶吸收随钻测斜仪振动，将随钻测斜仪动能转换为橡胶热能，导致橡胶温度升高，阻尼减振效果下降，同时也加速了橡胶老化。
技术实现思路
本专利技术技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供了一种减振保护效果好、性能可靠、工作寿命长、阻尼刚度高、反应快的随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置。本专利技术的技术解决方案为：一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，可用于随钻测斜仪的振动保护，主要由测斜仪系统、轴向减振系统和径向减振系统组成，其特征在于：测斜仪系统包括：分流连接器、上探管、电池短节、连接头、下探管、电路短节、测量短节和引鞋组成；轴向减振系统包括：第一顶头、第二顶头、第三顶头、第四顶头、第五顶头、第一滑动轴承、第二滑动轴承、第三滑动轴承、第四滑动轴承、第五滑动轴承、第一动磁钢组件、第二动磁钢组件、第三动磁钢组件、第四动磁钢组件、第五动磁钢组件、第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体、第五筒体、第一定磁钢组件、第二定磁钢组件、第三定磁钢组件、第四定磁钢组件、第五定磁钢组件、第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头；径向减振系统包括：橡胶膜和减振液；分流连接器位于上探管上端，并通过螺纹与上探管密封连接，第一顶头、第一滑动轴承、第一动磁钢组件、第一筒体、第一定磁钢组件和第一接头均位于上探管径向内侧，第一顶头位于上探管上端内锥面下侧，并与上探管上端内锥面紧密接触，第一顶头中部位于第一滑动轴承径向内侧，并与第一滑动轴承间隙配合，第一顶头下端位于第一动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第一动磁钢组件连接，第一滑动轴承下端位于第一筒体径向内侧，并通过螺纹与第一筒体连接，第一动磁钢组件位于第一顶头下端和第一筒体径向内侧，并与第一筒体间隙配合，第一筒体位于第一滑动轴承、第一动磁钢组件、第一定磁钢组件和第一接头径向外侧，第一筒体上端和下端分别通过螺纹与第一滑动轴承和第一接头连接，第一筒体中部与第一动磁钢组件和第一定磁钢组件间隙配合，第一定磁钢组件位于第一接头上端，并通过螺纹与第一接头连接，电池短节位于第一接头下端和第二接头上端，均通过螺钉与第一接头和第二接头连接，第二顶头、第二滑动轴承、第二动磁钢组件、第二筒体、第二定磁钢组件和第二接头均位于上探管径向内侧，第二顶头位于连接头上端，并与连接头上端面紧密接触，第二顶头中部位于第二滑动轴承径向内侧，并与第二滑动轴承间隙配合，第二顶头上端位于第二动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第二动磁钢组件连接，第二滑动轴承上端位于第二筒体径向内侧，并通过螺纹与第二筒体连接，第二动磁钢组件位于第二顶头上端和第二筒体径向内侧，并与第二筒体间隙配合，第二筒体位于第二滑动轴承、第二动磁钢组件、第二定磁钢组件和第二接头径向外侧，第二筒体上端和下端分别通过螺纹与第二接头和第二滑动轴承连接，第二筒体中部与第二动磁钢组件和第二定磁钢组件间隙配合，第二定磁钢组件位于第二接头下端，并通过螺纹与第二接头连接，连接头位于上探管下端和下探管上端，均通过螺纹与上探管和下探管密封连接，第三顶头、第三滑动轴承、第三动磁钢组件、第三筒体、第三定磁钢组件和第三接头均位于下探管径向内侧，第三顶头位于下探管上端内锥面下侧，并与下探管上端内锥面紧密接触，第三顶头中部位于第三滑动轴承径向内侧，并与第三滑动轴承间隙配合，第三顶头下端位于第三动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第三动磁钢组件连接，第三滑动轴承下端位于第三筒体径向内侧，并通过螺纹与第三筒体连接，第三动磁钢组件位于第三顶头下端和第三筒体径向内侧，并与第三筒体间隙配合，第三筒体位于第三滑动轴承、第三动磁钢组件、第三定磁钢组件和第三接头径向外侧，第三筒体上端和下端分别通过螺纹与第三滑动轴承和第三接头连接，第三筒体中部与第三动磁钢组件和第三定磁钢组件间隙配合，第三定磁钢组件位于第三接头上端，并通过螺纹与第三接头连接，电路短节位于第三接头下端和第四顶头上端，并通过螺钉与第三接头连接，第四顶头、第四滑动轴承、第四动磁钢组件、第四筒体、第四定磁钢组件和第四接头均位于下探管径向内侧，第四顶头位于电路短节下侧，并与电路短节下端面紧密接触，第四顶头中部位于第四滑动轴承径向内侧，并与第四滑动轴承间隙配合，第四顶头下端位于第四动磁钢组件径向内侧，并通过螺纹与第四动磁钢组件连接，第四滑动轴承下端位于第四筒体径向内侧，并通过螺纹与第四筒体连接，第四动磁钢组件位于第四顶头下端和第四筒体径向内侧，并与第四筒体间隙配合，第四筒体位于第四滑动轴承、第四动磁钢组件、第四定磁钢组件和第四接头径向外侧，第四筒体上端和下端分别通过螺纹与第四滑动轴承和第四接头连接，第四筒体中部与第四动磁钢组件和第四定磁钢组件间隙配合，第四定磁钢组件位于第四接头上端，并通过螺纹与第四接头连接，测量短节位于第四接头下端和第五接头上端，均通过螺钉与第四接头和第五接头连接，橡胶模和减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，主要由测斜仪系统、轴向减振系统和径向减振系统组成，其特征在于：测斜仪系统包括：分流连接器（1）、上探管（2）、电池短节（9）、连接头（10）、下探管（11）、电路短节（12）、测量短节（15）和引鞋（16）组成；轴向减振系统包括：第一顶头（3a）、第二顶头（3b）、第三顶头（3c）、第四顶头（3d）、第五顶头（3e）、第一滑动轴承（4a）、第二滑动轴承（4b）、第三滑动轴承（4c）、第四滑动轴承（4d）、第五滑动轴承（4e）、第一动磁钢组件（5a）、第二动磁钢组件（5b）、第三动磁钢组件（5c）、第四动磁钢组件（5d）、第五动磁钢组件（5e）、第一筒体（6a）、第二筒体（6b）、第三筒体（6c）、第四筒体（6d）、第五筒体（6e）、第一定磁钢组件（7a）、第二定磁钢组件（7b）、第三定磁钢组件（7c）、第四定磁钢组件（7d）、第五定磁钢组件（7e）、第一接头（8a）、第二接头（8b）、第三接头（8c）、第四接头（8d）和第五接头（8e）；径向减振系统包括：橡胶膜（14）和减振液（15）；分流连接器（1）位于上探管（2）上端，并通过螺纹与上探管（2）密封连接，第一顶头（3a）、第一滑动轴承（4a）、第一动磁钢组件（5a）、第一筒体（6a）、第一定磁钢组件（7a）和第一接头（8a）均位于上探管（2）径向内侧，第一顶头（3a）位于上探管（2）上端内锥面下侧，并与上探管（2）上端内锥面紧密接触，第一顶头（3a）中部位于第一滑动轴承（4a）径向内侧，并与第一滑动轴承（4a）间隙配合，第一顶头（3a）下端位于第一动磁钢组件（5a）径向内侧，并通过螺纹与第一动磁钢组件（5a）连接，第一滑动轴承（4a）下端位于第一筒体（6a）径向内侧，并通过螺纹与第一筒体（6a）连接，第一动磁钢组件（5a）位于第一顶头（3a）下端和第一筒体（6a）径向内侧，并与第一筒体（6a）间隙配合，第一筒体（6a）位于第一滑动轴承（4a）、第一动磁钢组件（5a）、第一定磁钢组件（7a）和第一接头（8a）径向外侧，第一筒体（6a）上端和下端分别通过螺纹与第一滑动轴承（4a）和第一接头（8a）连接，第一筒体（6a）中部与第一动磁钢组件（5a）和第一定磁钢组件（7a）间隙配合，第一定磁钢组件（7a）位于第一接头（8a）上端，并通过螺纹与第一接头（8a）连接，电池短节（9）位于第一接头（8a）下端和第二接头（8b）上端，均通过螺钉与第一接头（8a）和第二接头（8b）连接，第二顶头（3b）、第二滑动轴承（4b）、第二动磁钢组件（5b）、第二筒体（6b）、第二定磁钢组件（7b）和第二接头（8b）均位于上探管（2）径向内侧，第二顶头（3b）位于连接头（10）上端，并与连接头（10）上端面紧密接触，第二顶头（3b）中部位于第二滑动轴承（4b）径向内侧，并与第二滑动轴承（4b）间隙配合，第二顶头（3b）上端位于第二动磁钢组件（5b）径向内侧，并通过螺纹与第二动磁钢组件（5b）连接，第二滑动轴承（4b）上端位于第二筒体（6b）径向内侧，并通过螺纹与第二筒体（6b）连接，第二动磁钢组件（5b）位于第二顶头（3b）上端和第二筒体（6b）径向内侧，并与第二筒体（6b）间隙配合，第二筒体（6b）位于第二滑动轴承（4b）、第二动磁钢组件（5b）、第二定磁钢组件（7b）和第二接头（8b）径向外侧，第二筒体（6b）上端和下端分别通过螺纹与第二接头（8b）和第二滑动轴承（4b）连接，第二筒体（6b）中部与第二动磁钢组件（5b）和第二定磁钢组件（7b）间隙配合，第二定磁钢组件（7b）位于第二接头（8b）下端，并通过螺纹与第二接头（8b）连接，连接头（10）位于上探管（2）下端和下探管（11）上端，均通过螺纹与上探管（2）和下探管（11）密封连接，第三顶头（3c）、第三滑动轴承（4c）、第三动磁钢组件（5c）、第三筒体（6c）、第三定磁钢组件（7c）和第三接头（8c）均位于下探管（11）径向内侧，第三顶头（3c）位于下探管（11）上端内锥面下侧，并与下探管（11）上端内锥面紧密接触，第三顶头（3c）中部位于第三滑动轴承（4c）径向内侧，并与第三滑动轴承（4c）间隙配合，第三顶头（3c）下端位于第三动磁钢组件（5c）径向内侧，并通过螺纹与第三动磁钢组件（5c）连接，第三滑动轴承（4c）下端位于第三筒体（6c）径向内侧，并通过螺纹与第三筒体（6c）连接，第三动磁钢组件（5c）位于第三顶头（3c）下端和第三筒体（6c）径向内侧，并与第三筒体（6c）间隙配合，第三筒体（6c）位于第三滑动轴承（4c）、第三动磁钢组件（5c）、第三定磁钢组件（7c）和第三接头（8c）径向外侧，第三筒体（6c）上端和下端分别通过螺纹与第三滑动轴承（4c）和第三接头（8c）连接，第三筒体（6c）中部与第...

【技术特征摘要】
1.一种随钻测斜仪用无源磁力组合减振装置，主要由测斜仪系统、轴向减振系统和径向减振系统组成，其特征在于：测斜仪系统包括分流连接器(1)、上探管(2)、电池短节(9)、连接头(10)、下探管(11)、电路短节(12)、测量短节(13)和引鞋(16)；轴向减振系统包括:第一顶头(3a)、第二顶头(3b)、第三顶头(3c)、第四顶头(3d)、第五顶头(3e)、第一滑动轴承(4a)、第二滑动轴承(4b)、第三滑动轴承(4c)、第四滑动轴承(4d)、第五滑动轴承(4e)、第一动磁钢组件(5a)、第二动磁钢组件(5b)、第三动磁钢组件(5c)、第四动磁钢组件(5d)、第五动磁钢组件(5e)、第一筒体(6a)、第二筒体(6b)、第三筒体(6c)、第四筒体(6d)、第五筒体(6e)、第一定磁钢组件(7a)、第二定磁钢组件(7b)、第三定磁钢组件(7c)、第四定磁钢组件(7d)、第五定磁钢组件(7e)、第一接头(8a)、第二接头(8b)、第三接头(8c)、第四接头(8d)和第五接头(8e)；径向减振系统包括:橡胶膜(14)和减振液(15)；分流连接器(1)位于上探管(2)上端，并通过螺纹与上探管(2)密封连接，第一顶头(3a)、第一滑动轴承(4a)、第一动磁钢组件(5a)、第一筒体(6a)、第一定磁钢组件(7a)和第一接头(8a)均位于上探管(2)径向内侧，第一顶头(3a)位于上探管(2)上端内锥面下侧，并与上探管(2)上端内锥面紧密接触，第一顶头(3a)中部位于第一滑动轴承(4a)径向内侧，并与第一滑动轴承(4a)间隙配合，第一顶头(3a)下端位于第一动磁钢组件(5a)径向内侧，并通过螺纹与第一动磁钢组件(5a)连接，第一滑动轴承(4a)下端位于第一筒体(6a)径向内侧，并通过螺纹与第一筒体(6a)连接，第一动磁钢组件(5a)位于第一顶头(3a)下端和第一筒体(6a)径向内侧，并与第一筒体(6a)间隙配合，第一筒体(6a)位于第一滑动轴承(4a)、第一动磁钢组件(5a)、第一定磁钢组件(7a)和第一接头(8a)径向外侧，第一筒体(6a)上端和下端分别通过螺纹与第一滑动轴承(4a)和第一接头(8a)连接，第一筒体(6a)中部与第一动磁钢组件(5a)和第一定磁钢组件(7a)间隙配合，第一定磁钢组件(7a)位于第一接头(8a)上端，并通过螺纹与第一接头(8a)连接，电池短节(9)位于第一接头(8a)下端和第二接头(8b)上端，均通过螺钉与第一接头(8a)和第二接头(8b)连接，第二顶头(3b)、第二滑动轴承(4b)、第二动磁钢组件(5b)、第二筒体(6b)、第二定磁钢组件(7b)和第二接头(8b)均位于上探管(2)径向内侧，第二顶头(3b)位于连接头(10)上端，并与连接头(10)上端面紧密接触，第二顶头(3b)中部位于第二滑动轴承(4b)径向内侧，并与第二滑动轴承(4b)间隙配合，第二顶头(3b)上端位于第二动磁钢组件(5b)径向内侧，并通过螺纹与第二动磁钢组件(5b)连接，第二滑动轴承(4b)上端位于第二筒体(6b)径向内侧，并通过螺纹与第二筒体(6b)连接，第二动磁钢组件(5b)位于第二顶头(3b)上端和第二筒体(6b)径向内侧，并与第二筒体(6b)间隙配合，第二筒体(6b)位于第二滑动轴承(4b)、第二动磁钢组件(5b)、第二定磁钢组件(7b)和第二接头(8b)径向外侧，第二筒体(6b)上端和下端分别通过螺纹与第二接头(8b)和第二滑动轴承(4b)连接，第二筒体(6b)中部与第二动磁钢组件(5b)和第二定磁钢组件(7b)间隙配合，第二定磁钢组件(7b)位于第二接头(8b)下端，并通过螺纹与第二接头(8b)连接，连接头(10)位于上探管(2)下端和下探管(11)上端，均通过螺纹与上探管(2)和下探管(11)密封连接，第三顶头(3c)、第三滑动轴承(4c)、第三动磁钢组件(5c)、第三筒体(6c)、第三定磁钢组件(7c)和第三接头(8c)均位于下探管(11)径向内侧，第三顶头(3c)位于下探管(11)上端内锥面下侧，并与下探管(11)上端内锥面紧密接触，第三顶头(3c)中部位于第三滑动轴承(4c)径向内侧，并与第三滑动轴承(4c)间隙配合，第三顶头(3c)下端位于第三动磁钢组件(5c)径向内侧，并通过螺纹与第三动磁钢组件(5c)连接，第三滑动轴承(4c)下端位于第三筒体(6c)径向内侧，并通过螺纹与第三筒体(6c)连接，第三动磁钢组件(5c)位于第三顶头(3c)下端和第三筒体(6c)径向内侧，并与第三筒体(6c)间隙配合，第三筒体(6c)位于第三滑动轴承(4c)、第三动磁钢组件(5c)、第三定磁钢组件(7c)和第三接头(8c)径向外侧，第三筒体(6c)上端和下端分别通过螺纹与第三滑动轴承(4c)和第三接头(8c)连接，第三筒体(6c)中部与第三动磁钢组件(5c)和第三定磁钢组件(7c)间隙配合，第三定磁钢组件(7c)位于第三接头(8c)上端，并通过螺纹与第三接头(8c)连接，电路短节(12)位于第三接头(8c)下端和第四顶头(3d)上端，并通过螺钉与第三接头(8c)连接，第四顶头(3d)、第四滑动轴承(4d)、第四动磁钢组件(5d)、第四筒体(6d)、第四定磁钢组件(7d)和第四接头(8d)均位于下探管(11)径向内侧，第四顶头(3d)位于电路短节(12)下侧，并与电路短节(12)下端面紧密接触，第四顶头(3d)中部位于第四滑动轴承(4d)径向内侧，并与第四滑动轴承(4d)间隙配合，第四顶头(3d)下端位于第四动磁钢组件(5d)径向内侧，并通过螺纹与第四动磁钢组件(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，张义，曹建树，李魁龙，徐宝东，叶郭波，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京;11