井下随钻测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种井下随钻测量装置，包括通过关节机构彼此连接的上游功能短节和下游功能短节。关节机构包括与上游功能短节固定相连的上部本体，以及与下游功能短节固定相连的下部本体。内置于上部本体中的上部导通线与内置于下部本体中的下部导通线电连接。下部本体包括内凹的第一自由活动槽，上部本体包括伸出的第一自由旋转头，第一自由旋转头伸入到第一自由活动槽中，并能在第一自由活动槽中自由运动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
井下随钻测量装置


[0001]本专利技术涉及用于油气勘探开发的测量仪器，具体地涉及一种井下随钻测量装置，特别是针对大曲率、短半径井眼的井下随钻测量装置。

技术介绍

[0002]老油气田经过长期开发会进入产量递减期，导致开采难度加大，开发成本攀升。
[0003]为此，通常采用老井侧钻技术来提高油气产量。这种技术的原理是在老井中利用特殊的钻具与随钻测量仪器进行定向侧钻，将井斜角最终控制在90度左右，并保持这一角度钻进一定长度井段，从而增加目的层长度，增大泄油面积。
[0004]由于中靶精度要求高，老井侧钻通常要求从垂直井段转变为水平井段的曲率很大、半径很短。然而，在老井中进行大曲率、短半径的井眼轨迹钻井时，需要对应钻具和随钻测量仪器都具备较大的柔性，由此才能够顺利通过侧钻井段，并保持随钻测量仪器与钻具组合，特别是螺杆保持工具面一致，从而确保定向造斜的顺利实施。
[0005]钻具是单纯的机械结构工具，总长度数千米。由于长度很长，通常可以选择柔韧性较好的金属材料，以实现较大弯曲。随钻测量仪器通常是指探管式结构仪器，测量单元布置在探管内，探管安装在钻铤内部，钻铤接入钻具组合，入井进行钻井作业。现有的随钻测量仪器均是由脉冲器短节、测量探管短节、电源短节等构成，各短节之间通过螺纹扣硬联接在一起，总长度5
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10米不等。因此，整个随钻测量仪器的弯曲只能依靠短节钢材(或其他合金材料)本身的柔性来实现，在这种情况下能够实现弯曲的角度非常小。如果强行在各短节之间进行较大弯曲，随钻测量仪器的外部抗压筒需要承受较大压力，并且内部电路板、传感器等脆弱部件也极易损坏。因此，传统的随钻测量仪器无法通过大曲率、短半径的井段。
[0006]电缆测井和随钻测量面临着相似的问题。现有的电缆测井(包括裸眼测井、生产测井以及环空测井)仪器组合都使用柔性短节来增加灵活性，各仪器通过柔性短节相互连接后，不用考虑相对转动角度。而现有的随钻测量仪器中的各短节之间均是刚性连接，测量探管与造斜螺杆之间的相对角度固定。因此，如果将电缆测井仪器上广泛使用的柔性连接方式引入到随钻测量仪器中，则需要确保探管与螺杆相对不能转动，否则即使将测量探管摆在某一个工具面角度，也无法确保螺杆的弯点处于确定的工具面角度。此时如果滑动钻进，则无法保证钻头钻进的方向。此外，与电缆测井相比，随钻测量过程中的环境更加恶劣。随钻测量仪器在钻井过程中工作需要承受极大的震动，而柔性连接是震动的薄弱点，这导致在柔性连接位置进行减震非常困难。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能够适应大曲率、短半径井眼的随钻测量装置。与常规的随钻测量装置相比，根据本专利技术的随钻测量装置具有增加的仪器柔性，从而可以更好地适应老井侧钻等复杂情况下的随钻测量需求。
[0008]根据本专利技术，提供了一种井下随钻测量装置，包括通过关节机构彼此连接的上游
功能短节和下游功能短节。所述关节机构包括与上游功能短节固定相连的上部本体，以及与下游功能短节固定相连的下部本体。内置于所述上部本体中的上部导通线与内置于所述下部本体中的下部导通线电连接。其中，所述下部本体包括内凹的第一自由活动槽，所述上部本体包括伸出的第一自由旋转头，所述第一自由旋转头伸入到所述第一自由活动槽中，并能在所述第一自由活动槽中自由运动。
[0009]在一个优选的实施例中，所述第一自由旋转头包括内凹的第二自由活动槽，所述第一自由活动槽包括从底面延伸出来的第二自由旋转头，所述第二自由旋转头伸入到所述第二自由活动槽中，并能在所述第二自由活动槽中自由运动。
[0010]在一个优选的实施例中，所述第一自由旋转头和所述第一自由活动槽之间形成球面配合，所述第二自由旋转头和所述第二自由活动槽之间形成球面配合。
[0011]在一个优选的实施例中，所述第一自由活动槽包括喇叭状的开口部分，以及与所述喇叭状的开口部分相连的容纳部分。其中，所述喇叭状的开口部分的大端尺寸大于所述第一自由旋转头的直径，而小端尺寸小于所述第一自由旋转头的直径。所述容纳部分具有与所述第一自由旋转头的外表面相适配的内表面。
[0012]在一个优选的实施例中，在所述容纳部分和所述第一自由旋转头之间形成有活动空隙，在所述活动空隙中填充有不导电的油脂。
[0013]在一个优选的实施例中，所述上部导通线的下端设有导电接触头，所述的下部导通线的上端设有螺绕环，所述导电接触头伸入到所述螺绕环中以形成电连接。
[0014]在一个优选的实施例中，所述螺绕环由弹性材料制成。
[0015]在一个优选的实施例中，所述上部导通线和所述下部导通线分别包覆有上部绝缘层和下部绝缘线。
[0016]在一个优选的实施例中，所述上部本体和所述下部本体通过防转销彼此连接。
[0017]在一个优选的实施例中，所述上部本体和所述下部本体的彼此相对的端面上分别设有上部防转凹槽和下部防转凹槽，所述防转销通过弹簧设置在所述上部防转凹槽和所述下部防转凹槽中。
[0018]在一个优选的实施例中，所述上游功能短节和所述下游功能短节选自脉冲器短节、脉冲器驱动短节、电源短节和测量探管短节中的至少相邻的两个短节。
[0019]根据本专利技术的随钻测量装置，在脉冲器短节、脉冲器驱动短节、电源短节和测量探管短节两两之间采用了特殊结构的关节机构进行连接。通过使用这种关节机构，既增加了随钻测量装置的柔性，又保证了探管与螺杆相对不能转动，且具有较高的抗震性能。根据本专利技术的随钻测量装置的结构简单，易于加工，能够适应大曲率、短半径的井眼，从而满足老井侧钻等复杂情况下的随钻测量需求。
附图说明
[0020]下面将参照附图对本专利技术进行说明。在附图中：
[0021]图1示意性显示了一个大曲率、短半径的井眼，其中下入了包含有根据本专利技术的随钻测量装置的钻铤；
[0022]图2示意性显示了根据本专利技术的随钻测量装置的关节机构的结构；
[0023]图3是图2所示关节机构的局部放大视图，显示了关节机构中的能够相对自由运动
的配合结构。
[0024]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。在所有附图中，相同的附图标记用于表示相同的零部件或结构。
具体实施方式
[0025]以下结合附图来对本专利技术进行介绍。为方便理解，在本申请中，将靠近井口的方向定义为上端、上游或相似用语，而将远离井口的方向定义为下端、下游或相似用语；同时，将沿着随钻测量装置的长度的方向称为纵向方向、轴向方向或相似用语，而与之垂直的方向称为横向方向、径向方向或相似用语。容易理解，这些方向性用语仅为方便描述本专利技术，而无任何限制作用。
[0026]图1示意性显示了一个大曲率、短半径的井眼，其中下入了包含有根据本专利技术的随钻测量装置500的钻铤2。如图1所示，井眼1包括大曲率、短半径的井段。钻铤2与螺杆4和钻头3连接在一起，共同下入到井眼1内，以进行钻井施工。在钻铤2中安装了根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.井下随钻测量装置(500)，包括通过关节机构(10)彼此连接的上游功能短节和下游功能短节，所述关节机构(10)包括与上游功能短节固定相连的上部本体(100)以及与下游功能短节固定相连的下部本体(200)，内置于所述上部本体(100)中的上部导通线(110)与内置于所述下部本体(200)中的下部导通线(210)电连接，其中，所述下部本体(200)包括内凹的第一自由活动槽(230)，所述上部本体(100)包括伸出的第一自由旋转头(150)，所述第一自由旋转头(150)伸入到所述第一自由活动槽(230)中，并能在所述第一自由活动槽(230)中自由运动。2.根据权利要求1所述的井下随钻测量装置(500)，其特征在于，所述第一自由旋转头(150)包括内凹的第二自由活动槽(130)，所述第一自由活动槽(230)包括从底面延伸出来的第二自由旋转头(250)，所述第二自由旋转头(250)伸入到所述第二自由活动槽(130)中，并能在所述第二自由活动槽(130)中自由运动。3.根据权利要求2所述的井下随钻测量装置(500)，其特征在于，所述第一自由旋转头(150)和所述第一自由活动槽(230)之间形成间隙式球面配合，所述第二自由旋转头(250)和所述第二自由活动槽(130)之间形成间隙式球面配合。4.根据权利要求3所述的井下随钻测量装置(500)，其特征在于，所述第一自由活动槽(230)包括喇叭状的开口部分(232)，以及与所述喇叭状的开口部分(232)相连的容纳部分(235)，其中，所述喇叭状的开口部分(232)的大端尺寸大于所述第一自由旋转头(150)的直径而小端尺寸小于所述第一自由旋转头(150)的直径，所述容纳部分(235)具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪卫宁，杨书博，崔谦，宋朝晖，胡越发，钱德儒，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：