無方位多點測斜儀的製作方法
2023-09-23 09:08:05 2
專利名稱：無方位多點測斜儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種石油、煤層氣、地熱和水利鑽井中所需要的井眼傾斜角測量儀器。
背景技術：
在石油、煤層氣、地熱和水利鑽井的過程中，經常要求測量井眼偏斜了多少度，以便知道井底偏離目標多遠。但現有的虹吸測斜儀只能測量一點，測量佔用的時間也比較長， 測量深度還有一定的限制，一般不能超過2000米。其它五種測斜儀，包括泵入浮起式測斜儀、井底照像式測斜儀、重力錘泥漿脈衝式測斜儀、更先進的有線和無線MWD都需要一定的測量時間，後三種儀器比較先進，需要專門的地面接收信號設備和操作人員，使用費用比較昂貴，在鑽直井時一般不被使用。發明內容無方位多點測斜儀由上殼體、下殼體、萬向軸、重力擺、射釘器、記錄盤、汞液、觸杆、三角凹槽圓柱、連接板組成。重力擺通過萬向軸連接在上殼體內部的頂端，重力擺的末端為射釘器；觸杆穿過下殼體底部，其上為三角凹槽圓柱、連接板和記錄盤，記錄盤浮在汞液中；射釘器由頂杆、釘粒筒、滑套和編號釘粒組成。本無方位多點測斜儀利用萬向軸將重力擺懸掛在上殼體的頂端，重力擺始終處於垂直狀態，而殼體與所處井眼的傾斜度相同，如果井眼傾斜，重力擺就偏離了殼體的中心線；裝置底部的半球形記錄盤由汞液懸浮，始終處於水平狀態，重力擺也偏離中心一定的距離。在鑽井施工中，安裝在鑽具內的測斜儀被泥漿液流向下推壓時，觸杆受託盤的阻擋，相對於殼體向上運動，推動記錄盤與射釘器接觸，從而在對應的記錄點壓入釘粒。射釘器一個分枝中儲存著編號釘粒，另一個分枝管中是頂杆，當記錄盤被觸杆推動上行時，釘粒就被頂杆頂出、插入記錄盤上，記錄盤上有刻度，可以直接讀出的各釘粒處的傾斜度，釘粒帶有編號，從井中起出儀器後，根據錄井曲線記錄的開泵時間，可以推算出每個釘粒的記錄井深。上殼體、下殼體之間有相對轉動的連接裝置，記錄盤和下殼體帶有隔稜；它們一起構成記錄盤單向轉動的驅動裝置，這些隔稜不限制記錄盤和下殼體間的軸向相對運動； 觸杆向上運動，使三角凹槽圓柱的斜向齒輪做單向轉動，以便使記錄盤在每記錄一個測點以後轉動一定的角度，這樣就避免在記錄盤的同一個點反覆地壓入釘粒；下殼體和記錄盤隔稜的作用是使它們共同轉動，這樣就可以保證浮在汞液中的記錄盤面處於水平狀態。本新型設計利用重力原理，全部採用機械部件，直接測量，直接記錄測量結果，並用編號的釘粒記錄測量順序，從而實現多點測量和記錄。此儀器內部的液體與井筒中液體壓力平衡，殼體不承受很高的壓力，對密封壓力和溫度要求不嚴格，適應於高溫井和深直井中測斜。
圖1是無方位多點測斜儀剖面示意圖。圖2是射釘器結構示意圖。圖例1、萬向軸，2、上殼體，3、重力擺，4、射釘器，5、記錄盤，6、汞液，7、觸杆，8、下殼體，9、彈簧，10、殼體隔稜，11、記錄盤隔稜，12、連接板，13、三角凹槽圓柱，14、託盤，41、頂杆，42、釘粒筒，43、編號釘粒，44、滑套。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，重力擺3通過萬向軸1與上殼體2的頂端相連接，重力擺3和底端的射釘器4始終處於垂直狀態，而上殼體2、下殼體8與所處井眼的傾斜度相同，如果井眼傾斜，則重力擺3就偏離了殼體的中心線；記錄盤5是半球形的，半球的平面向上，形成圓盤，其下部是半圓體，由汞液6懸浮，使記錄盤5保持水平狀態。當每次啟動漿泵循環泥漿時，鑽具內的測斜儀被泥漿液流向下推動，觸杆7受託盤14的阻擋、克服其上彈簧9的彈力，相對於上殼體2下殼體8向上運動，上推連接板12、記錄盤5和滑套44向上運動，編號釘粒43就被頂杆41頂出壓入記錄盤5上，記錄盤5上有刻度，可以直接讀出編號釘粒43 壓入處的傾斜度。另外，記錄盤5底部的三角凹槽圓柱13是一個斜向齒輪，觸杆7每上下運動一次， 連接板12就帶動下殼體8及記錄盤5轉動一個角度，這樣就避免在記錄盤5的同一個點反覆地壓入編號釘粒43。殼體隔稜10和記錄盤隔稜11的作用是使它們共同轉動，但不限制它們之間在軸向的相對運動，使記錄盤5始終處於水平狀態。在下鑽時，將無方位多點測斜儀放置在鑽具中，與其它鑽具一起下入井內，即將託盤14先放在鑽具內的最底部，然後將測斜儀放入即可。在起下鑽、鑽進和其它鑽具內的液流變化不大的情況下，觸杆7不會上下運動，記錄盤不產生轉動，射釘器4上的頂杆41也不上下運動，這時，測斜儀就不工作，以便節省釘粒；只有在接單根或接立柱等停止循環、又重新開泵的情況下，觸杆才會動作一次。這些操作的次數、時間和井深都可以在泥漿錄井曲線上查到，編號釘粒43帶有不同的編號，從井中起出儀器後，根據錄井曲線記錄的開泵時間， 可以推算出每個釘粒的記錄井深。
權利要求1.無方位多點測斜儀由上殼體、下殼體、萬向軸、重力擺、射釘器、記錄盤、汞液、觸杆、 三角凹槽圓柱、連接板組成，其特徵在於重力擺通過萬向軸連接在上殼體內部頂端，重力擺的末端為射釘器，觸杆穿過下殼體底部其上為三角凹槽圓柱、連接板和記錄盤，記錄盤浮在汞液中。
2.根據權利要求1所述的無方位多點測斜儀，其特徵在於記錄盤為半球狀。
3.根據權利要求1所述的無方位多點測斜儀，其特徵在於射釘器由頂杆、釘粒筒、滑套和編號釘粒組成。
4.根據權利要求1所述的無方位多點測斜儀，其特徵在於上殼體、下殼體之間有相對轉動的連接裝置。
5.根據權利要求1所述的無方位多點測斜儀，其特徵在於觸杆向上運動，使三角凹槽圓柱的斜向齒輪做單向轉動。
6.根據權利要求1所述的無方位多點測斜儀，其特徵在於記錄盤和下殼體帶有隔稜， 它們一起構成記錄盤單向轉動的驅動裝置，這些隔稜不限制記錄盤和下殼體間的軸向相對運動。
專利摘要無方位多點測斜儀由上殼體、下殼體、萬向軸、重力擺、射釘器、記錄盤、汞液、觸杆、三角凹槽圓柱、連接板組成。其特徵在於重力擺通過萬向軸連接在上殼體內部頂端，重力擺的末端為射釘器；觸杆穿過下殼體底部，在其上部有三角凹槽圓柱、連接板和記錄盤，記錄盤浮在汞液中。本新型設計利用重力原理，全部採用機械部件，直接測量，直接記錄測量結果，並用通過編號釘粒記錄測量的順序，從而實現多點測量和記錄。此儀器內部的液體與井筒中液體壓力平衡，殼體不承受很高的壓力，對密封壓力和溫度要求不嚴格，適應於高溫井和深直井中測斜。
文檔編號E21B47/022GK202023554SQ201120051470
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月1日 優先權日2011年3月1日
發明者衛國 申請人:衛國