阀筒组件及包括该阀筒组件的随钻测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种阀筒组件及包括该阀筒组件的随钻测量装置。阀筒组件包括阀筒，阀筒包括：第一阀筒，具有第一轴向通孔；第二阀筒，第二阀筒具有与第一轴向通孔连通的第二轴向通孔和开设在第二阀筒的筒壁上的与第二轴向通孔连通的多个进液孔，第一阀筒和第二阀筒之间可拆卸地连接。本实用新型的技术方案可以解决现有技术中的阀筒难以重复利用、更换成本较高的问题。
【专利说明】
阀筒组件及包括该阀筒组件的随钻测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及油田、煤层气钻井随钻测量技术领域，具体而言，涉及一种阀筒组件及包括该阀筒组件的随钻测量装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，无线随钻测斜仪等随钻测量装置的包含阀筒和活塞组件在内的主阀组件由不锈钢制成。活塞组件包括阀杆和设置在阀杆一端的活塞。由于上述随钻测量装置在几千米井下工作，长时间经受高速流动的泥浆冲蚀，不锈钢的耐冲蚀性较差，阀筒使用寿命较短，从而影响了脉冲发生器的整体使用寿命。而无线随钻测斜仪如果无法保证足够的稳定工作时间，其给钻井工作所带来的一切便利条件都会因为该弱点而丧失。
[0003]另外，现有无线随钻测斜仪的阀筒为整体加工而成。现有技术的阀筒组件有下面两个缺点:
[0004]①、设置在阀筒上的进液孔为泥浆的通道，由于泥浆的流速很快，上述进液孔很容易损坏;而且由于阀筒为一体成型的结构件，当阀筒损坏后，阀筒难以重复利用，只能整体更换阀筒，使得维修成本较高，造成了很大的浪费。
[0005]②、由于在钻井的过程中，泥浆中有堵漏剂和塑料小球，会通过进液孔进入阀筒和活塞组件之间的间隙，造成活塞组件不能在阀筒中运动。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的主要目的在于提供一种阀筒组件及包括该阀筒组件的随钻测量装置，以解决现有技术中的阀筒难以重复利用、更换成本较高的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种阀筒组件，阀筒组件包括阀筒，阀筒包括:第一阀筒，具有第一轴向通孔;第二阀筒，第二阀筒具有与第一轴向通孔连通的第二轴向通孔和开设在第二阀筒的筒壁上的与第二轴向通孔连通的多个进液孔，第一阀筒和第二阀筒之间可拆卸地连接。
[0008]进一步地，阀筒组件还包括套设在第二阀筒外周的用于预先对进入第二阀筒内部的液体进行过滤的过滤结构，至少一部分的过滤结构覆盖多个进液孔。
[0009]进一步地，过滤结构包括:轴向套，具有内部通孔;过液通道，开设在轴向套的侧壁上并与内部通孔连通，过液通道为一个或者多个。
[0010]进一步地，过液通道为孔截面为圆形的过液孔或者沿轴向套的轴向延伸的过液槽。
[0011]进一步地，过液通道为沿轴向套的轴向延伸的长条状的过液槽，呈长条状的过液槽的宽度小于进液孔的孔径。
[0012]进一步地，阀筒组件还包括止挡环，止挡环套设在第二阀筒的外周以限制过滤结构的轴向移动。
[0013]进一步地，第二轴向通孔具有螺纹孔段，第一阀筒的朝向第二阀筒的一端具有与螺纹孔段配合的外螺纹。
[0014]根据本实用新型的另一方面，提供了一种随钻测量装置，随钻测量装置包括阀筒组件和在阀筒组件的轴向上相对于阀筒组件进行轴向运动的阀杆，阀筒组件为前述的阀筒组件。
[0015]进一步地，随钻测量装置还包括与第二阀筒连接的导引阀筒，阀杆位于导引阀筒的内部。
[0016]进一步地，第二轴向通孔具有顺次连接且相互连通的螺纹孔段、第一孔段、第二孔段和第三孔段，其中，第二孔段的孔径大于第一孔段的孔径，第一孔段和第二孔段的连接处形成台阶，随钻测量装置还包括耐磨套，耐磨套位于第二孔段内且抵接在台阶处，进液孔开设在第二孔段上。
[0017]应用本实用新型的技术方案，由于阀筒包括可拆卸连接的第一阀筒和第二阀筒，当阀筒磨损后，操作人员只需更换已经磨损的第一阀筒或者第二阀筒，与现有技术的需要更换整个阀筒相比，本方案中的阀筒的更换成本较低。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1示出了根据本实用新型的随钻测量装置的实施例的剖视结构示意图；
[0020]图2示出了图1的随钻测量装置的阀筒组件的剖视结构示意图(未示出止挡环和过滤结构)；
[0021]图3示出了图2的阀筒组件的第一阀筒的剖视结构示意图；
[0022]图4示出了图2的阀筒组件的第二阀筒的主视示意图；
[0023]图5示出了图4的A-A向剖视图；
[0024I图6示出了图4的剖视结构示意图；
[0025]图7示出了图1的随钻测量装置的阀筒组件的止挡环的剖视结构示意图；
[0026]图8示出了图1的随钻测量装置的阀筒组件的过滤结构的一个方向上的剖视结构不意图；以及
[0027]图9示出了图1的随钻测量装置的阀筒组件的过滤结构的另一个方向上的剖视结构示意图。
[0028]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0029]10、阀筒组件；11、第一阀筒；111、第一轴向通孔；1111、第一直孔段；1112、第二直孔段;12、第二阀筒；121、进液孔;122、第二轴向通孔;123、缓冲斜面;1221、螺纹孔段;1222、第一孔段；1223、第二孔段；1224、第三孔段；13、过滤结构；131、轴向套；132、过液通道；14、止挡环；141、第三轴向通孔;20、阀杆;30、导引阀筒;40、耐磨套;50、活塞;60、弹簧。
【具体实施方式】
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。[0031 ]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
[0033]为了解决现有技术中的随钻测量装置的阀筒使用寿命较短、维修成本较高的问题，本实用新型提供了一种阀筒组件。
[0034]其中，图1所示的上方为带有泥浆的钻井液流来的方向，图1所示的下方为泥浆流走的方向，即带有泥浆的钻井液的流动方向为自上而下。
[0035]如图1至图9所示，本实用新型提供了一种随钻测量装置。随钻测量装置包括阀筒组件10和在阀筒组件10的轴向上相对于阀筒组件10进行往复运动(即轴向运动)的阀杆20。阀筒组件10包括阀筒，阀筒包括具有第一轴向通孔111的第一阀筒11和第二阀筒12。其中，第二阀筒12具有与第一轴向通孔111连通的第二轴向通孔122和开设在第二阀筒12的筒壁上的与第二轴向通孔122连通的多个进液孔121，第一阀筒11和第二阀筒12之间可拆卸地连接。
[0036]通过上述设置，由于阀筒由可拆卸连接的第一阀筒11和第二阀筒12组成，当阀筒磨损后，操作人员只需单独更换已经磨损或损坏的第一阀筒11或者第二阀筒12，与现有技术的阀筒为一体成型的结构件，维修时需要更换整个阀筒相比，本实施例中的阀筒的更换成本较低。
[0037]当然，本实用新型不限于上述的第一阀筒11和第二阀筒12。我们也可以根据需要将阀筒设置为三个或者三个以上的分体设置的部件。
[0038]可选地，多个进液孔121沿第二阀筒12的周向间隔设置。具体地，如图4和图5所示，第二阀筒12的外周设有16个均匀间隔设置的直径为4.8mm的圆孔。当随钻测量装置用于井下作业时，井下的泥浆通过进液孔121进入第二阀筒12的内部，即第二轴向通孔122内。
[0039]如图4所示，具体地，第二阀筒12具有相对设置的第一端和第二端。第二阀筒12的第一端为与第一阀筒11连接的一端，第二阀筒12的靠近过滤结构13的部分有缓冲斜面123。通过上述设置，可以便于泥浆等平缓流过，减少对第二阀筒12的冲击。
[0040]本实用新型及本实用新型的实施例中，随钻测量装置为MWD无线随钻测量仪。MWD无线随钻测量仪可以及时准确地向地面发送所钻井眼轨迹数据，它在各类井中被广泛使用。由于仪器下部驱动总成部分(包括阀筒组件)设计简单，其对钻井液固相含量和含砂量要求很高。譬如PMWD-C无线随钻测量仪要求钻井液含砂量<1.0%，堵漏材料使用细、中型短纤维，含量<60千克/立方米，并且钻井液中不得添加玻璃微珠及塑料小球。
[0041]而目前油田开采工艺中，为确保下套管或者电测顺利，通常在通井时向钻井液中加入原油以减少摩阻。但是根据企业要求，为保护新开发的储层、减少对环境的污染和破坏，上述方法已不可取，取而代之的是假如塑料小球等固体材料。
[0042]在下套管或电测作业完成后，由于钻井液处理不及时，循环罐内陈旧钻井液中往往含有大量的塑料小球等固体，在现场应用中，固体颗粒会随钻井液通过上述进液孔121进入阀筒内部，对随钻测量装置造成冲刷甚至堵塞，导致随钻测量装置无法正常工作，必须起钻人工去除卡在阀杆20和导引阀筒30之间的堵漏剂、微珠或塑料小球，随着井深不同，起钻下钻的时间大约24小时左右，大大降低了钻井效率，增加了油田开发成本，也增加了使用随钻测量装置的成本。
[0043]如图1所示，为了防止沙子等较大颗粒的固体杂质、堵漏剂等随着泥浆一起进入第二阀筒12内部，影响阀杆20相对于阀筒组件10的轴向运动，阀筒组件10还包括套设在第二阀筒12外周的用于预先对进入第二阀筒12内部的液体进行过滤的过滤结构13，至少一部分的过滤结构13覆盖多个进液孔121。
[0044]这样通过在泥浆入口处即进液孔121处增加过滤结构13，减少了堵漏剂、玻璃、微珠或塑料小球、沙子等固体颗粒进入第二阀筒12内部的概率，防止了阀杆20被上述固体颗粒卡住不能相对于阀筒进行轴向运动，从而提高了随钻测量装置的适用范围。
[0045]另外，由于上述增加过滤结构13的方式没有改变泥浆的流道设计，也不需要改变脉冲器阀的配置。因此，该阀筒组件的结构简单，便于操作。
[0046]如图8和图9所示，具体地，过滤结构13包括具有内部通孔的轴向套131和过液通道132。过液通道132开设在轴向套131的侧壁上且与内部通孔连通。
[0047 ]可选地，过液通道13 2为沿轴向套131的轴向延伸的过液槽。如图8所示，为了增大泥浆等进入进液孔121的流速，过液槽呈长条状。
[0048]可选地，过滤结构13包括多个长条状的过液槽。该多个长条状的过液槽沿轴向套131的周向均匀间隔设置。
[0049]为了防止塑料小球等固体颗粒通过进液孔121进入第二阀筒12内部，长条状的过液槽的宽度小于进液孔121的孔径。
[0050]具体地，长条状的过液槽的宽度为0.8mm，而进液孔121的孔径为4.8mm。由于长条状的过液槽的宽度间隙远小于进液孔121的孔径间隙，从而可以阻止堵漏剂、微珠或者塑料小球等固体颗粒通过进液孔121进入第二阀筒12内部，从而避免了阀杆20卡在第二阀筒12内。
[0051]当然，还可以根据需要将过液通道132设置为孔截面为圆形或者方形等形状的过液孔。且过液孔的孔径小于进液孔121的孔径。
[0052]如图1所示，随钻测量装置还包括与第二阀筒12连接的导引阀筒30，阀杆20位于导引阀筒30的内部。
[0053]其中，导引阀筒30的一端伸入第二阀筒12内部并与第二阀筒12螺纹连接。
[0054]如图1和图7所示，本实用新型的实施例中，为了对过滤结构13相对于第二阀筒12的轴向位置进行限定，阀筒组件10还包括止挡环14，止挡环14套设在第二阀筒12的外周。
[0055]具体地，止挡环14为具有第三轴向通孔141的轴向套。
[0056]如图3所示，第一阀筒11的第一轴向通孔111为阶梯孔。呈阶梯孔的第一轴向通孔111具有相连通的第一直孔段1111和第二直孔段1112，第一直孔段1111的孔径小于第二直孔段1112的孔径。
[0057]如图6所示，可选地，第二轴向通孔122具有顺次连接且相互连通的螺纹孔段1221、第一孔段1222、第二孔段1223和第三孔段1224。
[0058]其中，第二孔段1223的孔径大于第一孔段1222的孔径，第一孔段1222和第二孔段1223的连接处形成台阶，随钻测量装置还包括耐磨套40，耐磨套40位于第二孔段1223内且抵接在台阶处。
[0059]上述设置中，第一孔段1222和第二孔段1223的连接处形成的台阶可以防止耐磨套40相对于第二阀筒12的轴向移动。
[0060]另外，耐磨套40由不锈钢制成，耐冲击性能较强。设置耐磨套40后，可以减小第二阀筒12损坏的概率，从而延长阀筒的使用寿命。而且由于耐磨套40成本较低、便于更换，与现有技术的需要更换整个阀筒相比，只更换耐磨套40的方案可以降低阀筒组件10的更换成本。
[0061]另外，为了便于连接第一阀筒11和第二阀筒12，第一阀筒11的朝向第二阀筒12的一端具有与第二阀筒12的第二轴向通孔122的螺纹孔段1221配合的外螺纹。上述螺纹连接的配合方式便于安装和拆卸。
[0062]其中，进液孔121开设在第二孔段1223上。
[0063]如图1所示，随钻测量装置还包括与阀杆20连接的活塞50以及为活塞50提供弹性作用力的弹簧60。其中，弹簧60位于第二直孔段1112内，弹簧60的一端抵接在第一直孔段1111与第二直孔段1112之间形成的台阶处，弹簧60的另一端抵接在活塞50的端面上。
[0064]除阀筒组件10的具体结构之外，活塞50以及阀杆20等部件的运动方式与现有技术相同，此处不再赘述。
[0065]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:由于阀筒由可拆卸连接的第一阀筒和第二阀筒组成，当阀筒磨损后，操作人员只需单独更换已经磨损或损坏的第一阀筒或者第二阀筒，与现有技术的阀筒为一体成型的结构件，维修时需要更换整个阀筒相比，本实施例中的阀筒的更换成本较低;进一步地，通过在泥浆入口处即进液孔处增加过滤结构，减少了堵漏剂、玻璃、微珠或塑料小球、沙子等固体颗粒进入第二阀筒内部的概率，防止了阀杆被上述固体颗粒卡住不能相对于阀筒进行轴向运动，从而提高了随钻测量装置的适用范围。
[0066]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0067]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种阀筒组件，其特征在于，所述阀筒组件(10)包括阀筒，所述阀筒包括: 第一阀筒(11)，具有第一轴向通孔(ill); 第二阀筒(12)，所述第二阀筒(12)具有与所述第一轴向通孔(111)连通的第二轴向通孔(122)和开设在所述第二阀筒(12)的筒壁上的与所述第二轴向通孔(122)连通的多个进液孔(121)，所述第一阀筒(11)和所述第二阀筒(12)之间可拆卸地连接。2.根据权利要求1所述的阀筒组件，其特征在于，所述阀筒组件(10)还包括套设在所述第二阀筒(12)外周的用于预先对进入所述第二阀筒(12)内部的液体进行过滤的过滤结构(13)，至少一部分的所述过滤结构(13)覆盖所述多个进液孔(121)。3.根据权利要求2所述的阀筒组件，其特征在于，所述过滤结构(13)包括: 轴向套(131)，具有内部通孔； 过液通道(132)，开设在所述轴向套(131)的侧壁上并与所述内部通孔连通，所述过液通道(132)为一个或者多个。4.根据权利要求3所述的阀筒组件，其特征在于，所述过液通道(132)为孔截面为圆形的过液孔或者沿所述轴向套(131)的轴向延伸的过液槽。5.根据权利要求3所述的阀筒组件，其特征在于，所述过液通道(132)为沿所述轴向套(131)的轴向延伸的长条状的过液槽，呈长条状的所述过液槽的宽度小于所述进液孔(121)的孔径。6.根据权利要求2所述的阀筒组件，其特征在于，所述阀筒组件(10)还包括止挡环(14)，所述止挡环(14)套设在所述第二阀筒(12)的外周以限制所述过滤结构(13)的轴向移动。7.根据权利要求1至6中任一项所述的阀筒组件，其特征在于，所述第二轴向通孔(122)具有螺纹孔段(1221)，所述第一阀筒(11)的朝向所述第二阀筒(12)的一端具有与所述螺纹孔段(1221)配合的外螺纹。8.—种随钻测量装置，所述随钻测量装置包括阀筒组件和在所述阀筒组件的轴向上相对于所述阀筒组件进行轴向运动的阀杆(20)，其特征在于，所述阀筒组件为权利要求1至7中任一项所述的阀筒组件(10)。9.根据权利要求8所述的随钻测量装置，其特征在于，所述随钻测量装置还包括与所述第二阀筒(12)连接的导引阀筒(30)，所述阀杆(20)位于所述导引阀筒(30)的内部。10.根据权利要求8所述的随钻测量装置，其特征在于，所述第二轴向通孔(122)具有顺次连接且相互连通的螺纹孔段(1221)、第一孔段(1222)、第二孔段(1223)和第三孔段(1224)，其中，所述第二孔段(1223)的孔径大于所述第一孔段(1222)的孔径，所述第一孔段(1222)和所述第二孔段(1223)的连接处形成台阶，所述随钻测量装置还包括耐磨套(40)，所述耐磨套(40)位于所述第二孔段(1223)内且抵接在所述台阶处，所述进液孔(121)开设在所述第二孔段(1223)上。
【文档编号】E21B47/022GK205445589SQ201521074686
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月21日
【发明人】吕俊平, 武子龙, 岳云龙, 王帅, 蒋威
【申请人】北京市普利门机电高技术公司, 北京市普利门电子科技有限公司