本发明涉及一种随钻测量仪器，特别涉及一种随钻测量仪器自锁装置及方法。
背景技术
国内在使用qdt、yst-48x、yst-48r等测量仪器进行定向井作业时，为了防止在下钻过程中，因钻具内钻井液上返而将测量仪器顶出键槽从而发生脱键事故，目前采用的普遍做法是在仪器下端安装一个常闭式单向阀，此单向阀的作用是阻止下钻时环空的钻井液进入钻具内向上运动，避免了下钻时发生仪器脱键的风险。但是使用单向阀防止仪器脱键的做法，至少存在以下几个缺点：
1.增加了生产成本。单向阀（箭型阀）使用寿命短，在我国东部一口井还用不下来就需要维修，使用量很大，这直接地增加了生产成本。
2.下钻时需要进行灌浆作业。间接地增加了生产成本。
3.增大了井下风险。井下钻具组合多接了一个接头就多了一道井下风险。
4.加大了施工人员的劳动强度。
目前yst-48x、yst-48r、qdt等仪器在国内的定向井随钻测量施工中被普遍使用，也因此大量地使用了单向阀这一井下工具。为了节约成本、减小发生井下事故的风险、减轻施工人员的劳动强度，施工方急需一种安全简单的替代装置。
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，提供一种随钻测量仪器自锁装置及方法，能够防止下钻时仪器脱键，不再使用单向阀，降低了成本，减少了麻烦；防止仪器落井，保护了仪器，提高了安全性；扶正仪器，三个卡瓦抵紧于钻具内壁上对测量仪器起到了一个居中扶正的作用，相当于一个耐用的测量仪器扶正器总成；仪器可打捞。
其技术方案是：包括自锁机构和仪器接头，在自锁机构的下部设有仪器接头，所述自锁机构包括打捞头、外筒、锁紧弹簧、卡瓦、斜面体，打捞头的外侧设有外筒，外筒上周向均布有三个卡瓦槽，卡瓦安置于卡瓦槽内，外筒的内部设有斜面体，斜面体通过螺纹连接在打捞头的下部，斜面体的上部与卡瓦的下部连接，斜面体上端设有锁紧弹簧，在外筒的下部设有仪器接头，所述斜面体与仪器接头之间设有间隙，斜面体通过锁紧弹簧上下移动，外筒与仪器接头之间通过滚珠轴承连接，仪器接头通过滚珠轴承灵活转动，所述仪器接头包括仪器接头壳体、小弹簧、游轮、半圆卡瓣、十芯座组件，仪器接头壳体的下部设有小弹簧、游轮、半圆卡瓣，小弹簧套装在仪器接头壳体上，在小弹簧的下部设有游轮，在游轮的下部设有半圆卡瓣，在仪器接头壳体内部设有十芯座组件。
优选的，外筒与打捞头之间形成空腔，锁紧弹簧安装在空腔内，打捞头的下部为弹簧导向杆，锁紧弹簧套装在弹簧导向杆上。
优选的，在打捞头的中部一体连接有横销，弹簧导向杆的直径小于打捞头中部的直径，打捞头上部的直径小于打捞头中部的直径。
优选的，在卡瓦的下部和斜面体的中部设有t型槽，斜面体与卡瓦之间通过t型槽连接。
优选的，斜面体的倾斜角度小于30度。
优选的，卡瓦的外表面设有抓齿，抓齿为硬度极高的合金层。
优选的，仪器接头通过游轮与测量仪器主体连接，半圆卡瓣卡住，测量仪器主体坐键，锁紧弹簧推动斜面体向下运动，斜面体带动周向均布的三个卡瓦向外伸出，抵紧钻具内壁上，卡瓦表面的抓齿吃入钻具内壁。
本发明提到的一种随钻测量仪器自锁装置的使用方法为：
首先，在外筒的中部周向设有三个卡瓦槽，三个卡瓦分别安置于卡瓦槽内，卡瓦的外表面加工有抓齿，在外筒的中部内测设有斜面体，斜面体与三个卡瓦通过t型槽连接，在外筒的上部下入一个标准yst-x仪器标准的打捞头，打捞头下部的弹簧导向杆上套装有锁紧弹簧，打捞头下部通过螺纹与斜面体的上部连接，锁紧弹簧设置在斜面体的上部，锁紧弹簧处于外筒与打捞头之间形成空腔内，外筒与仪器接头壳体之间通过滚珠轴承连接，的弹簧套装在仪器接头壳体上，在小弹簧的下部设有游轮，在游轮的下部设有半圆卡瓣，在仪器接头壳体内部设有十芯座组件，仪器接头通过游轮与测量仪器主体连接。
其次，在井场跑道上将该装置通过仪器接头上的游轮与测量仪器主体连接在一起，用绳套和电葫芦把测量仪器主体吊上钻台，竖直放入钻台的一个空间，使该装置的打捞头在钻台面以上，用专用工具抓住打捞杆上的横销，再用电葫芦吊起测量仪器主体放入井口的无磁钻铤中，自锁机构上的卡瓦在测量仪器主体自重的作用下处于收缩状态，不会影响到测量仪器主体的下放，当仪器成功坐键后，卡瓦不再受到测量仪器主体自重的影响，锁紧弹簧推动斜面体向下运动，斜面体带动周向均布的三个卡瓦向外伸出，抵紧钻具内壁上，由于斜面体的角度很小，角度小于30度，卡瓦向外伸出的力矩有放大作用，卡瓦表面的抓齿吃入钻具内壁，顶紧在钻铤内壁形成锁固，卡瓦与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和测量仪器主体的自重。
本发明的有益效果是：本发明能够防止下钻时仪器脱键，不再使用单向阀，降低了成本，减少了麻烦；防止仪器落井，保护了仪器，提高了安全性；扶正仪器，三个卡瓦抵紧于钻具内壁上对测量仪器起到了一个居中扶正的作用，相当于一个耐用的测量仪器扶正器总成；仪器可打捞，本装置头部是一个标准打捞头，需要时可从钻具内下入打捞工具，进行测量仪器打捞回收，该发明卡瓦与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和仪器的自重，因此可以避免发生仪器的脱键事故和避免因定向接头与无磁钻铤之间断裂时，发生仪器落井的事故。此外，该发明具有使仪器居中扶正的作用，使用寿命长，可以长时间使用，其经济效益是明显的，还有本装置仪器接头与其上部的外筒是用滚珠轴承进行连接的，这样可以保证外筒以下部分在座键前转动灵活，更加有利于成功坐键。且安装了本装置后，无论是井口坐键操作，还是将仪器取出、打捞操作都与原来的操作基本一致，现场施工人员无须特别培训。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是卡瓦的结构示意图；
附图3是t型槽的结构示意图；
附图4是抓齿的结构示意图；
图中：打捞头1、外筒2、锁紧弹簧3、卡瓦4、斜面体5、滚珠轴承6、仪器接头壳体7、小弹簧8、游轮9、半圆卡瓣10、十芯座组件11、卡瓦槽12、空腔13、弹簧导向杆14、横销15、t型槽16、抓齿17。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本发明包括自锁机构和仪器接头，在自锁机构的下部设有仪器接头，所述自锁机构包括打捞头1、外筒2、锁紧弹簧3、卡瓦4、斜面体5，打捞头1的外侧设有外筒2，外筒2上周向均布有三个卡瓦槽12，卡瓦4安置于卡瓦槽12内，外筒2的内部设有斜面体5，斜面体5通过螺纹连接在打捞头1的下部，斜面体5的上部与卡瓦4的下部连接，斜面体5上端设有锁紧弹簧3，在外筒2的下部设有仪器接头，所述斜面体5与仪器接头之间设有间隙，斜面体5通过锁紧弹簧3上下移动，外筒2与仪器接头之间通过滚珠轴承6连接，仪器接头通过滚珠轴承6灵活转动，所述仪器接头包括仪器接头壳体7、小弹簧8、游轮9、半圆卡瓣10、十芯座组件11，仪器接头壳体7的下部设有小弹簧8、游轮9、半圆卡瓣10，小弹簧8套装在仪器接头壳体7上，在小弹簧8的下部设有游轮9，在游轮9的下部设有半圆卡瓣10，在仪器接头壳体7内部设有十芯座组件11，本装置的打捞头为一个标准yst-48x仪器标准的打捞头。
其中，外筒2与打捞头1之间形成空腔13，锁紧弹簧3安装在空腔13内，打捞头1的下部为弹簧导向杆14，锁紧弹簧3套装在弹簧导向杆14上，实现弹簧的导向和安装，安装在空腔内，通过弹簧导向杆对锁紧弹簧导向。
其中，在打捞头1的中部一体连接有横销15，弹簧导向杆14的直径小于打捞头1中部的直径，打捞头1上部的直径小于打捞头1中部的直径，能够用专用工具抓住打捞杆上的横销，再用电葫芦吊起测量仪器主体放入井口的无磁钻铤中。
另外，在卡瓦4的下部和斜面体5的中部设有t型槽16，斜面体5与卡瓦4之间通过t型槽16连接，使锁紧弹簧推动斜面体向下运动，斜面体带动周向均布的三个卡瓦向外伸出，抵紧钻具内壁上。
还有，斜面体5的倾斜角度小于30度，由于斜面体的角度很小，角度小于30度，卡瓦向外伸出的力矩有放大作用，卡瓦表面的抓齿吃入钻具内壁，顶紧在钻铤内壁形成锁固，卡瓦与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和测量仪器主体的自重，可以避免发生测量仪器主体的脱键事故和避免因定向接头与无磁钻铤之间断裂时，发生仪器落井的事故。
本发明提到的一种随钻测量仪器自锁装置的使用方法为：
首先，在外筒2的中部周向设有三个卡瓦槽12，三个卡瓦4分别安置于卡瓦槽12内，在外筒2的中部内测设有斜面体5，斜面体5与三个卡瓦4通过t型槽16连接，在外筒2的上部下入一个标准yst-48x仪器标准的打捞头1，打捞头1下部的弹簧导向杆14上套装有锁紧弹簧3，打捞头1下部通过螺纹与斜面体5的上部连接，锁紧弹簧3设置在斜面体5的上部，锁紧弹簧3处于外筒2与打捞头1之间形成空腔13内，外筒2与仪器接头壳体7之间通过滚珠轴承6连接，的弹簧8套装在仪器接头壳体7上，在小弹簧8的下部设有游轮9，在游轮9的下部设有半圆卡瓣10，在仪器接头壳体7内部设有十芯座组件11，仪器接头通过游轮9与测量仪器主体连接。
其次，在井场跑道上将该装置通过仪器接头上的游轮9与测量仪器主体连接在一起，用绳套和电葫芦把测量仪器主体吊上钻台，竖直放入钻台的一个空间，使该装置的打捞头1在钻台面以上，用专用工具抓住打捞杆上的横销15，再用电葫芦吊起测量仪器主体放入井口的无磁钻铤中，自锁机构上的卡瓦4在测量仪器主体自重的作用下处于收缩状态，不会影响到测量仪器主体的下放，当仪器成功坐键后，卡瓦4不再受到测量仪器主体自重的影响，锁紧弹簧3推动斜面体5向下运动，斜面体5带动周向均布的三个卡瓦4向外伸出，抵紧钻具内壁上，由于斜面体的角度很小，角度小于30度，卡瓦4向外伸出的力矩有放大作用，顶紧在钻铤内壁形成锁固，卡瓦4与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和测量仪器主体的自重。
本发明能够防止下钻时仪器脱键，不再使用单向阀，降低了成本，减少了麻烦；防止仪器落井，保护了仪器，提高了安全性；扶正仪器，三个卡瓦抵紧于钻具内壁上对测量仪器起到了一个居中扶正的作用，相当于一个耐用的测量仪器扶正器总成；仪器可打捞，本装置头部是一个标准打捞头，需要时可从钻具内下入打捞工具，进行测量仪器打捞回收，该发明卡瓦与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和仪器的自重，因此可以避免发生仪器的脱键事故和避免因定向接头与无磁钻铤之间断裂时，发生仪器落井的事故。此外，该发明具有使仪器居中扶正的作用，使用寿命长，可以长时间使用，其经济效益是明显的，还有本装置仪器接头与其上部的外筒是用滚珠轴承进行连接的，这样可以保证外筒以下部分在座键前转动灵活，更加有利于成功坐键。且安装了本装置后，无论是井口坐键操作，还是将仪器取出、打捞操作都与原来的操作基本一致，现场施工人员无须特别培训。
实施例2：
与实施例1不同之处在于：卡瓦4的外表面设有抓齿17，抓齿17为硬度极高的合金层，卡瓦表面的抓齿吃入钻具内壁，顶紧在钻铤内壁形成锁固，可以避免发生测量仪器主体的脱键事故和避免因定向接头与无磁钻铤之间断裂时，发生仪器落井的事故。
仪器接头通过游轮9与测量仪器主体连接，半圆卡瓣10卡住，防止仪器接头与测量仪器主体脱出，测量仪器主体坐键，锁紧弹簧3推动斜面体5向下运动，斜面体5带动周向均布的三个卡瓦4向外伸出，抵紧钻具内壁上，卡瓦4表面的抓齿17吃入钻具内壁，瓦表面的抓齿吃入钻具内壁，顶紧在钻铤内壁形成锁固，使卡瓦与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和测量仪器主体的自重。
抓齿17的合金层为钛合金。
本发明提到的一种随钻测量仪器自锁装置的使用方法为：
首先，在外筒2的中部周向设有三个卡瓦槽12，三个卡瓦4分别安置于卡瓦槽12内，卡瓦4的外表面加工有抓齿17，在外筒2的中部内测设有斜面体5，斜面体5与三个卡瓦4通过t型槽16连接，在外筒2的上部下入一个标准yst-48x仪器标准的打捞头1，打捞头1下部的弹簧导向杆14上套装有锁紧弹簧3，打捞头1下部通过螺纹与斜面体5的上部连接，锁紧弹簧3设置在斜面体5的上部，锁紧弹簧3处于外筒2与打捞头1之间形成空腔13内，外筒2与仪器接头壳体7之间通过滚珠轴承6连接，的弹簧8套装在仪器接头壳体7上，在小弹簧8的下部设有游轮9，在游轮9的下部设有半圆卡瓣10，在仪器接头壳体7内部设有十芯座组件11，仪器接头通过游轮9与测量仪器主体连接。
其次，在井场跑道上将该装置通过仪器接头上的游轮9与测量仪器主体连接在一起，用绳套和电葫芦把测量仪器主体吊上钻台，竖直放入钻台的一个空间，使该装置的打捞头1在钻台面以上，用专用工具抓住打捞杆上的横销15，再用电葫芦吊起测量仪器主体放入井口的无磁钻铤中，自锁机构上的卡瓦4在测量仪器主体自重的作用下处于收缩状态，不会影响到测量仪器主体的下放，当仪器成功坐键后，卡瓦4不再受到测量仪器主体自重的影响，锁紧弹簧3推动斜面体5向下运动，斜面体5带动周向均布的三个卡瓦4向外伸出，抵紧钻具内壁上，由于斜面体的角度很小，角度小于30度，卡瓦4向外伸出的力矩有放大作用，卡瓦4表面的抓齿17吃入钻具内壁，顶紧在钻铤内壁形成锁固，卡瓦4与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和测量仪器主体的自重。
本发明能够防止下钻时仪器脱键，不再使用单向阀，降低了成本，减少了麻烦；防止仪器落井，保护了仪器，提高了安全性；扶正仪器，三个卡瓦抵紧于钻具内壁上对测量仪器起到了一个居中扶正的作用，相当于一个耐用的测量仪器扶正器总成；仪器可打捞，本装置头部是一个标准打捞头，需要时可从钻具内下入打捞工具，进行测量仪器打捞回收，该发明卡瓦与钻铤内壁的周向锁固力远大于下钻时仪器所受的钻井液向上的冲击力和仪器的自重，因此可以避免发生仪器的脱键事故和避免因定向接头与无磁钻铤之间断裂时，发生仪器落井的事故。此外，该发明具有使仪器居中扶正的作用，使用寿命长，可以长时间使用，其经济效益是明显的，还有本装置仪器接头与其上部的外筒是用滚珠轴承进行连接的，这样可以保证外筒以下部分在座键前转动灵活，更加有利于成功坐键。且安装了本装置后，无论是井口坐键操作，还是将仪器取出、打捞操作都与原来的操作基本一致，现场施工人员无须特别培训，卡瓦的外表面设有抓齿，抓齿为硬度极高的合金层，卡瓦表面的抓齿吃入钻具内壁，顶紧在钻铤内壁形成锁固，加大了锁固力度，避免发生测量仪器主体的脱键事故和避免因定向接头与无磁钻铤之间断裂时，发生仪器落井的事故。
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。