專利名稱：無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法及組合減震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣田鉆井技術(shù)，特別是關(guān)于無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法及組合減震裝置。
背景技術(shù)：
無線隨鉆測斜儀因其具有1)高效性-接鉆桿時(shí)不用頻繁提放儀器；2)實(shí)時(shí)性-緊鄰鉆頭，實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆頭位置及鉆進(jìn)狀況；3)國產(chǎn)化后，使用、維護(hù)成本大大降低；4) 性能日趨穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，所以在國內(nèi)外大量油井、氣井的鉆井作業(yè)中逐步取代了原有的單點(diǎn)、 多點(diǎn)、有線隨鉆等測斜儀器而得到了廣泛的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，對測斜儀的精度要求也在日益提高，所以精度高、穩(wěn)定性好、穩(wěn)定時(shí)間短的裝有石英加速度計(jì)的測斜短節(jié)在無線隨鉆測斜儀中被大面積使用。如圖1所示，無線隨鉆測斜短節(jié)的結(jié)構(gòu)一般是，包括一測斜短節(jié)臺(tái)體1，臺(tái)體的一端安裝有三軸加速度計(jì)2，另一端連接一軸向緩沖器3 ；測斜短節(jié)臺(tái)體1、三軸加速度計(jì)2及軸向緩沖器3均裝在抗壓筒4內(nèi)由抗壓筒保護(hù)；在抗壓筒4的兩端分別安裝一堵頭5將短節(jié)的兩端封堵；在測斜短節(jié)臺(tái)體1及堵頭5上加裝有密封圈6。由于石英加速度計(jì)的撓性梁為0. 04mm的石英玻璃，這就對測斜短節(jié)的減震提出了較高的要求?，F(xiàn)有的國內(nèi)外的無線隨鉆測斜儀都沿用了磁液懸浮測斜短節(jié)的減震方式即在測斜短節(jié)臺(tái)體的軸向上采用單一的橡膠緩沖器(軸向緩沖器幻減震，徑向上采用簡單的0型圈(密封圈6)減震。由于在施工中測斜儀緊隨鉆頭，所以工況特別惡劣，幾乎長期處在高溫、強(qiáng)振動(dòng)、大沖擊的環(huán)境中，而這種減震方式，在遇到強(qiáng)振動(dòng)，特別是大沖擊的情況下就可能失效，導(dǎo)致測斜短節(jié)中石英加速度計(jì)的撓性梁斷裂。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在水平井的施工中， 有80%左右的儀器故障是由于測斜短節(jié)中Z軸石英加速度計(jì)的損壞而造成的。儀器一旦出現(xiàn)故障，就得重新起下鉆，儀器發(fā)回廠家維修，所以每次這樣的故障都會(huì)給施工單位帶來少則幾萬元，多則十幾萬元的損失。

發(fā)明內(nèi)容
因此，針對無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)的減震問題，本發(fā)明的目的是提供一種關(guān)于無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)的組合減震方法及組合減震裝置，從而使石英加速度計(jì)在高強(qiáng)度、大沖擊的施工環(huán)境下得到更好地使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，采取以下技術(shù)方案一種無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法，其特征在于在測斜短節(jié)臺(tái)體的軸向上，在帶有石英加速度計(jì)的一端連接一減震部件， 在另一端連接一鼓型緩沖器，實(shí)現(xiàn)軸向組合減震；在測斜短節(jié)臺(tái)體的徑向上，套設(shè)花型圈實(shí)現(xiàn)徑向減震。在測斜短節(jié)臺(tái)體的徑向上，還可以套設(shè)0型圈，與所述花型圈組合并用。在測斜短節(jié)兩端的堵頭上也可套設(shè)花型圈和/或0型圈，加強(qiáng)徑向減震。一種無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震裝置，其特征在于包括安裝在測斜短節(jié)臺(tái)體一端的鼓型緩沖器，以及安裝在測斜短節(jié)臺(tái)體上石英加速度計(jì)一端的減震部件，還包括套設(shè)在測斜短節(jié)臺(tái)體外徑上的花型圈。 在測斜短節(jié)臺(tái)體外徑上還可套設(shè)有0型圈，位于花型圈附近。
上述減震部件可為鼓型緩沖器，橡膠棒，減震壓簧中的一種。上述花型圈是指邊緣具有孔隙的彈性圈，孔隙或?yàn)榫嫉亩鄠€(gè)半圓形孔，或?yàn)榫嫉亩鄠€(gè)整圓形孔，或?yàn)橐徽Νh(huán)形孔。當(dāng)儀器處于自然狀態(tài)時(shí)，所述鼓型緩沖器、花型圈與測斜短節(jié)臺(tái)體外側(cè)的抗壓筒內(nèi)壁緊密接觸，0型圈與抗壓筒內(nèi)徑保留一定間隙。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明通過采用軸、徑向組合減震方式，將傳統(tǒng)的軸向一維減震轉(zhuǎn)化為軸、徑向二維減震，很好地解決了測斜短節(jié)， 特別是高精度的石英加速度測斜短節(jié)在鉆井過程中的抗振問題，使高精度的石英加速度計(jì)測斜短節(jié)在鉆井，尤其是水平井施工中得到更廣泛地應(yīng)用，不僅可以保證施工精度，提高準(zhǔn)確率，而且大大降低了儀器在井下的故障率，減少不必要的起下鉆次數(shù)，提高了施工效率， 節(jié)約了維修成本。2、取兩支應(yīng)用了軸、徑向組合減震的石英加速度計(jì)測斜短節(jié)分別做了振動(dòng)沖擊試驗(yàn)試驗(yàn)條件如下1)振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)IOg正弦波振動(dòng)4小時(shí)；沖擊試驗(yàn)參數(shù)400g 半正弦波，沖擊50次。試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)兩支石英加速度計(jì)短節(jié)各項(xiàng)功能正常。3、軸、徑向減震結(jié)構(gòu)簡單易行，材料選用上為常規(guī)橡膠型材料，成本也低。4、本發(fā)明可同樣適用于電容短節(jié)或電池筒等的減震。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)無線隨鉆測斜短節(jié)減震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明測斜短節(jié)減震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明方案做進(jìn)一步的說明。首先，本發(fā)明應(yīng)對無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)的軸向和徑向組合減震方法提出如下策略如圖2所示，軸向上，采用雙向組合減震方式，在測斜短節(jié)臺(tái)體10上原有安裝普通緩沖器的一端換裝鼓型緩沖器11，在安裝石英加速度計(jì)13的一端連接另一減震部件12，該減震部件可以為普通的橡膠緩沖器，也可以為本發(fā)明中的鼓型緩沖器，還可以為普通的橡膠棒，還可以為減震壓簧，圖中所示為減震壓簧。徑向上，全部采用花型圈，或花型圈與0型圈組合并用的減震方式，即在測斜短節(jié)臺(tái)體10上一處或間隔幾處設(shè)置花型圈14，花型圈14旁邊可設(shè)置1 2個(gè)0型圈15，當(dāng)有兩個(gè)0型圈時(shí)，花型圈位于中間，兩0型圈分別位于花型圈的兩側(cè)。進(jìn)一步地，在測斜短節(jié)臺(tái)體10兩端的堵頭16上也可以設(shè)置花型圈14，或0型圈 15，或兩者的組合。花型圈14是指邊緣具有孔隙的彈性圈。自然狀態(tài)時(shí)，鼓型緩沖器11及花型圈14均與抗壓筒17內(nèi)壁緊密接觸，0型圈15與抗壓筒17內(nèi)壁留有一定間隙。對于以上采取的軸向和徑向組合減震的方法，具體分析如下1)當(dāng)測斜短節(jié)在軸向受到強(qiáng)振動(dòng)或大沖擊時(shí)，將會(huì)有一個(gè)較大的沖擊力作用于短節(jié)上，這時(shí)鼓型緩沖器將被壓縮，其在直徑方向?qū)⒂邢蛲鈹U(kuò)張的趨向，但由于受外部抗壓筒 17的限制，就產(chǎn)生了抗壓筒對緩沖器的壓力，這樣就將傳統(tǒng)的一維減震通過鼓型減震器轉(zhuǎn)化為二維減震，大大減小鼓型緩沖器軸向的壓縮變形，更有效地吸收強(qiáng)振動(dòng)大沖擊。2)由于鼓型減震器軸向壓縮量較小，所以回彈力相應(yīng)地較小，再加上有上部減震部件的緩沖，彈力能很好地將減震器的回彈力抵消，所以避免了軸向振蕩；另外在短節(jié)運(yùn)動(dòng)過程中還有徑向花型圈與抗壓筒間的摩擦力起作用，即使有很強(qiáng)的沖擊力，在這種組合減震的作用下，經(jīng)過短暫的振蕩也即可消除，避免了傳統(tǒng)的一維減震由于回彈力大，造成緩沖器撕裂或短節(jié)在回彈時(shí)撞擊堵頭，使短節(jié)上的傳感器損毀的現(xiàn)象。3)徑向采用了花型圈，既保證了與抗壓筒的牢固接觸，又不至于使短節(jié)成為“打氣筒”，花型圈邊緣的孔隙能夠?qū)⒍坦?jié)內(nèi)的空氣排出去；當(dāng)測斜短節(jié)在徑向受到?jīng)_擊或振動(dòng)時(shí)，花型圈首先起作用，通過花型圈的壓縮吸收可減弱徑向振動(dòng)或沖擊；當(dāng)徑向的振動(dòng)或沖擊很強(qiáng)，花型圈的壓縮量不足以完全消除時(shí)，這時(shí)0型圈將發(fā)揮作用。在鉆井過程中，大沖擊一般都來源于軸向，徑向的沖擊很弱，通常徑向只有振動(dòng)，這種花型圈加0型圈的組合減震完全可以克服。一種無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震裝置，包括安裝在測斜短節(jié)臺(tái)體10 —端的鼓型緩沖器11，以及安裝在測斜短節(jié)臺(tái)體10上、有石英加速度計(jì)13 —端的減震部件12 ； 還包括套設(shè)在測斜短節(jié)臺(tái)體10外周的花型圈14。鼓型緩沖器11及減震部件12的另一端分別與堵頭16相連。所述減震部件12可以為鼓型緩沖器，還可以為普通的橡膠棒，還可以為減震壓
ο花型圈14在測斜短節(jié)臺(tái)體10上一處或間隔幾處設(shè)置。每一花型圈14旁邊可設(shè)置1 2個(gè)0型圈15，當(dāng)有兩個(gè)0型圈時(shí)，花型圈位于中間，兩0型圈分別位于花型圈的兩側(cè)。在兩端的堵頭16上也可以設(shè)置花型圈14，或0型圈15，或兩者的組合?；ㄐ腿?4的形狀特征為在彈性膠圈的邊緣具有孔隙，孔隙可以為均勻分布的多個(gè)半圓形孔(如圖3所示)，或?yàn)榫鶆蚍植嫉亩鄠€(gè)整圓形孔，或在靠近邊緣處開設(shè)的一圈環(huán)形孔。上述鼓型緩沖器11、花型圈14、0型圈15均采用橡膠等彈性可變形材料。當(dāng)儀器處于自然狀態(tài)時(shí)，鼓型緩沖器11、花型圈14與測斜短節(jié)臺(tái)體10外側(cè)的抗壓筒17內(nèi)壁緊密接觸，0型圈15與抗壓筒17內(nèi)壁保留一定間隙。值得說明的是，上述實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，但是，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法，其特征在于在測斜短節(jié)臺(tái)體的軸向上，在帶有石英加速度計(jì)的一端連接一減震部件，在另一端連接一鼓型緩沖器，實(shí)現(xiàn)軸向組合減震；在測斜短節(jié)臺(tái)體的徑向上，套設(shè)花型圈實(shí)現(xiàn)徑向減震。
2.如權(quán)利要求1所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法，其特征在于所述減震部件為鼓型緩沖器，橡膠棒，減震壓簧中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法，其特征在于所述花型圈是指邊緣具有孔隙的彈性圈。
4.如權(quán)利要求1或3所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法，其特征在于在所述測斜短節(jié)臺(tái)體的徑向上，還套設(shè)有0型圈，與所述花型圈組合并用。
5.如權(quán)利要求1所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法，其特征在于在測斜短節(jié)兩端的堵頭上也設(shè)置花型圈和/或0型圈，加強(qiáng)徑向減震。
6.一種無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震裝置，其特征在于包括安裝在測斜短節(jié)臺(tái)體一端的鼓型緩沖器，以及安裝在測斜短節(jié)臺(tái)體上石英加速度計(jì)一端的減震部件，還包括套設(shè)在測斜短節(jié)臺(tái)體外徑上的花型圈。
7.如權(quán)利要求6所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震裝置，其特征在于所述測斜短節(jié)臺(tái)體外徑上還套設(shè)有0型圈，位于所述花型圈附近。
8.如權(quán)利要求6或7所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震裝置，其特征在于所述花型圈是指邊緣具有孔隙的彈性圈，孔隙或?yàn)榫嫉亩鄠€(gè)半圓形孔，或?yàn)榫嫉亩鄠€(gè)整圓形孔，或?yàn)橐徽Νh(huán)形孔。
9.如權(quán)利要求6所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震裝置，其特征在于當(dāng)儀器處于自然狀態(tài)時(shí)，所述鼓型緩沖器、花型圈與測斜短節(jié)臺(tái)體外側(cè)的抗壓筒內(nèi)壁緊密接觸。
10.如權(quán)利要求7所述的無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震裝置，其特征在于當(dāng)儀器處于自然狀態(tài)時(shí)，所述0型圈與抗壓筒內(nèi)壁保留一定間隙。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線隨鉆測斜儀測斜短節(jié)組合減震方法及組合減震裝置，在測斜短節(jié)臺(tái)體的軸向上，一端連接一減震部件，另一端連接一鼓型緩沖器；在臺(tái)體徑向上，套設(shè)花型圈實(shí)現(xiàn)徑向減震。減震部件可為鼓型緩沖器，橡膠棒，減震壓簧中的一種?；ㄐ腿κ侵高吘壘哂锌紫兜膹椥匀Α．?dāng)儀器處于自然狀態(tài)時(shí)，鼓型緩沖器、花型圈與外側(cè)的抗壓筒內(nèi)壁緊密接觸，O型圈與抗壓筒內(nèi)壁保留一定間隙。本發(fā)明通過采用軸、徑向組合減震方式，將傳統(tǒng)的軸向一維減震轉(zhuǎn)化為軸、徑向二維減震，很好地解決了測斜短節(jié)，特別是高精度的石英加速度測斜短節(jié)在鉆井過程中的抗振問題，大大降低了儀器在井下的故障率，適用于電容短節(jié)或電池筒等的減震。
文檔編號E21B47/01GK102410012SQ20111045007
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者王玉斌 申請人:北京蒙德納科技發(fā)展有限公司, 王玉斌