高集成度井斜测量仪制造技术

本发明专利技术涉及井下测量仪器技术领域，是一种高集成度井斜测量仪，包括无磁钻铤和由上至下依次安装于无磁钻铤内的脉冲组件、液压组件、测量组件和扶正器。本发明专利技术结构合理而紧凑，将本发明专利技术连接工具串下放至井内，泥浆流入井液腔，测量时，控制模块控制电磁阀依次开启过油通道，并同时将电磁阀的动作信号上传至地面设备，过油通道依次开启，上油腔与缓冲油腔以及下油腔连通，导流锥下压阀头，阀头将上油腔内的油液压入缓冲油腔内，缓冲油腔内的油液对活塞套上端作用，井液腔内的泥浆排出，此时泥浆的压力发生波动，通过地面设备解码压力波差获得井下参数，本发明专利技术在实现随钻测量井斜的同时避免在钻具组合中使用过长无磁钻铤，具有广阔的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
高集成度井斜测量仪


[0001]本专利技术涉及井下测量仪器
，是一种高集成度井斜测量仪。

技术介绍

[0002]井斜问题是油气钻井生产中一个非常重要的问题。特别是高陡构造条件下的井斜问题，不仅造成机械钻速低，导致钻井周期长、钻井成本高，而且往往造成井身质量不合格，严重时导致中途填井重钻或报废，贻误建井周期，甚至达不到预定的勘探开发目的。
[0003]目前直井段测斜主要采用自浮式单点或MWD仪器。自浮式单点测斜仪一般按照150
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250m间距测斜，使用时需卸下方钻杆，自浮投测时还要甩下水龙头，操作复杂，单次测斜时间一般大于30min，且存在无法随钻测量，测斜精度差、测斜卡钻风险高等不足；MWD仪器可以实现随钻检测井斜，但仪器入井使用需要挂接无磁无磁钻铤，结构操作复杂、钻具组合强度低，测斜时间较长，仪器功率较大，使用寿命大多不超过240h，大排量下工作一段时间仪器冲蚀严重；同时由于近年来MWD现场服务价格连续缩减，导致仪器性能下降，故障率增高。
[0004]常规使用的井斜测量仪器结构相对复杂，入井前需消耗大量时间用于仪器组装，而且其一般采用主动驱动脉冲器的方式实现井斜上传，仪器功耗较大，本专利技术的高集成度井斜测量仪在仪器结构上大幅精简，降低了仪器的操作使用难度，同时通过巧妙的结构设计，改变了脉冲阀驱动方式，降低仪器功耗，提高仪器井下工作寿命并降低钻具组合风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种高集成度井斜测量仪，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决常用的井斜测量仪器存在结构操作复杂、测斜风险高、工作时间长、故障多、无法随钻测量等问题，严重制约了钻井提速提效的发展目标的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种高集成度井斜测量仪，包括无磁钻铤和由上至下依次安装于无磁钻铤内的脉冲组件、液压组件、测量组件和扶正器；测量组件包括电路外筒、电源模块、电池筒、控制模块和控制柱，扶正器上端外侧与电路外筒下端内侧密封固定安装在一起，电路外筒下部内侧套装有与扶正器上端固定安装在一起的电池筒，电池筒内设有电源模块，电池筒上端固定安装有套装于电路外筒上部内侧的壳体结构的控制柱，控制柱内设有控制模块；液压组件包括转换接头、阀体、液压外筒、上压缩弹簧、下压缩弹簧和压环，转换接头下端外侧与电路外筒上端内侧密封固定安装在一起，转换接头下端内侧与控制柱上端外侧固定安装在一起，转换接头上部外侧与液压外筒下端内侧密封固定安装在一起，液压外筒上端内侧固定安装有压环，对应压环与转换接头之间位置的液压外筒内侧由下至上依次设有下液压内筒、阀体和上液压内筒，下液压内筒下端内侧密封套装于转换接头上端外侧，阀体下端外侧密封固定安装于下液压内筒上端内侧，上液压内筒下端内侧密封套装于阀体上端外侧，压环内套装有下部外侧密封套装于上液压内筒内的阀头，阀头下端与阀体上端
之间设有上压缩弹簧，对应阀体下方位置的下液压内筒上部内侧密封套装有活塞套，活塞套下端与转换接头上端之间安装有下压缩弹簧，转换接头上端、活塞套下端与下液压内筒内侧之间形成井液腔，对应电路外筒上方与液压外筒下方之间位置的转换接头外侧设有另一端延伸至转换接头上端面并与井液腔连通的进液通道，转换接头上部外侧、下液压内筒外侧、阀体外侧、液压外筒内侧形成下油腔，活塞套上端、阀体下端和下液压内筒内侧形成缓冲油腔，下液压内筒上端外侧沿圆周间隔分布有若干个与缓冲油腔连通的缓冲孔，转换接头下端中央设有开口向下的安装槽，安装槽内密封固定安装有连接头，对应连接头上方位置的安装槽内壁上设有至少一个另一端与下油腔连通的注油通道，阀体上端、阀头下端与上液压内筒内侧形成上油腔，阀体内设有若干个连通上油腔和下油腔的过油通道以及能够按照需求启闭过油通道的电磁阀，电磁阀与连接头上端电连接，连接头下端与控制模块电连接，控制模块与电源模块电连接；脉冲组件包括活塞杆、阀头座和活塞座，液压外筒上端内侧与阀头座下端外侧固定安装在一起，阀头座内同轴套装有下端与阀头上端相接触的活塞杆，对应阀头座上方位置的活塞杆上端固定有导流锥，导流锥呈上小下大的蘑菇头状，导流锥下部外侧沿圆周间隔均布有若干个开口向外且上下贯通的导流槽，阀头座下部外侧固定安装有密封套装于无磁钻铤上部内侧的活塞座，无磁钻铤上部内侧有限位台阶，阀头座下端和活塞座下端均与限位台阶相接触。
[0007]下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：上述转换接头上端可设有开口向外的密封槽，下液压内筒下部内侧与密封槽壁之间设有第一密封圈，对应第一密封圈下方位置的下液压内筒下端内侧设有连通环槽，连通环槽的底壁上沿圆周间隔设有至少一个与上油腔连通的第一进油孔，对应连通环槽位置的转换接头外侧设有另一端延伸至安装槽内壁的第二进油孔，第二进油孔、连通环槽和第一进油孔形成注油通道。
[0008]上述安装槽中部内壁上可设有另一端延伸至转换接头外侧的注油孔，注油孔内密封螺接有注油螺堵。
[0009]上述对应连通环槽下方位置的转换接头外侧与液压外筒下部内侧之间可设有第二密封圈，对应第二密封圈下方位置的液压外筒外侧沿圆周间隔均布有若干个径向贯通的连通孔，对应连通孔下方位置的液压外筒内侧与转换接头外侧螺接在一起。
[0010]上述转换接头上端中央可固定安装有限位柱，对应限位柱位置的活塞套下端中央设有开口向下的第一限位槽，下压缩弹簧上部套装于第一限位槽内，下压缩弹簧下部套装于限位柱外侧。
[0011]上述限位柱外侧可套装有耐磨套，下压缩弹簧下部套装于耐磨套外侧。
[0012]上述下液压内筒外侧可上下间隔设有若干个开口向外的布线环槽。
[0013]上述阀头下端中央可设有开口向下的第二限位槽，对应阀体上端位置的液压外筒内侧密封套装有导向筒，导向筒上部与上液压内筒下部密封安装在一起，导向筒内有上下贯通的限位孔，限位孔为上宽下窄的台阶孔，上压缩弹簧上部套装于第二限位槽内，上压缩弹簧下部套装于限位孔的宽径段内，阀体上端、导向筒内侧、阀头内侧和上液压内筒内侧形成上油腔。
[0014]上述阀头座上端可固定安装有套装于活塞杆上部外侧的支撑套，支撑套上端内侧
与活塞杆上部外侧之间安装有上导向套，导流锥下端设有开口向下且与支撑套上端相匹配的支撑环槽，阀头座下端内侧与活塞杆下部外侧之间安装有下导向套，下导向套下部套装于阀头上部外侧。
[0015]上述对应阀头座上侧位置的活塞座内侧可套装有导流套，导流套内具有与导流锥外侧相匹配的导流面。
[0016]本专利技术结构合理而紧凑，将本专利技术连接工具串下放至井内，泥浆流入井液腔，测量时，控制模块控制电磁阀依次开启过油通道，并同时将电磁阀的动作信号上传至地面设备，过油通道依次开启时，上油腔与缓冲油腔以及下油腔连通，导流锥下压阀头，阀头将上油腔内的油液压入缓冲油腔内，缓冲油腔内的油液对活塞套上端作用，井液腔内的泥浆排出，此时泥浆的压力发生波动，通过地面设备解码压力波差获得井下参数，本专利技术在实现随钻测量井斜的同时避免在钻具组合中使用过长无磁钻铤，具有广阔的应用前景。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高集成度井斜测量仪，其特征在于包括无磁钻铤和由上至下依次安装于无磁钻铤内的脉冲组件、液压组件、测量组件和扶正器；测量组件包括电路外筒、电源模块、电池筒、控制模块和控制柱，扶正器上端外侧与电路外筒下端内侧密封固定安装在一起，电路外筒下部内侧套装有与扶正器上端固定安装在一起的电池筒，电池筒内设有电源模块，电池筒上端固定安装有套装于电路外筒上部内侧的壳体结构的控制柱，控制柱内设有控制模块；液压组件包括转换接头、阀体、液压外筒、上压缩弹簧、下压缩弹簧和压环，转换接头下端外侧与电路外筒上端内侧密封固定安装在一起，转换接头下端内侧与控制柱上端外侧固定安装在一起，转换接头上部外侧与液压外筒下端内侧密封固定安装在一起，液压外筒上端内侧固定安装有压环，对应压环与转换接头之间位置的液压外筒内侧由下至上依次设有下液压内筒、阀体和上液压内筒，下液压内筒下端内侧密封套装于转换接头上端外侧，阀体下端外侧密封固定安装于下液压内筒上端内侧，上液压内筒下端内侧密封套装于阀体上端外侧，压环内套装有下部外侧密封套装于上液压内筒内的阀头，阀头下端与阀体上端之间设有上压缩弹簧，对应阀体下方位置的下液压内筒上部内侧密封套装有活塞套，活塞套下端与转换接头上端之间安装有下压缩弹簧，转换接头上端、活塞套下端与下液压内筒内侧之间形成井液腔，对应电路外筒上方与液压外筒下方之间位置的转换接头外侧设有另一端延伸至转换接头上端面并与井液腔连通的进液通道，转换接头上部外侧、下液压内筒外侧、阀体外侧、液压外筒内侧形成下油腔，活塞套上端、阀体下端和下液压内筒内侧形成缓冲油腔，下液压内筒上端外侧沿圆周间隔分布有若干个与缓冲油腔连通的缓冲孔，转换接头下端中央设有开口向下的安装槽，安装槽内密封固定安装有连接头，对应连接头上方位置的安装槽内壁上设有至少一个另一端与下油腔连通的注油通道，阀体上端、阀头下端与上液压内筒内侧形成上油腔，阀体内设有若干个连通上油腔和下油腔的过油通道以及能够按照需求启闭过油通道的电磁阀，电磁阀与连接头上端电连接，连接头下端与控制模块电连接，控制模块与电源模块电连接；脉冲组件包括活塞杆、阀头座和活塞座，液压外筒上端内侧与阀头座下端外侧固定安装在一起，阀头座内同轴套装有下端与阀头上端相接触的活塞杆，对应阀头座上方位置的活塞杆上端固定有导流锥，导流锥呈上小下大的蘑菇头状，导流锥下部外侧沿圆周间隔均布有若干个开口向外且上下贯通的导流槽，阀头座下部外侧固定安装有密封套装于无磁钻铤上部内侧的活塞座，无磁钻铤上部内侧有限位台阶，阀头座下端和活塞座下端均与限位台阶相接触。2.根据权利要求1所述的高集成度井斜测量仪，其特征在于转换接头上端设有开口向外的密封槽，下液压内筒下部内侧与密封槽壁之间设有第一密封圈，对应第一密封圈下方位置的下液压内筒下端内侧设有连通环槽，连通环槽的底壁上沿圆周间隔设有至少一个与上油腔连通的第一进油孔，对应连通环槽位置的转换接头外侧设有另一端延伸至安装槽内壁的第二进油孔，第二进油孔、连通环槽和第一进油孔形成注油通道；或/和，安装槽中部内壁上设有另一端延伸至转换接头外侧的注油孔，注油孔内密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，李富强，乔东宇，赵继斌，宋朝晖，罗顺，朱年涛，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：