适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源，包括外壳、电机、减速器、主动齿轮、从动齿轮、拨杆、底座、挡块、扭杆、摆锤、砧杆、传动杆和拉簧；电机、减速器、主动齿轮依次通过传动杆连接；主动齿轮与传动杆间固定连接；主动齿轮与从动齿轮内啮合；从动齿轮和底座上对应的部分具有半圆形槽孔，相对形成圆形槽孔，拨杆插入圆形槽孔中；拨杆具有与底座外缘弧度相对应的弧形缺口；拨杆通过拉簧与底座连接；底座与扭杆之间固定连接；挡块固定在所述外壳上；扭杆与摆锤固定连接；扭杆一端固定在外壳上。本实用新型专利技术可提高设备可靠性，彻底消除震源可能卡在井下的安全隐患，同时适应了大斜度水平井测井的需求，降低了能耗。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Torsion bar type downhole source suitable for arbitrary angle cased well

The utility model relates to a casing for arbitrary angle of torsion bar type downhole source, including shell, motor, speed reducer, a driving gear, a driven gear, a deflector rod, a base, block, torsion bar, hammer and anvil rod, a transmission rod and a tension spring; motor, speed reducer, driving gear in turn the transmission rod is connected; the driving gear and the drive rod is fixedly connected between the driving gear and the driven gear; meshing; corresponding driven gear and the base portion has a semicircular slot, relative to form a circular slot, a deflector rod is inserted into a circular slot; the deflector rod has an arc gap corresponding to the curvature of the outer margin of the base rod through the spring; connected with the base; the base and the torsion bar are fixedly connected; block is fixed on the casing; the torsion bar is fixedly connected with the torsion pendulum; one end is fixed on the shell. The utility model can improve the reliability of the equipment, completely eliminate the potential safety hazard that the hypocenter may be stuck in the underground, and simultaneously adapt to the requirement of the logging of the high slope horizontal well and reduce the energy consumption.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油和地质勘探
，具体涉及一种适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源。
技术介绍
震源在井间地震技术中起着至关重要的作用，机械脉冲式震源是目前国内外应用较为普遍的六类震源之一，其中最常见的要属重锤式。其工作原理是通过推靠电机将支撑臂牢牢贴合井壁，再由直线电机将重锤提升至高点后释放，由此产生作用于砧座的垂直冲击力，经砧座与支撑臂间的斜面转换为水平径向力，并由此形成辐射能传入地层（见“重锤冲击式井下震源专利号：ZL92224745.5”）。由于工作状态下支撑臂与砧座的接触部分完全浸泡在井下泥浆介质中，又处在高温高压恶劣环境下，一旦遇到坚硬颗粒物的嵌入或零件自身的磨损变形以及数十吨冲击力等综合因素的作用，接触面就可能出现咬死现象。这种情况一旦发生，就如同在套管井中砸入一枚巨大的钉子，将其牢牢楔在井中，最严重的后果就是直接造成一口井的报废。虽然该震源后来在局部做了改进，将推靠臂与砧座的接触面由滑动摩擦改成滚动摩擦（见“一种推靠传力装置，专利号：ZL01247024.4”），但其开放式的工作形态没有改变，与生俱来的安全隐患并未得到根除。此外，由于作用力绝大部分来自重力，随着套管井斜度的增加，能量的衰减加大，当达到一定值时将无法正常设施作业。再者，提升重锤的直线电机也由于自身条件的限制，不仅能耗大（功率8KW左右，要求三相AV380V高压电源），同时也带来整体尺寸的增大（仪器长达5.5米）。
技术实现思路
本技术提供一种适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源，提高设备可靠性，彻底消除震源可能卡在井下的安全隐患，同时适应了大斜度水平井测井的需求，降低了能耗。本技术通过以下技术方案实现：一种适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源，包括外壳、电机、减速器、主动齿轮、从动齿轮、拨杆、底座、挡块、扭杆、摆锤、砧杆、传动杆、拉簧和弹簧偏心器；所述电机、减速器、主动齿轮依次通过所述传动杆连接；所述主动齿轮与所述从动齿轮内啮合；所述从动齿轮和所述底座上对应的部分具有半圆形槽孔，相对形成圆形槽孔，所述拨杆插入圆形槽孔中；所述拨杆具有与底座外缘弧度相对应的弧形缺口；所述拨杆通过所述拉簧与所述底座连接；所述底座与所述扭杆之间通过键连接；所述挡块固定在所述外壳上；所述扭杆穿过摆锤的一端与外壳固定连接，所述摆锤与扭杆固定连接；所述砧杆插入外壳的缺口中与外壳固定连接；所述弹簧偏心器（14）设置在与砧杆（11）相对的一侧，与外壳固定连接。在上述技术方案中，所述扭杆外面空套一扭管，通过花键将扭杆和扭管紧固相连。在上述技术方案中，所述底座与所述扭杆之间为键连接。在上述技术方案中，所述扭杆与所述摆锤之间为键连接。在上述技术方案中，所述扭杆直径为10～12mm，长度为2.5～3.5m。在上述技术方案中，所述砧杆与外壳之间采用径向和端面密封。在上述技术方案中，所述挡块安装在外壳内的转接套上，沿外壳轴向可调节位置。在上述技术方案中，所述电机采用单个直流电机。在上述技术方案中，所述砧杆具有环槽，与所述外壳的缺口上的环形突起相配合，所述砧杆通过螺栓与所述外壳固定。在上述技术方案中，所述弹簧偏心器包括两个连接头和弹性钢板，所述连接头与所述外壳固定连接，所述弹性钢板两端分别与所述连接头固定连接。本技术具有如下特点：1、可靠性安全性得到极大提升。本技术为全密闭结构，通过外壳将内部结构密封，可以靠弹簧偏心器将砧杆贴住井壁，以弹性接触取代了刚性接触，因此任何情况下都不可能卡死在井中。2、由于不依赖于重力作为作用力，可用于任意斜度的水平井。3、由于使用了扭杆，相比于其他弹簧结构其单位体积的变形能最大，因而本技术具有体积小的特点。4、本技术相对于井壁的施力点只有一处（砧杆处），相比于现有技术中的重锤式震源的三处受力方式，能量的传递更为集中有效附图说明图1为本技术实施例提供的适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源结构示意图。图2为本技术实施例提供的适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源中摆锤未撞击砧杆状态下齿轮与底座、扭杆结构示意图。图3为本技术实施例提供的适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源中摆锤撞击砧杆状况下齿轮与底座、扭杆结构示意图。图4为本技术实施例提供的摆锤和砧杆的位置关系示意图。图5为本技术实施例提供的砧杆和外壳位置关系示意图。图6为本技术实施例提供的弹簧偏心器与外壳连接关系示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案进行详细描述。实施例1一种适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源，包括外壳1、电机2、减速器3、主动齿轮4、从动齿轮5、拨杆6、底座7、挡块8、扭杆9、摆锤10、砧杆11、传动杆12、拉簧13和弹簧偏心器14；电机2、减速器3、主动齿轮4依次通过传动杆12连接；主动齿轮4与从动齿轮5内啮合；从动齿轮5和底座7上对应的部分具有半圆形槽孔，相对形成圆形槽孔，拨杆6插入圆形槽孔中；拨杆6具有与底座外缘弧度相对应的弧形缺口；拨杆6通过拉簧13与底座7连接；底座7与扭杆9之间通过键连接；挡块8固定在外壳1上；扭杆9与摆锤10固定连接；扭杆9穿过摆锤10的一端固定在外壳1上。扭杆9与摆锤10之间通过花键连接。扭杆9直径为12mm，长度为3.5m。砧杆11具有环槽，与外壳1的缺口上的环形突起相配合，并且砧杆11还通过螺栓与外壳1固定。挡块8安装在外壳1内的转接套上，沿外壳1轴向可调节位置。电机2采用单个直流电机。弹簧偏心器14包括两个连接头15和弹性钢板16，连接头15与外壳1固定连接，弹性钢板16两端分别与连接头15固定连接。所述弹簧偏心器14设置在与砧杆11相对的一侧，将砧杆11推靠向井壁。由电机2通过减速器3提供动力，扭矩通过主动齿轮4传递给从动齿轮5，再通过从动齿轮5、拨杆6和底座7的共同作用传递给扭杆9；拨杆6里侧装有拉簧13，初始状态下靠一端固定在底座7上的拉簧13的弹性力将拨杆6拉向里侧，卡在从动齿轮5和底座7之间，使从动齿轮5和底座7在主动齿轮4的带动下共同转动，随着从动齿轮5、底座7和拨杆6的转动，拨杆6将受到挡块8的作用，拨杆6从接触挡块8后开始逐渐发生自转，当拨杆6上的圆弧缺口转至与底座7的外缘弧度相吻合时拨杆6将不再带动底座7转动，从动齿轮5与底座7脱开空转，扭杆9此时释放，摆锤10反向转动，与砧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源，其特征在于：包括外壳（1）、电机（2）、减速器（3）、主动齿轮（4）、从动齿轮（5）、拨杆（6）、底座（7）、挡块（8）、扭杆（9）、摆锤（10）、砧杆（11）、传动杆（12）、拉簧（13）和弹簧偏心器（14）；所述电机（2）、减速器（3）、主动齿轮（4）依次通过所述传动杆（12）连接；所述主动齿轮（4）与传动杆（12）间固定连接；所述主动齿轮（4）与所述从动齿轮（5）内啮合；所述从动齿轮（5）和所述底座（7）上对应的部分具有半圆形槽孔，相对形成圆形槽孔，所述拨杆（6）插入圆形槽孔中；所述拨杆（6）具有与底座（7）外缘弧度相对应的弧形缺口；所述拨杆（6）通过所述拉簧（13）与所述底座（7）连接；所述底座（7）与所述扭杆（9）之间固定连接；所述挡块（8）固定在所述外壳（1）上；所述扭杆（9）穿过摆锤（10）的一端与外壳（1）固定连接，所述摆锤（10）与扭杆（9）固定连接；所述砧杆（11）插入外壳（1）的缺口中与外壳（1）固定连接；所述弹簧偏心器（14）设置在与砧杆（11）相对的一侧，与外壳（1）固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源，其特征在于：包括外
壳（1）、电机（2）、减速器（3）、主动齿轮（4）、从动齿轮（5）、拨杆（6）、
底座（7）、挡块（8）、扭杆（9）、摆锤（10）、砧杆（11）、传动杆（12）、拉
簧（13）和弹簧偏心器（14）；所述电机（2）、减速器（3）、主动齿轮（4）
依次通过所述传动杆（12）连接；所述主动齿轮（4）与传动杆（12）间固定
连接；所述主动齿轮（4）与所述从动齿轮（5）内啮合；所述从动齿轮（5）
和所述底座（7）上对应的部分具有半圆形槽孔，相对形成圆形槽孔，所述拨
杆（6）插入圆形槽孔中；所述拨杆（6）具有与底座（7）外缘弧度相对应的
弧形缺口；所述拨杆（6）通过所述拉簧（13）与所述底座（7）连接；所述
底座（7）与所述扭杆（9）之间固定连接；所述挡块（8）固定在所述外壳（1）
上；所述扭杆（9）穿过摆锤（10）的一端与外壳（1）固定连接，所述摆锤
（10）与扭杆（9）固定连接；所述砧杆（11）插入外壳（1）的缺口中与外
壳（1）固定连接；所述弹簧偏心器（14）设置在与砧杆（11）相对的一侧，
与外壳（1）固定连接。
2.如权利要求1所述的适用于任意斜度套管井的扭杆式井下震源，其特
征在于：所述扭杆（9）外面空套一扭管，通过花键将扭杆（9）和扭管紧固
相连。
3.如权利要求1所述的适用于任意斜度套管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎曦，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11