专利名称：磁源发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田钻井使用的磁场源产生工具技术领域，是一种磁源发生器。
背景技术：
蒸汽辅助重力泄油技术实施方法如下就是在靠近油藏底部位置钻一对水平段平 行的水平井，上部水平井注蒸汽，注入的蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔并不断向上面 及侧面扩展，与原油发生热交换，加热的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄流到下部的生产 水平井中，再用举升的办法进行生产。该技术的实施关键在于如何精确地控制两口水平井 的水平段，既要获得固定的空间距离，又要整体控制在储层砂体内延伸。这就对井眼轨道的 精确测量和层间位置的准确计算提出了很高的要求，磁定位测量技术就是解决这一需求的 核心。而磁源发生器是磁定位测量系统中必不可少的一部分。现有使用的磁源发生器在实 际使用过程中存在以下不足1.总体结构复杂，加工难度大、成本高；2.磁源内外引线密封 差易造成外部流体进入磁源内部，从而对磁源内部元件造成不同程度的伤害甚至使其完全 失效。
发明内容本实用新型提供了一种磁源发生器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决 现有油田钻井使用的磁场源产生工具存在的结构复杂、成本高、密封差、液体易进入而损 坏内部元件的问题。本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的一种磁源发生器，包括上接头、 外套筒、电路传导装置、绝缘装置、磁源发生装置和活塞驱动装置；上接头的外侧下部有套 筒安装螺纹并固定安装有外套筒，能够与上部电缆电连接在一起的电路传导装置通过绝缘 装置安装在上接头和外套筒内部，外套筒的内壁下部有接套螺纹并固定安装有磁源发生装 置，磁源发生装置的正极端和负极端分别通过导线与电路传导装置电连接在一起，磁源发 生装置的下部固定安装有能够阻挡压力液体并带动上接头、外套筒和磁源发生装置下移的 活塞驱动装置。下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进上述绝缘装置可包括绝缘接头、绝缘衬套和短衬套，电路传导装置可包括电缆接 头、导电柱、导电弹簧、弹簧压套、导电筒、螺杆总成和固定套；上接头的上部有接头顶盖，接 头顶盖和上接头的上部外侧有接头外螺纹，接头顶盖的上部有顶盖环台，顶盖环台和接头 顶盖的内部有与上接头的内腔相连通的接头螺孔，绝缘接头下部外侧有螺纹并固定安装在 接头螺孔内；绝缘衬套套装在上接头的内腔内，绝缘衬套的内腔壁下部有衬套环台；导电 柱的中部外侧有导柱环台，导柱环台上部的导电柱形成上轴颈，导柱环台下部的导电柱形 成下轴颈，上轴颈外侧有上轴固接螺纹，绝缘接头的内部有绝缘螺孔，上轴颈通过上轴固接 螺纹固定安装在绝缘螺孔内；电缆接头通过绝缘接头安装在顶盖环台上部，电缆接头下端 有缆接螺孔并通过缆接螺孔和上轴固接螺纹固定安装在上轴颈上部，电缆接头的下端面压紧在绝缘接头的上端面上；导柱环台下部及下轴颈套装在绝缘衬套的内腔内，下轴颈下方 的绝缘衬套内腔内有导电弹簧和弹簧压套，弹簧压套的下部套装在衬套环台的内腔内并能 上下移动，弹簧压套的中部外侧有压套环台，导电弹簧的上部套装在下轴颈上，导电弹簧的 下部套装在弹簧压套上端外侧，导电弹簧的上端顶紧在导柱环台的下端面上，导电弹簧的 下端顶紧在压套环台的上端面上；导电筒安装在外套筒内腔中部，接套螺纹上方的外套筒 内壁上有套筒环台，导电筒的外侧下部有与套筒环台相配合的导筒凹槽，上接头的下端面 压紧在导电筒的上端面上并使导筒凹槽的上端面坐在套筒环台的上端面上；导电筒的内腔 中部有导筒卡台，导筒卡台下方的导电筒内壁上有弧形凹腔，弧形凹腔的侧壁上有线柱螺 孔并固定安装有电极线柱，短衬套的中部外侧有与导筒卡台相配合的衬套卡槽并卡紧在导 筒卡台上；螺杆总成安装在短衬套的内腔内，螺杆总成包括双头螺栓和锁定螺母，双头螺栓 的螺栓头位于螺杆中下部，螺栓头和锁定螺母位于弧形凹腔内，螺栓头的上端面压紧在短 衬套的下端面上，锁定螺母固定安装在螺栓头下方的螺杆上，双头螺栓的螺杆上部通过螺 纹固定安装有固定套，固定套的下端面压紧在短衬套的上端面上，固定套的上端面上有凹 弧座孔，弹簧压套的下端坐在凹弧座孔的底面上。上述磁源发生装置可包括线圈、磁芯和插针接头；外套筒的内腔下部有接套螺纹 并固定安装有磁芯，磁芯的上部体内有芯轴腔，磁芯的上部外侧有内端与芯轴腔相连通的 插头沉头螺孔，插针接头通过插头沉头螺孔固定安装在磁芯体内，插头沉头螺孔下部的磁 芯外侧沿圆周分布有线槽，线圈的中部缠绕在线槽内，线圈的正极端和负极端分别通过导 线与插针接头的正接线端和负接线端电连接在一起，插针接头的正接线端通过导线与双头 螺栓的螺栓头电连接在一起，插针接头的负接线端通过导线与电极线柱电连接在一起；线 槽所在的磁芯外侧有护套凹槽并安装有绝缘的保护套。上述活塞驱动装置可包括塞座柱和驱动塞；磁芯的下部有芯轴下螺纹并固定安装 有塞座柱，塞座柱外侧有卡塞槽并固定安装有驱动塞，驱动塞的外侧有能够阻挡液流的凸 缘。上述塞座柱的下部外侧可有塞座螺纹并固定安装有引导头，引导头的下端有上大 下小的引导锥面。上述绝缘接头的上部可有上大下小的锥形台座，顶盖环台的上部有上大下小的锥 形座孔，锥形座孔的下端与接头螺孔的上端相连通，绝缘接头通过锥形台座坐在锥形座孔 内并保持密封；顶盖环台的外侧中部有环形卡槽。 上述驱动塞可为驱动胶塞或驱动皮碗或V型盘根。上述电缆接头上部可有径向通孔。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过压力液体推动活塞驱动装置，通过 绝缘装置隔离外部液体和电路传导装置，具有结构简单、易于制造维护和操作、安全可靠的 特点。
附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖结构示意图。附图2为附图1上部的放大结构示意图。附图3为附图1中部的放大结构示意图。[0017]附图4为附图1下部的放大结构示意图。附图中的编码分别为1为上接头，2为外套筒，3为电缆接头，4为绝缘接头，5为 套筒安装螺纹，6为接套螺纹，7为线圈，8为绝缘衬套，9为短衬套，10为导电柱，11为导电 弹簧，12为弹簧压套，13为导电筒，14为固定套，15为接头顶盖，16为接头外螺纹，17为顶 盖环台，18为接头螺孔，19为衬套环台，20为导柱环台，21为上轴颈，22为下轴颈，23为上 轴固接螺纹，24为绝缘螺孔，25为压套环台，26为套筒环台，27为导筒凹槽，28为导筒卡台， 29为弧形凹腔，30为双头螺栓，31为锁定螺母，32为凹弧座孔，33为磁芯，34为插针接头， 35为芯轴腔，36为插头沉头螺孔，37为线槽，38为护套凹槽，39为保护套，40为塞座柱，41 为驱动塞，42为芯轴下螺纹，43为卡塞槽，44为凸缘，45为塞座螺纹，46为引导头，47为引 导锥面，48为锥形台座，49为锥形座孔，50为环形卡槽，51为径向通孔，52为电极线柱，53 为螺栓头。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来 确定具体的实施方式。在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书 附图的布图方式来进行描述的，如上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方 向来确定的。下面结合最佳实施例及附图对本实用新型作进一步描述如附图1、2、3、4所示，该磁源发生器包括上接头1、外套筒2、电路传导装置、绝缘 装置、磁源发生装置和活塞驱动装置；上接头1的外侧下部有套筒安装螺纹5并固定安装有 外套筒2，能够与上部电缆电连接在一起的电路传导装置通过绝缘装置安装在上接头1和 外套筒2内部，外套筒2的内壁下部有接套螺纹6并固定安装有磁源发生装置，磁源发生装 置的正极端和负极端分别通过导线与电路传导装置电连接在一起，磁源发生装置的下部固 定安装有能够阻挡压力液体并带动上接头1、外套筒2和磁源发生装置下移的活塞驱动装 置。通过绝缘装置的可靠密封，能够有效避免液体进入外套筒2内部损坏电路传导装置。可根据实际需要，对上述磁源发生器作进一步优化或/和改进如附图2、3所示，绝缘装置包括绝缘接头4、绝缘衬套8和短衬套9，电路传导装置 包括电缆接头3、导电柱10、导电弹簧11、弹簧压套12、导电筒13、螺杆总成和固定套14 ；上 接头1的上部有接头顶盖15，接头顶盖15和上接头1的上部外侧有接头外螺纹16，接头顶 盖15的上部有顶盖环台17，顶盖环台17和接头顶盖15的内部有与上接头1的内腔相连通 的接头螺孔18，绝缘接头4下部外侧有螺纹并固定安装在接头螺孔18内；绝缘衬套8套装 在上接头1的内腔内，绝缘衬套8的内腔壁下部有衬套环台19 ；导电柱10的中部外侧有导 柱环台20，导柱环台20上部的导电柱10形成上轴颈21，导柱环台20下部的导电柱10形 成下轴颈22，上轴颈21外侧有上轴固接螺纹23，绝缘接头4的内部有绝缘螺孔M，上轴颈 21通过上轴固接螺纹23固定安装在绝缘螺孔M内；电缆接头3通过绝缘接头4安装在顶 盖环台17上部，电缆接头3下端有缆接螺孔并通过缆接螺孔和上轴固接螺纹23固定安装 在上轴颈21上部，电缆接头3的下端面压紧在绝缘接头4的上端面上；导柱环台20下部 及下轴颈22套装在绝缘衬套8的内腔内，下轴颈22下方的绝缘衬套8内腔内有导电弹簧11和弹簧压套12，弹簧压套12的下部套装在衬套环台19的内腔内并能上下移动，弹簧压 套12的中部外侧有压套环台25，导电弹簧11的上部套装在下轴颈22上，导电弹簧11的下 部套装在弹簧压套12上端外侧，导电弹簧11的上端顶紧在导柱环台20的下端面上，导电 弹簧11的下端顶紧在压套环台25的上端面上；导电筒13安装在外套筒2内腔中部，接套 螺纹6上方的外套筒2内壁上有套筒环台26，导电筒13的外侧下部有与套筒环台沈相配 合的导筒凹槽27，上接头1的下端面压紧在导电筒13的上端面上并使导筒凹槽27的上端 面坐在套筒环台沈的上端面上；导电筒13的内腔中部有导筒卡台28，导筒卡台观下方的 导电筒13内壁上有弧形凹腔四，弧形凹腔四的侧壁上有线柱螺孔并固定安装有电极线柱 52，短衬套9的中部外侧有与导筒卡台观相配合的衬套卡槽并卡紧在导筒卡台观上；螺杆 总成安装在短衬套9的内腔内，螺杆总成包括双头螺栓30和锁定螺母31，双头螺栓30的 螺栓头53位于螺杆中下部，螺栓头53和锁定螺母31位于弧形凹腔四内，螺栓头53的上 端面压紧在短衬套9的下端面上，锁定螺母31固定安装在螺栓头53下方的螺杆上，双头螺 栓30的螺杆上部通过螺纹固定安装有固定套14，固定套14的下端面压紧在短衬套9的上 端面上，固定套14的上端面上有凹弧座孔32，弹簧压套12的下端坐在凹弧座孔32的底面 上。绝缘接头4、绝缘衬套8和短衬套9均采用绝缘材料，能够避免液体损坏内部的电路传 导装置。弹簧压套12对导电弹簧11产生预压力，保证可靠接触和通电良好可靠。如附图3、4所示，磁源发生装置包括线圈7、磁芯33和插针接头34 ；外套筒2的内 腔下部有接套螺纹6并固定安装有磁芯33，磁芯33的上部体内有芯轴腔35，磁芯33的上 部外侧有内端与芯轴腔35相连通的插头沉头螺孔36 ；插针接头34通过插头沉头螺孔36固 定安装在磁芯33体内，插头沉头螺孔36下部的磁芯33外侧沿圆周分布有线槽37，线圈7 的中部缠绕在线槽37内，线圈7的正极端和负极端分别通过导线与插针接头34的正接线 端和负接线端电连接在一起，插针接头34的正接线端通过导线与双头螺栓30的螺栓头53 电连接在一起，插针接头34的负接线端通过导线与电极线柱52电连接在一起；线槽37所 在的磁芯33外侧有护套凹槽38并安装有绝缘的保护套39。保护套39采用绝缘材料，线 圈7安装在磁芯33与保护套39所形成的环形空间内，保护套39具有绝缘和密封作用，使 线圈7不接触其他物体和液体，不易损坏。如附图4所示，活塞驱动装置包括塞座柱40和驱动塞41 ；磁芯33的下部有芯轴 下螺纹42并固定安装有塞座柱40，塞座柱40外侧有卡塞槽43并固定安装有驱动塞41，驱 动塞41的外侧有能够阻挡液流的凸缘44。如附图4所示，塞座柱40的下部外侧有塞座螺纹45并固定安装有引导头46，引导 头46的下端有上大下小的引导锥面47。如附图2所示，绝缘接头4的上部有上大下小的锥形台座48，顶盖环台17的上部 有上大下小的锥形座孔49，锥形座孔49的下端与接头螺孔18的上端相连通，绝缘接头4通 过锥形台座48坐在锥形座孔49内并保持密封；顶盖环台17的外侧中部有环形卡槽50。顶 盖环台17通过环形卡槽50安装在上方的电缆插座内并与电缆插座的负极电连接在一起。如附图4所示，驱动塞41为驱动胶塞或驱动皮碗或V型盘根。如附图2所示，电缆接头3上部有径向通孔51。径向通孔51能够通过螺栓与上部 的电缆可靠地固定连接在一起。以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。 本实用新型最佳实施例的工作过程是双水平井作业过程中，首先，在已经施工完 成的下部井眼中下入油管，将外部电缆线与电缆接头3相连，将本实用新型投入到油管中， 往油管中泵入液体，使压力液体作用在驱动塞41的凸缘44上，推动本实用新型在下部井眼 中移动，使其到达设计位置，接着，利用电路传导装置将电缆的正极通过电缆接头3依次通 过导电柱10、导电弹簧11、弹簧压套12、固定套14、双头螺栓30的螺栓头53、插针接头34 的正接线端与线圈7的正极端电连接在一起，将电缆的负极通过顶盖环台17、接头顶盖15、 上接头1、导电筒13、电极线柱52、插针接头34的负接线端与线圈7的负极端电连接在一 起；最后电缆通电后线圈7会通电并使磁芯33产生磁场，产生的磁场信号被上部井眼中的 磁场探测器探测到，施工人员根据探测到的磁场信号可确定测点位置与本实用新型在三维 空间内的相对位置，从而及时调整上部正钻井眼中钻头的位置和井眼轨迹。
权利要求1.一种磁源发生器，其特征在于包括上接头、外套筒、电路传导装置、绝缘装置、磁源发 生装置和活塞驱动装置；上接头的外侧下部有套筒安装螺纹并固定安装有外套筒，能够与 上部电缆电连接在一起的电路传导装置通过绝缘装置安装在上接头和外套筒内部，外套筒 的内壁下部有接套螺纹并固定安装有磁源发生装置，磁源发生装置的正极端和负极端分别 通过导线与电路传导装置电连接在一起，磁源发生装置的下部固定安装有能够阻挡压力液 体并带动上接头、外套筒和磁源发生装置下移的活塞驱动装置。
2.根据权利要求1所述的磁源发生器，其特征在于绝缘装置包括绝缘接头、绝缘衬套 和短衬套，电路传导装置包括电缆接头、导电柱、导电弹簧、弹簧压套、导电筒、螺杆总成和 固定套；上接头的上部有接头顶盖，接头顶盖和上接头的上部外侧有接头外螺纹，接头顶盖 的上部有顶盖环台，顶盖环台和接头顶盖的内部有与上接头的内腔相连通的接头螺孔，绝 缘接头下部外侧有螺纹并固定安装在接头螺孔内；绝缘衬套套装在上接头的内腔内，绝缘 衬套的内腔壁下部有衬套环台；导电柱的中部外侧有导柱环台，导柱环台上部的导电柱形 成上轴颈，导柱环台下部的导电柱形成下轴颈，上轴颈外侧有上轴固接螺纹，绝缘接头的内 部有绝缘螺孔，上轴颈通过上轴固接螺纹固定安装在绝缘螺孔内；电缆接头通过绝缘接头 安装在顶盖环台上部，电缆接头下端有缆接螺孔并通过缆接螺孔和上轴固接螺纹固定安装 在上轴颈上部，电缆接头的下端面压紧在绝缘接头的上端面上；导柱环台下部及下轴颈套 装在绝缘衬套的内腔内，下轴颈下方的绝缘衬套内腔内有导电弹簧和弹簧压套，弹簧压套 的下部套装在衬套环台的内腔内并能上下移动，弹簧压套的中部外侧有压套环台，导电弹 簧的上部套装在下轴颈上，导电弹簧的下部套装在弹簧压套上端外侧，导电弹簧的上端顶 紧在导柱环台的下端面上，导电弹簧的下端顶紧在压套环台的上端面上；导电筒安装在外 套筒内腔中部，接套螺纹上方的外套筒内壁上有套筒环台，导电筒的外侧下部有与套筒环 台相配合的导筒凹槽，上接头的下端面压紧在导电筒的上端面上并使导筒凹槽的上端面坐 在套筒环台的上端面上；导电筒的内腔中部有导筒卡台，导筒卡台下方的导电筒内壁上有 弧形凹腔，弧形凹腔的侧壁上有线柱螺孔并固定安装有电极线柱，短衬套的中部外侧有与 导筒卡台相配合的衬套卡槽并卡紧在导筒卡台上；螺杆总成安装在短衬套的内腔内，螺杆 总成包括双头螺栓和锁定螺母，双头螺栓的螺栓头位于螺杆中下部，螺栓头和锁定螺母位 于弧形凹腔内，螺栓头的上端面压紧在短衬套的下端面上，锁定螺母固定安装在螺栓头下 方的螺杆上，双头螺栓的螺杆上部通过螺纹固定安装有固定套，固定套的下端面压紧在短 衬套的上端面上，固定套的上端面上有凹弧座孔，弹簧压套的下端坐在凹弧座孔的底面上。
3.根据权利要求1或2所述的磁源发生器，其特征在于磁源发生装置包括线圈、磁芯 和插针接头；外套筒的内腔下部有接套螺纹并固定安装有磁芯，磁芯的上部体内有芯轴腔， 磁芯的上部外侧有内端与芯轴腔相连通的插头沉头螺孔，插针接头通过插头沉头螺孔固定 安装在磁芯体内，插头沉头螺孔下部的磁芯外侧沿圆周分布有线槽，线圈的中部缠绕在线 槽内，线圈的正极端和负极端分别通过导线与插针接头的正接线端和负接线端电连接在一 起，插针接头的正接线端通过导线与双头螺栓的螺栓头电连接在一起，插针接头的负接线 端通过导线与电极线柱电连接在一起；线槽所在的磁芯外侧有护套凹槽并安装有绝缘的保 护套。
4.根据权利要求1或2所述的磁源发生器，其特征在于活塞驱动装置包括塞座柱和驱 动塞；磁芯的下部有芯轴下螺纹并固定安装有塞座柱，塞座柱外侧有卡塞槽并固定安装有驱动塞，驱动塞的外侧有能够阻挡液流的凸缘。
5.根据权利要求3所述的磁源发生器，其特征在于活塞驱动装置包括塞座柱和驱动 塞；磁芯的下部有芯轴下螺纹并固定安装有塞座柱，塞座柱外侧有卡塞槽并固定安装有驱 动塞，驱动塞的外侧有能够阻挡液流的凸缘。
6.根据权利要求4所述的磁源发生器，其特征在于塞座柱的下部外侧有塞座螺纹并固 定安装有引导头，引导头的下端有上大下小的引导锥面。
7.根据权利要求5所述的磁源发生器，其特征在于塞座柱的下部外侧有塞座螺纹并固 定安装有引导头，引导头的下端有上大下小的引导锥面。
8.根据权利要求7所述的磁源发生器，其特征在于绝缘接头的上部有上大下小的锥形 台座，顶盖环台的上部有上大下小的锥形座孔，锥形座孔的下端与接头螺孔的上端相连通， 绝缘接头通过锥形台座坐在锥形座孔内并保持密封；顶盖环台的外侧中部有环形卡槽。
9.根据权利要求8所述的磁源发生器，其特征在于驱动塞为驱动胶塞或驱动皮碗或V 型盘根。
10.根据权利要求9所述的磁源发生器，其特征在于电缆接头上部有径向通孔。
专利摘要本实用新型涉及油田钻井使用的磁场源产生工具技术领域，是一种磁源发生器，其包括上接头、外套筒、电路传导装置、绝缘装置、磁源发生装置和活塞驱动装置；能够与上部电缆电连接在一起的电路传导装置通过绝缘装置安装在上接头和外套筒内部，外套筒内壁下部有接套螺纹并安装有磁源发生装置，磁源发生装置的正极端和负极端分别通过导线与电路传导装置电连接在一起，磁源发生装置的下部固定安装有能够阻挡压力液体并带动上接头、外套筒和磁源发生装置下移的活塞驱动装置。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过压力液体推动活塞驱动装置，通过绝缘装置隔离外部液体和电路传导装置，具有结构简单、易于制造维护和操作、安全可靠的特点。
文档编号E21B47/09GK201851108SQ20102061573
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月20日 优先权日2010年11月20日
发明者张兴国, 张胜鹏, 李晓军, 钟智慧, 陈勇, 陈若铭 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司