随钻测井仪芯轴的制作方法

文档序号:15074194发布日期:2018-08-01 00:47阅读:151来源:国知局

本发明涉及油田测井领域,尤其涉及一种随钻测井仪芯轴。



背景技术:

泥浆又称钻井液,能够在钻井时起到降温、润滑及维持井内压力稳定的作用。一般的,在油田钻井过程中,将随钻测井仪器的芯轴作为泥浆流道,泥浆通过随钻测井仪器的芯轴由钻头流出,并自下而上流回地面,将钻井过程中产生的岩屑带回至地面。由于泥浆中含有原油、柴油和各种油类以及含有大量的化学处理剂,具有强腐蚀性,芯轴需要采用价格昂贵的含有贵重金属元素的耐腐蚀材料制成,使得芯轴造价高昂。另外,一旦芯轴发生腐蚀,芯轴表面加工的用以布置传感器与电路的沟槽使得腐蚀检测非常困难,并且,一旦有严重的冲刷或者腐蚀,芯轴修复的可能性很小,整根芯轴都要被替换,而芯轴本身的费用及剥离并重新布置传感器与电路的人工费用都很高,严重影响芯轴的维护成本。因此,传统随钻测井仪器的芯轴存在产品成本高、检测维护困难且维护成本高的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种随钻测井仪芯轴,以克服传统随钻测井仪器的芯轴存在的产品成本高、检测维护困难且维护成本高的技术问题。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种随钻测井仪芯轴,包括:芯轴本体、具有进液口和出液口的金属流道管和夹紧件,芯轴本体上开设有容置槽,金属流道管设置在容置槽内,且进液口和出液口均设置在芯轴本体外侧,夹紧件分别与芯轴本体和金属流道管连接,夹紧件使芯轴本体夹紧金属流道管。

在其中一个实施例中,金属流道管上靠近进液口和/或出液口的一端设置有弯折段。

在其中一个实施例中,弯折段的弯折角度小于或等于10°。

在其中一个实施例中,随钻测井仪芯轴还包括超声波传感器,超声波传感器与金属流道管连接,且超声波传感器位于弯折段的两端。

在其中一个实施例中,夹紧件为弧形压环,弧形压环的内表面于容置槽的开口处与金属流道管抵接,且弧形压环的端部与芯轴本体连接。

在其中一个实施例中,随钻测井仪芯轴还包括紧固件,弧形压环的端部设置有固定部,固定部上开设有固定孔,芯轴本体上开设有安装孔,紧固件穿过固定孔插入安装孔内与芯轴本体紧固连接。

在其中一个实施例中,随钻测井仪芯轴还包括减震环,减震环套接至弧形压环和芯轴本体外侧。

在其中一个实施例中,随钻测井仪芯轴还包括:第一挡肩和第二挡肩,第一挡肩于进液口处套接至金属流道管外侧,第二挡肩于出液口处套接至金属流道管外侧,芯轴本体的一端与第一挡肩抵接,另一端与第二挡肩抵接。

在其中一个实施例中,随钻测井仪芯轴还包括第一导流件和第二导流件,第一导流件与第一挡肩连接,第二导流件与第二挡肩连接。

在其中一个实施例中,随钻测井仪芯轴还包括密封件,密封件设置在第一导流件与第一挡肩之间,以及,第二导流件与第二挡肩之间。

上述的随钻测井仪芯轴包括开设有容置槽的芯轴本体、具有进液口和出液口的金属流道管和夹紧件,金属流道管设置在容置槽内,进液口和出液口均设置在芯轴本体外侧,夹紧件将使芯轴本体与金属流道管夹紧。上述的随钻测井仪芯轴采用金属流道管和芯轴本体的分体式设计,在芯轴本体内设置金属流道管,可有效避免泥浆对芯轴本体造成腐蚀,从而降低对芯轴本体的材料要求,金属流道管可采用廉价的金属管制成,能够大大降低随钻测井仪器的芯轴成本。并且,金属流道管结构简单,易受冲刷腐蚀位置容易预测,进一步降低了检测维护成本。同时,即使使用过程中金属流道管被泥浆腐蚀,直接取下金属流道管更换新的金属流道管即可,无需对芯轴本体进行更换,更换操作简单方便,成本低廉,且有助于延长芯轴本体使用寿命,进一步节约成本。因此,与传统随转测井仪器的芯轴相比,上述随钻测井仪芯轴具有产品成本低、检测维护方便、维护成本低且使用寿命长的有益效果。

附图说明

图1是一个实施例中随钻测井仪芯轴的结构示意图;

图2是一个实施例中芯轴本体与金属流道管的装配结构示意图;

图3是一个实施例中金属流道管的局部结构剖视图;

图4是一个实施例中随钻测井仪芯轴的结构剖视图;

图5图4中a部的局部放大图;

图6是一个实施例中金属流道管与第一挡肩和第二挡肩的装配结构剖视图;

图7一个实施例中随钻测井仪芯轴与外壳的装配结构剖视图。

图中:

10-随钻测井仪芯轴,20-外壳;

11-芯轴本体,12-金属流道管,13-夹紧件,14-超声波传感器,15-减震环,16-第一挡肩,17-第二挡肩,18-第一导流件,19-第二导流件;

121-进液口,122-出液口,123-弯折段。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

请同时参阅图1至图7,一实施方式的随钻测井仪芯轴10包括芯轴本体11、具有进液口121和出液口122的金属流道管12和夹紧件13。芯轴本体11上开设有容置槽,金属流道管12设置在容置槽内,且进液口121和出液口122均设置在芯轴本体11外侧,夹紧件13分别与芯轴本体11和金属流道管12连接,夹紧件13使芯轴本体11夹紧金属流道管12。

具体地,金属流道管12采用高强度抗腐蚀合金管,如c276(哈氏合金)管,inconel718合金管等。金属流道管12的内径由随转测井仪器的泥浆流量范围根据工业标准选定,金属流道管12的管外径由内径及随转测井仪器的承压要求共同决定。芯轴本体11由普通强度合金,如300系列不锈钢等作为原材料,芯轴本体11上沿轴向开设容置槽放置金属流道管12。芯轴本体11上其它位置安置传感器,电路板及其之间的线路连接,芯轴本体11可以采用一体加工成型结构,也可以采用多个部件的装配体结构,本实施例并不做具体限定。

本实施例中,随钻测井仪芯轴10采用金属流道管12和芯轴本体11的分体式设计,芯轴本体11上沿轴向开设容置槽,金属流道管12设置在容置槽内,金属流道管12与芯轴本体11之间通过夹紧件13进行径向夹紧固定。金属流道管12与芯轴本体11装配时,将金属流道管12由容置槽的开口放入容置槽内,再用夹紧件13将金属流道管12与芯轴本体11夹紧即可,安装操作简单方便。

上述的随钻测井仪芯轴在芯轴本体内设置金属流道管,可有效避免泥浆对芯轴本体造成腐蚀,从而降低对芯轴本体的材料要求,金属流道管可采用廉价的金属管制成,能够大大降低随钻测井仪器的芯轴成本。并且,金属流道管结构简单,易受冲刷腐蚀位置容易预测,通过厚度测量评估冲刷程度简单易行,可实现及时检测更换,从而可以保证工具不会因过度冲刷造成承压能力下降而失效,能够进一步降低检测维护成本。同时,即使使用过程中金属流道管被泥浆腐蚀,直接取下金属流道管更换新的金属流道管即可,无需对芯轴本体进行更换,更换操作简单方便,成本低廉,且有助于延长芯轴本体使用寿命,进一步节约成本。因此,与传统随转测井仪器的芯轴相比,上述随钻测井仪芯轴具有产品成本低、检测维护方便、维护成本低且使用寿命长的有益效果。

在一个实施例中,金属流道管12上靠近进液口121和/或出液口122的一端设置有弯折段123。弯折段123一方面能够在进液口121和/或出液口122附近对进入金属流道管12内的泥浆进行导流,使泥浆流动更顺畅,有助于防止流道堵塞;另一方面,弯折段123的弯折处与芯轴本体11之间能够形成空隙,可用于安装传感器、电路板及连接线路等电子元器件,方便电子元器件安装。本实施例中,在靠近金属流道管12的进液口121的一端设置弯折段123,且沿泥浆流动方向,靠近出液口121一侧的弯折段123的弯折方向与靠近出液口122一端的弯折段123的弯折方向相反。但是,在实际应用中,具体弯折123的数量、弯折方向及弯折角度等可根据实际需要任意设置,本实施例并不做具体限定。然而,需要说明的是,为防止泥浆过度冲刷,弯折段123的弯折角度不宜过大,如图3所示,在一个实施例中,弯折段123的弯折角度ɑ小于或等于10°。

在一个实施例中,随钻测井仪芯轴10还包括超声波传感器14,超声波传感器14与金属流道管12连接,且超声波传感器14位于弯折段123的两端。本实施例中,设置超声波传感器14检测金属流道管12的厚度以实时监测金属流道管12的冲刷程度,从而提醒及时更换,从而保证工具不会因过度冲刷造成承压能力下降而失效,能够进一步降低检测维护成本。具体地,弯折段123两端的弯折处最易发生冲刷,且弯折角度越大,冲刷越严重,因此,将超声波传感器14设置在弯折段123两端的弯折处,本实施例中,在芯轴本体11上与弯折段123两端弯折处对应的位置开设超声波传感器安装槽,超声波传感器14穿过超声波传感器安装槽与金属流道管12连接。

在一个实施例中,夹紧件13为弧形压环,弧形压环的内表面于容置槽的开口处与金属流道管12抵接,且弧形压环的端部与芯轴本体11连接。具体地,在一个实施例中,随钻测井仪芯轴10还包括紧固件,弧形压环的端部设置有固定部,固定部上开设有固定孔,芯轴本体上开设有安装孔,紧固件穿过固定孔插入安装孔内与芯轴本体紧固连接。本实施例中,弧形压环与芯轴本体11之间通过紧固件连接,然而,在其它实施例中,弧形压环与芯轴本体11之间还可采用如铆接、卡接等其它方式固定连接,甚至弧形压环还可以采用弹性锁紧环,直接将弧形压环套在芯轴本体11外侧进行夹紧,因此,以上弧形压环与芯轴本体11之间通过紧固件连接只是一个实施例,并不用于限定本发明。

进一步地,在一个实施例中,随钻测井仪芯轴10还包括减震环15,减震环15套接至弧形压环和芯轴本体11外侧。在随钻测井过程中,随钻测井仪会受到大量振动与冲击,本实施例中,在弧形压环外侧套接减震环15,可以在芯轴本体11与随钻测井仪的外壳之间形成减震缓冲,减震环15可以有效降低芯轴本体11所受的振动与冲击强度,从而保护芯轴本体11上的电路与传感器。在其它实施例中,也可以在芯轴本体11外侧设置减震环15以增强减震效果,在一个实施例中,可间隔600-1000毫米布置一个减震环15。具体地,减震环15可采用橡胶、硅胶等减震材料制成。

在其中一个实施例中,随钻测井仪芯轴还包括:第一挡肩16和第二挡肩17,第一挡肩16于进液口121处套接至金属流道管12外侧,第二挡肩17于出液口122处套接至金属流道管12外侧,芯轴本体11的一端与第一挡肩16抵接,另一端与第二挡肩17抵接。本实施例中,通过第一挡肩16和第二挡肩17对芯轴本体11和金属流道管12进行轴向固定,第一挡肩16和第二挡肩17分别位于芯轴本体11的两端挡住芯轴本体11,以避免芯轴本体11沿轴向脱落,进一步提高芯轴本体11和金属流道管12的连接稳定性。

在一个实施例中,随钻测井仪芯轴10还包括第一导流件18和第二导流件19,第一导流件18与第一挡肩16连接,第二导流件19与第二挡肩17连接。本实施例中,在金属流道管12的两端连接第一导流件18和第二导流件19,从而使金属流道管12通过第一导流件18和第二导流件19与随钻测井仪器的外壳20连通,整体形成泥浆通道,确定了泥浆的流动方式。

进一步地,在一个实施例中,随钻测井仪芯轴10还包括密封件,密封件设置在第一导流件18与第一挡肩16之间,以及,第二导流件19与第二挡肩17之间。本实施例中,在第一导流件18与第一挡肩16之间,以及,第二导流件19与第二挡肩17设置密封件以提高第一导流件18和第二导流件19与金属导流管12连接的密封性。进一步的,随钻测井仪芯轴10与外壳20装配时,还可以在第一导流件18与外壳20之间,以及第二导流件19与外壳20之间设置密封件,以进一步提高密封性能。具体地,在一个实施例中,密封件采用橡胶密封圈。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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