专利名称：一种穿越测量舱体的柔性轴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地质导向钻井系统的测传马达上适用的连接马 达转子与传动轴并传递扭矩与轴向力的柔性轴。
背景技术：
随着油田勘探开发程度的提高和生产的需要，寻找可供继续开采的 大规模整装油田难度加大，原先被认为没有工业开采价值的小油层、断 块油层、薄油层和老油田衰竭剩余油藏等油藏的重新开发利用，逐渐引 起了各国石油公司的高度重视。由于上述油藏地质构造复杂，常规的直 井、定向井和水平井钻井技术和普通的测量仪器无法引导井身轨迹准确 的穿越储层。为了对上述油藏进行有效开采、提高开发效益、降低开发 风险，经过不断的探索和发展，在几何导向钻井技术的基础上，逐步形 成了地质导向钻井技术。
地质导向钻井技术是在几何导向钻井技术的基础上发展起来的，但 是和几何导向钻井技术又有着明显的区别，其核心是随钻地质评价仪器 和地质导向工具。地质导向钻井技术目前已经发展成为钻井施工的重要 技术，被广泛应用于大位移定向井、水平井及其它特殊工艺井中，利用 地质导向钻井技术施工，可以实时获得真实的地质参数、实现地质导向， 是开发复杂油藏、回避钻井风险、改善勘探开发效果和提高勘探开发效 益的重要手段。
3CGDS172NB是国内第一部自主知识产权的地质导向钻井系统，其 核心部件为随钻地质评价仪器即测量舱体、地质导向工具即可调弯螺杆 钻具，以上两者合称测传马达。为了精确控制井眼轨迹(使井眼尽可能 多地留在含油储层)，测量舱体应当尽量接近钻头；所以，在CGDS172NB 地质导向钻井系统的测传马达的结构设计中，测量舱体安装在钻具传动 轴总成与马达总成之间(可实现的距钻头最近的位置)。这样连接转子与 传动轴之间的柔性轴(或万向节)就需要穿越整个测量舱体。考虑到传 统的活瓣及短挠轴在使用寿命及可靠性上存在的不足，特结合该测传马 达的特殊结构设计了穿越测量舱体的长柔性轴，用于测传马达的传扭结 构。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种位置在螺杆钻具马达转子和螺杆钻 具传动轴之间，穿越测量舱体的柔性轴，通过柔性轴实现穿越测量舱体 传递扭矩和轴向力，并在较大尺度上保持受力稳定和机构安全。
本实用新型所述的穿越测量舱体的柔性轴是由柔性轴杆和传动轴水 帽两部分组成，柔性轴杆外表面为沿轴向多阶梯和阶梯间平缓过渡结构， 传动轴水帽位于柔性轴杆下端内，柔性轴杆穿过测量舱体，上端与螺杆 钻具马达转子连接，下端由传动轴水帽和螺杆钻具传动轴连接。
柔性轴的位置在螺杆钻具马达转子和螺杆钻具传动轴之间，与常规 螺杆钻具柔性轴只穿越万向轴壳体不同的是，该柔性轴还须穿越测量舱 体。
测量舱体长度决定了该柔性轴需要在较大尺度上保持受力稳定和机
构安全。因此该柔性轴具有以下特点
1柔性轴为了避免轴上应力集中，采取了沿轴向多阶梯和阶梯间平缓过渡结构；
2柔性轴表面经过防腐处理，防止疲劳损伤；
3柔性轴下端为传动轴水帽功能设计，结构上简化了，薄弱环节减 少了。
本发明是一种适用于石油、天然气钻井行业中地质导向钻井系统 的穿越测量舱体的柔性轴。地质导向钻井技术是几何导向钻井技术之后， 应用于油气资源开发的井眼轨迹控制新技术，它将钻井技术、测井技术、 油藏工程技术融为一体，用近钻头地质参数、工程参数、随钻控制手段 保证实际井眼轨迹穿过储层并取得最佳位置，可以节约钻井成本、实现 增储上产。当前随着油气资源匮乏与经济发展矛盾的加剧、石油勘探开 发要求的逐步提高，地质导向钻井技术必将得到越来越广泛的应用。 CGDS172NB是我国自主研发制造的第一台近钻头地质导向钻井系统， 测量舱体是其重要组成部分，为了使CGDS172NB系统的地质参数采样 尽可能接近钻头，且实际造斜率尽可能大，特设计了这种穿越测量舱体 的柔性轴。
本实用新型专利的穿越测量舱体的柔性轴应用于中国石油钻井工程 技术研究院北京石油机械厂与井下控制所联合自主研发的CGDS172NB 近钻头地质导向钻井系统。经油田现场试验证明，有效提高了 CDGS172NB的造斜率，顺利采集了近钻头地质参数，且工作稳定、性 能可靠，获得了良好的使用效果，填补了国内该领域的空白。
图1穿越测量舱体的柔性轴示意图。
其中1、柔性轴杆 2、传动轴水帽具体实施方式
下面根据附图对本实用新型所述的穿越测量舱体的柔性轴结构加 以说明。
本实用新型所述的穿越测量舱体的柔性轴是由柔性轴杆1和传动轴
水帽2两部分组成，柔性轴杆1外表面为沿轴向多阶梯和阶梯间平缓过 渡结构，传动轴水帽2位于柔性轴杆下端内，柔性轴杆穿过测量舱体， 上端与螺杆钻具马达转子连接，下端由传动轴水帽和螺杆钻具传动轴连 接。
权利要求1.一种穿越测量舱体的柔性轴，其特征在于是由柔性轴杆和传动轴水帽两部分组成，柔性轴杆外表面为沿轴向多阶梯和阶梯间平缓过渡结构，传动轴水帽位于柔性轴杆下端内，柔性轴杆穿过测量舱体，上端与螺杆钻具马达转子连接，下端由传动轴水帽和螺杆钻具传动轴连接。
专利摘要本实用新型涉及一种地质导向钻井系统的测传马达上适用的连接螺杆钻具马达转子与传动轴并传递扭矩与轴向力的柔性轴，其特征在于是由柔性轴杆和传动轴水帽两部分组成，柔性轴杆外表面为沿轴向多阶梯和阶梯间平缓过渡结构，传动轴水帽位于柔性轴杆下端内，柔性轴杆穿过测量舱体，上端与螺杆钻具马达转子连接，下端由传动轴水帽和螺杆钻具传动轴连接；采用了沿轴向多阶梯和阶梯间平缓过渡结构，避免了轴上应力集中，结构上简化了薄弱环节，在较大尺度上保持受力稳定和机构安全，用于近钻头地质导向钻井系统，有效的提高了造斜率，顺利采集了近钻头地质参数，工作稳定、性能可靠，获得了良好的使用效果。
文档编号E21B7/04GK201347721SQ20092010566
公开日2009年11月18日 申请日期2009年2月6日 优先权日2009年2月6日
发明者刘广华, 史宏江, 周智勇, 张春华, 萌 李, 窦修荣, 罗西超, 邹连阳, 黄衍福 申请人:中国石油天然气集团公司;北京石油机械厂