一种无线随钻测斜仪器防落井装置及方法与流程

本发明涉及一种石油钻井用的无线随钻测斜仪器，特别涉及一种无线随钻测斜仪器防落井装置及方法。

背景技术：

在石油天然气钻井过程中，YST-48R无线随钻测斜仪器是对定向井、水平井井眼轨迹实时监测并指导完成井眼轨迹控制的正脉冲测量仪器，它的井下仪器主要包括：驱动总成、脉冲发生器、定向探管、电池，可完成对钻具姿态的描述及传输功能，包括测量点的井斜、方位、工具面、温度等，具有系统信号稳定，使用方便，可打捞等优点。

井下出现卡钻等事故时，YST-48R无线随钻测斜仪器在钻具中打捞的成功率很高，但遇到定向接头断裂时，仪器落入钻具外，打捞的成功率很低。近年来由于定向接头母扣断裂导致仪器从底部脱出落入裸眼的事故时有发生，仪器在裸眼中位置和姿态无法确定，打捞非常困难，影响到事故处理和后续施工作业。YST-48R无线随钻测斜仪器防落井装置的设计，使得当定向接头母扣意外断裂时，仪器不会从钻铤底部脱出，避免巨大的经济损失。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种无线随钻测斜仪器防落井装置及方法，可以替代现有无线随钻测斜仪器中打捞头，在定向接头从母扣位置断裂时，可以使无线随钻测斜仪器悬挂在无磁钻铤内壁上，避免无线随钻测斜仪器落井的事故发生。

本发明提到的一种无线随钻测斜仪器防落井装置，包括芯轴（3）、本体（4）、摩擦片（5）、小弹簧（6）、压杆（8）、推板（10）、复位弹簧（11），所述本体（4）上设有多个凹槽用来配合装配多组摩擦片（5）和推板（10），且推板（10）和摩擦片（5）通过摩擦片固定螺丝（9）固定在一起；所述芯轴（3）安装到本体（4）的内孔中，芯轴（3）下部设有凹槽，将压杆（8）安放到所述凹槽中，且压杆（8）通过销钉（7）固定在推板（10）上，小弹簧（6）安装在推板（10）凹槽中给推板（10）一个径向的向心力；复位弹簧（11）一端和芯轴（3）接触，另一端和本体（4）内端面接触。

上述压杆（8）的一端为小端弧头，另一端为大端弧头，其中，小端弧头和芯轴（3）凹槽端面贴合，压杆（8）的大端弧头和推板（10）内凹面贴合，芯轴（3）下落时，压杆（8）将推板（10）和摩擦片（5）推出。

上述摩擦片（5）的外表面设有多组三角形摩擦块，且本体（4）上采用四组摩擦片，且两组摩擦片的高度与另两组摩擦片的高度不同。

上述本体（4）的上下部分采用平缓的斜锥形结构，且采用四个翼肋（4.1）和四个导流槽（4.2）组合的结构形式，翼肋（4.1）的外径大小和无磁钻铤内壁尺寸相近。

上述本体（4）和芯轴（3）之间设计有密封圈，使得其在工作时，泥浆不能从芯轴（3）和本体（4）之间缝隙中形成通路。

本发明提到的一种无线随钻测斜仪器防落井装置的使用方法，包括以下步骤：

首先，在正常工作时，由于复位弹簧（11）的存在使得摩擦片（5）和无磁钻铤内壁贴合接触；

其次，当定向接头母扣断裂时，由于仪器自重使得芯轴（3）向下给压杆（8）一个压力，通过销钉（7）的杠杆作用将该压力放大传递给推板（10），推板（10）将压力传递给摩擦片（5），进而使无线随钻测斜仪器悬挂在无线钻铤内壁上，避免无线随钻测斜仪器落井事故发生；

另外，在无线随钻测斜仪器在座键安放时，释放矛头抓住该装置，且矛头下端面挤压本体（4）上斜锥面，本体（4）下移，导致摩擦片（5）收缩，保证仪器下放座键正常。

本发明的有益效果是：本发明采用力学原理，转换方向并放大仪器自重作用给压杆的力，使得摩擦片与无磁钻铤内壁产生的摩擦力远远大于仪器自重，保证当定向接头母扣断裂时无线随钻测斜仪器不落井；

并且，本发明的大部分构件都隐藏在本体和芯轴内槽中，同时芯轴和本体配合部位设计有密封槽，保证泥浆不能从内壁缝隙中过流，提高整体部件的寿命；

另外，本发明拆卸方便，且每个相同的部件可以互换，减低该装置的运行成本。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明的芯轴与本体配合的局部放大图；

附图3是本发明的外形结构示意图；

附图4是压杆的结构示意图；

附图5是摩擦片的结构示意图；

上图中：固定销1、固定销螺丝2、芯轴3、本体4、摩擦片5、小弹簧6、销钉7、压杆8、摩擦片固定螺丝9、推板10、复位弹簧11；翼肋4.1、导流槽4.2；小端弧头8.1，大端弧头8.2。

具体实施方式

结合附图1-5，对本发明作进一步的描述：

本发明提到的一种无线随钻测斜仪器防落井装置，包括芯轴3、本体4、摩擦片5、小弹簧6、压杆8、推板10、复位弹簧11，所述本体4上设有多个凹槽用来配合装配多组摩擦片5和推板10，且推板10和摩擦片5通过摩擦片固定螺丝9固定在一起；所述芯轴3安装到本体4的内孔中，芯轴3下部设有凹槽，将压杆8安放到所述凹槽中，且压杆8通过销钉7固定在推板10上，小弹簧6安装在推板10凹槽中给推板10一个径向的向心力；复位弹簧11一端和芯轴3接触，另一端和本体4内端面接触；固定销1和固定销螺丝2是无线随钻测斜仪器固有的结构，该装置可以替代现有无线随钻测斜仪器打捞头，复位弹簧11的设计，使得该装置本体及附件沿轴向运动，满足在安放无线随钻测斜仪器时该装置不启动；同时在定向接头母扣断裂时，复位弹簧11给整个装置一个预启动力，最后靠仪器自重使得摩擦片5和无磁钻铤内壁摩擦越来越紧，进而保证仪器不脱落。

参照附图4，压杆8的一端为小端弧头8.1，另一端为大端弧头8.2，其中，小端弧头和芯轴3凹槽端面贴合，压杆8的大端弧头和推板10内凹面贴合，芯轴3下落时，压杆8将推板10和摩擦片5推出。

参照附图5，摩擦片5的外表面设有多组三角形摩擦块5.1，且本体4上采用四组摩擦片，且两组摩擦片的高度与另两组摩擦片的高度不同，保证四个方向都能支撑无磁钻铤内壁，而且高度不同，其支撑效果更好；摩擦片5上还设有两个螺孔5.2，采用摩擦片固定螺丝9与推板10连接。

参照附图3，本体4的上下部分采用平缓的斜锥形结构，且采用四个翼肋4.1和四个导流槽4.2组合的结构形式，翼肋4.1的外径大小和无磁钻铤内壁尺寸相近，采用该结构可以使该装置在使用过程中，泥浆可以顺利通过，同时可以保护摩擦片5，减少泥浆对其冲蚀损害。

上述本体4和芯轴3之间设计有密封圈，使得其在工作时，泥浆不能从芯轴3和本体4之间缝隙中形成通路，保护装置内部其它构件。

本发明提到的一种无线随钻测斜仪器防落井装置的使用方法，包括以下步骤：

首先，在正常工作时，由于复位弹簧11的存在使得摩擦片5和无磁钻铤内壁贴合接触；

其次，当定向接头母扣断裂时，由于仪器自重使得芯轴3向下给压杆8一个压力，通过销钉7的杠杆作用将该压力放大传递给推板10，推板10将压力传递给摩擦片5，进而使无线随钻测斜仪器悬挂在无线钻铤内壁上，避免无线随钻测斜仪器落井事故发生；

另外，在无线随钻测斜仪器在座键安放时，释放矛头抓住该装置，且矛头下端面挤压本体4上斜锥面，本体4下移，导致摩擦片5收缩，保证仪器下放座键正常。

本发明的有益效果是：本发明采用力学原理，转换方向并放大仪器自重作用给压杆的力，使得摩擦片与无磁钻铤内壁产生的摩擦力远远大于仪器自重，保证当定向接头母扣断裂时无线随钻测斜仪器不落井；并且，本发明的大部分构件都隐藏在本体和芯轴内槽中，同时芯轴和本体配合部位设计有密封槽，保证泥浆不能从内壁缝隙中过流，提高整体部件的寿命；另外，本发明拆卸方便，且每个相同的部件可以互换，减低该装置的运行成本。

本发明可以替代现有YST-48R无线随钻测斜仪器中打捞头，在定向接头从母扣位置断裂时，可以使YST-48R无线随钻测斜仪器悬挂在无磁钻铤内壁上，避免无线随钻测斜仪器落井的事故发生。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。