一种机械式钻柱振动测量工具制造技术

本发明专利技术公开了一种机械式钻柱振动测量工具，涉及石油天然气钻井技术领域，包括同轴设置的上筒体

【技术实现步骤摘要】
一种机械式钻柱振动测量工具


[0001]本专利技术涉及石油天然气钻井
，特别是涉及一种纯机械式井下钻柱振动测量工具
。

技术介绍

[0002]钻柱振动指的是在钻井过程中，钻头跟地层之间的相互作用给钻柱带来轴向
、
横向以及扭转振动
。
钻柱振动是当前钻井工程中普遍存在的问题，剧烈的钻柱振动会加速钻具的破坏，大幅缩减其使用寿命，是导致钻具疲劳失效的主要原因
。
随着井深的增加，深处岩层中岩石的硬度和塑性都会增大，钻具振动导致的钻具失效问题更加突出
。
钻井与测井工作人员需要对井下的振动信号进行持续监测，以便及时调整钻进过程，而振动信号的测量精度与可靠性将显著影响操作员或控制系统的判断
。
目前，现有的钻柱振动测量工具大多是基于各种电子元器件开发的，但是电子元器件在井底的恶劣工况下，其测量精度将受到影响，在一些高温高压等极端条件下，将无法有效测量，这极大的降低测量系统的可靠性
。
[0003]因此，需要一种不依赖于电子元器件的井下振动测量工具，为地面人员实时提供可靠数据
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种机械式钻柱振动测量工具，应用于钻柱振动测量与控制系统，可以提高钻井工具振动信号接收
、
形成和传输的可靠性
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种机械式钻柱振动测量工具，包括同轴设置的上筒体
、
下筒体和空心轴，所述上筒体和所述下筒体连接，所述上筒体和所述下筒体之间形成空腔，所述上筒体的侧壁开设有上外孔和下外孔，所述上外孔和所述下外孔均与所述空腔连通，所述空心轴位于所述上筒体和所述下筒体的内侧，所述空心轴分别与所述上筒体和所述下筒体滑动连接，所述空心轴的下端用于与钻柱连接，所述空心轴的内部空腔和所述上筒体的内部空腔形成内流道，所述空心轴的侧壁开设有上内孔和下内孔，所述上内孔和所述下内孔均与所述内流道连通，所述上内孔能够与所述上外孔连通，所述下内孔能够与所述下外孔连通
。
[0007]优选地，所述空心轴的外壁设置有外花键，所述外花键平行于所述空心轴的轴向，所述上筒体的内壁设置有内花键，所述内花键平行于所述上筒体的轴向，所述外花键的长度大于所述内花键的长度，所述内花键与所述外花键滑动连接
。
[0008]优选地，所述空心轴的上端设置有调节衬套，所述调节衬套与所述空心轴螺纹连接，所述调节衬套能够与所述内花键的上端接触
。
[0009]优选地，所述调节衬套上沿所述调节衬套的周向开设有若干矩形槽
。
[0010]优选地，所述上筒体的内壁设置有台阶，所述空心轴的外壁设置有凸起，在极限工作位置，所述台阶与所述凸起接触
。
[0011]优选地，在初始位置，所述上内孔的轴线和所述上外孔的轴线平行，所述下内孔的轴线和所述下外孔的轴线平行；在极限工作位置，所述上内孔的轴线和所述上外孔的轴线重合，所述下内孔的轴线和所述下外孔的轴线重合
。
[0012]优选地，所述上内孔的轴线的方向由所述空心轴的内壁向所述空心轴的外壁向下倾斜，所述下内孔的轴线的方向由所述空心轴的内壁向所述空心轴的外壁向上倾斜
。
[0013]优选地，所述上筒体的下端与所述下筒体之间设置有排水间隙，在初始位置，所述排水间隙与所述下内孔连通
。
[0014]优选地，所述上筒体与所述下筒体螺纹连接
。
[0015]优选地，所述上筒体和所述空心轴之间设置有上密封圈，所述下筒体和所述空心轴之间设置有下密封圈
。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术的机械式钻柱振动测量工具为纯机械结构，可感应钻柱的轴向振动，测量钻柱轴向振动的幅值和频率并产生相应的流量信号，不受高温高压影响，保证测量数据精准可靠，可以提高钻井工具振动信号接收
、
形成和传输的可靠性
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0019]图1为本专利技术的机械式钻柱振动测量工具在初始位置的纵向剖面示意图；
[0020]图2为本专利技术的机械式钻柱振动测量工具在极限工作位置的纵向剖面示意图；
[0021]图3为本专利技术的机械式钻柱振动测量工具俯视图；
[0022]图4为图2的
A
‑
A
剖视图；
[0023]其中：
1、
上筒体；
2、
调节衬套；
3、
空心轴；
4、
下筒体；
5、
上外孔；
6、
上内孔；
7、
下外孔；
8、
下内孔；
9、
排水间隙；
10、
下密封圈；
11、
空腔；
12、
上密封圈；
13、
内流道；
14、
外花键；
15、
内花键；
16、
矩形槽
。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0025]本专利技术的目的是提供一种机械式钻柱振动测量工具，应用于钻柱振动测量与控制系统，可以提高钻井工具振动信号接收
、
形成和传输的可靠性
。
[0026]为使本专利技术的上述目的
、
特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明
。
[0027]如图1至图4所示：本实施例提供了一种机械式钻柱振动测量工具，应用于钻柱振动测量与控制系统，包括同轴设置的上筒体
1、
下筒体4和空心轴3，上筒体1与下筒体4螺纹
连接，上筒体1和下筒体4均为空心圆柱体，上筒体1的下部为逐渐收窄的锥体，上筒体1的锥体和下筒体4的内壁之间形成空腔
11
，上筒体1的锥体对应的侧壁沿上筒体1的周向开设有若干上外孔5和若干下外孔7，上外孔5位于下外孔7的上方，上外孔5和下外孔7均与空腔
11
连通，空心轴3位于上筒体1和下筒体4的内侧，空心轴3分别与上筒体1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种机械式钻柱振动测量工具，其特征在于：包括同轴设置的上筒体
、
下筒体和空心轴，所述上筒体和所述下筒体连接，所述上筒体和所述下筒体之间形成空腔，所述上筒体的侧壁开设有上外孔和下外孔，所述上外孔和所述下外孔均与所述空腔连通，所述空心轴位于所述上筒体和所述下筒体的内侧，所述空心轴分别与所述上筒体和所述下筒体滑动连接，所述空心轴的下端用于与钻柱连接，所述空心轴的内部空腔和所述上筒体的内部空腔形成内流道，所述空心轴的侧壁开设有上内孔和下内孔，所述上内孔和所述下内孔均与所述内流道连通，所述上内孔能够与所述上外孔连通，所述下内孔能够与所述下外孔连通
。2.
根据权利要求1所述的机械式钻柱振动测量工具，其特征在于：所述空心轴的外壁设置有外花键，所述外花键平行于所述空心轴的轴向，所述上筒体的内壁设置有内花键，所述内花键平行于所述上筒体的轴向，所述外花键的长度大于所述内花键的长度，所述内花键与所述外花键滑动连接
。3.
根据权利要求2所述的机械式钻柱振动测量工具，其特征在于：所述空心轴的上端设置有调节衬套，所述调节衬套与所述空心轴螺纹连接，所述调节衬套能够与所述内花键的上端接触
。4.
根据权利要求3所述的机械式钻柱振动测量工具，其特征在于：所述调节衬套上沿所述调节衬套的周向开设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛启龙，谭兴宇，王晋，曲骏，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：