专利名称：坐键式随钻测量仪器防脱键构造的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及随钻测量仪器技术领域，具体地说是一种坐键式随钻测量仪器防 脱键构造。
背景技术：
随着石油天然气开发领域定向井、丛式井以及大斜度井/水平井技术的不断发 展，随钻测量仪器(MWD)的应用也越来越广泛。当油气等各类型能源进入开发中后期，无线 随钻测量仪器技术及工具的发展，大大地缩短了各类型开发井的钻井周期，最大限度地提 高了各大油气田挖掘剩余油气资源的能力。无线随钻测量仪器的功能和种类繁多，根据可否打捞分为可打捞型无线随钻测量 仪器和无法打捞型无线随钻测量仪器两种。可打捞型无线随钻测量仪器在由于井下各种复 杂情况造成卡钻时，能够通过下入打捞工具，成功地将仪器打捞上来，避免产生不必要的经 济损失。相对于无法打捞型无线随钻测量仪器具有很大的优越性。目前，坐键式随钻测量 仪器属于工程现场最常见、市场应用最广泛的一种无线随钻测量仪器。坐键式随钻测量仪器外部的引鞋坐于设置在无磁定向短节内的循环套内，无固定 装置与设备，坐键式随钻测量仪器本体可能发生沿着轴线方向的运动，特别是在定向井施 工的大井斜段及水平段几乎无法避免。如果冲力急剧地变化，钻井液就会把仪器从循环套 中退出，造成脱键。如果在起下钻过程中，司钻操作刹车过猛、相对加速太快，就会引起瞬间 的钻井液倒灌，同样也能造成坐键式随钻测量仪器本体脱键；此外，当循环套与仪器本体发 生径向运动时，如果钻井液性能较差，如粘度太高、含沙量较大，在高低频交错的井下振动 过程中仪器无法做到完全复位，经一段时间的累积，就会造成脱键；最后均导致井下仪器设 备部分无法正常完成施工。据统计由于仪器脱键造成的起钻数占总起钻数的20%。按目前 钻井日费计算，一次起钻将耗费30，000元左右。因此如果能控制脱键次数或者避免仪器脱 键，将会减少钻井现场的无效起下钻次数，减少钻井周期，节约钻井成本。为此，目前的坐键式随钻测量仪器的防脱方法均是在循环套与引鞋连接的外部做 文章，基本是采用顶丝锁死仪器的办法。在随钻测量仪器的脉冲发生器与引鞋之间的连接 杆的下端连接有防脱环，防脱环整体外露在循环套的外面，无磁定向短节的侧壁设有防脱 顶丝通孔，防脱顶丝从无磁定向短节的防脱顶丝通孔旋入，并将防脱环的槽顶紧。从而达到 防脱的目的。这种技术虽然在一定时间内可以解决坐键式随钻测量仪器本体脱离键槽的问 题，但时刻存在着安全隐患首先，由于采用顶丝锁死就难以避免的使顶丝暴露在钻井液的冲刷之下，随着施 工的继续进行就会出现顶丝被冲断的情况，不仅造成仪器没有信号不得不起钻的后果；其 次，断掉的顶丝可能将卡死下部的动力钻具，对继续钻井产生不可逆转的影响；更严重的 是，防脱顶丝通孔在钻井液的强力冲蚀下会逐步变大并形成涡流，直至最后无磁定向短节 断裂，造成最恶劣的钻具断落事故。可见，采用防脱顶丝锁死的方法存在如下缺陷①难以避免由于泥浆冲刷造成的顶丝及无磁短节冲蚀并断裂。[0008]②在正常起钻后无法做到按常规操作方法取出仪器。③在万一发生钻具脱落事故后，无法打捞价格昂贵、资源有限的随钻测量仪器的 井下仪器部分。④下钻时存在着施工工序繁琐复杂等缺点。由此可见，上述现有的坐键式随钻测量仪器防脱键构造在结构与使用上，显然仍 存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决坐键式随钻测量仪器防脱键构造存 在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发 展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的 问题。有鉴于上述现有的坐键式随钻测量仪器防脱键构造存在的缺陷，本设计人基于从 事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究 创新，以期创设一种新型结构的坐键式随钻测量仪器防脱键构造，能够改进一般现有的坐 键式随钻测量仪器防脱键构造，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作 样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
实用新型内容为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种坐键式随钻测量仪 器防脱键构造，克服坐键式随钻测量仪器在钻井工程中出现的脱键现象，不但结构简单便 于生产和操作，而且在使用中可以做到长久耐用和不影响起下仪器的优点，安全可靠，性能稳定。为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案坐键式随钻测量仪器防脱键构造，包括循环套和引鞋，所述引鞋从循环套的下端 座入循环套内，引鞋的外表面上具有径向的环形键槽，环形键槽内设有0形防脱键环，循环套 的下端螺纹连接有耐磨环，耐磨环与循环套之间形成定位槽，0形防脱键环卡于定位槽内。所述环形键槽包括槽底和槽底两侧的下槽壁和上槽壁，引鞋的环形键槽部的外径 自下槽壁至上槽壁逐渐增大，槽底形成一斜坡。所述引鞋上螺纹连接有保护套，保护套位于耐磨环的下端。所述耐磨环和弓I鞋的材质采用马氏体不锈钢。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造克服了坐键式随钻测量仪器在钻 井工程中出现的脱键现象，不但结构简单便于生产和操作，而且在使用中可以做到长久耐 用和不影响起下仪器的优点，安全可靠，性能稳定。在钻井施工过程中最大限度的减少由于 仪器的不正常工作而造成的起下钻工作，能够极大限度的缩短施工周期，减少井底复杂情 况的发生。节约钻井成本。同时，本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造抛弃了现 有技术中采用顶丝将仪器与定向短节相对定位的构造。避免了顶丝断裂及导致定向短节断 裂等事故的发生。
图1为本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造的结构剖图；[0022]图2为图1的A部放大图；图3为本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造位于无磁定向短节内的剖 图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用 新型的限定。如图1至图3所示，图1为本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造的结构 剖图；图3为本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造位于无磁定向短节8内的剖图。 坐键式随钻测量仪器防脱键构造，包括循环套1和引鞋2，所述引鞋2从循环套1的下端座 入循环套1内，引鞋2的外表面上具有径向的环形键槽3，环形键槽3内设有0形防脱键环 4，循环套1的下端螺纹连接有耐磨环5，耐磨环5与循环套1之间形成定位槽6，0形防脱 键环4卡于定位槽6内。图2为图1的A部放大图，所述环形键槽3包括槽底301和槽底 两侧的下槽壁302和上槽壁303，引鞋2的环形键槽3部的外径自下槽壁302至上槽壁303 逐渐增大，槽底301形成一斜坡。所述引鞋2上螺纹连接有保护套7，保护套7位于耐磨环 5的下端。如图3所示，本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造中，抛弃了现有技术 中无磁定向短节8的防脱键功能，只起了紧固循环套的作用。避免了现有技术中在无磁定 向短节打防脱顶丝通孔，从而避免了可能造成无磁定向短节断裂的危险。本实用新型的关 键部件耐磨环和引鞋的材质采用马氏体不锈钢2Crl3，经淬火、回火，进行渗氮或碳氮共渗 处理后，使用过程中具有较好的耐蚀性和热强性，特别是具有良好的消震性，能承受较高应 力、拥有高度的耐腐蚀性和耐磨损性。本实用新型通过在引鞋的外表面上的环形键槽的槽底形成坡道，使0形防脱键环 将引鞋和循环套牢固的定位。由于0形防脱键环与引鞋相对位置是基本定位在一起，一旦 引鞋本体存有往后退的趋势时，所以0形防脱键环就会沿着坡道有产生位移对趋势，但由 于坡道直径的陡然外扩，0形防脱键环胀大，从而给予了引鞋本体极大的退出阻力，最大程 度地保证了引鞋本体只能纹丝不动，从而保障了仪器无法脱出。选择的0形防脱键环具备 低压缩永不变形性能，又具有耐热、耐寒、耐油、耐磨、耐化学腐蚀，具备良好的抗溶涨性，耐 压缩性等特性，硬度在70 90均可。0形防脱键环具体材质的选择例如氟橡胶及硅橡胶等 均可。由于仪器脱键后无法继续钻进，不管在何种情况下均只能起钻更换仪器及相应设 备。按目前钻井日费计算，一 口 6000米的大斜度井/水平井等，一次起下钻将耗费人民币 10万元左右。因此如果能最大减少脱键次数或者完全避免仪器脱键，将会缩短钻井周期，节 约钻井成本。使用此新型防脱键装置，每施工1 口井便能为施工方节省人民币40 60万 不等。长期应用产生的直接经济效应不会低于人民币3000万元。采用本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造可以在钻井施工过程中最大 限度的减少由于仪器的不正常工作而造成的起下钻工作，能够极大限度的缩短施工周期， 减少井底复杂情况的发生。大大提高大斜度井/水平井施工中坐键式随钻测量仪器设备的 跟踪测量成功概率。[0030] 以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新 型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围 内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新 型的保护范围内。
权利要求1.坐键式随钻测量仪器防脱键构造，包括循环套和引鞋，所述引鞋从循环套的下端座 入循环套内，其特征在于，弓丨鞋的外表面上具有径向的环形键槽，环形键槽内设有0形防脱 键环，循环套的下端螺纹连接有耐磨环，耐磨环与循环套之间形成定位槽，0形防脱键环卡 于定位槽内。
2.根据权利要求1所述坐键式随钻测量仪器防脱键构造，其特征在于，所述环形键槽 包括槽底和槽底两侧的下槽壁和上槽壁，引鞋的环形键槽部的外径自下槽壁至上槽壁逐渐 增大，槽底形成一斜坡。
3.根据权利要求1所述坐键式随钻测量仪器防脱键构造，其特征在于，所述引鞋上螺 纹连接有保护套，保护套位于耐磨环的下端。
4.根据权利要求1所述坐键式随钻测量仪器防脱键构造，其特征在于，所述耐磨环和 弓I鞋的材质采用马氏体不锈钢。
5.根据权利要求1所述坐键式随钻测量仪器防脱键构造，其特征在于，所述0形防脱键 环为氟橡胶环或硅橡胶环。
专利摘要本实用新型公开了一种坐键式随钻测量仪器防脱键构造，包括循环套和引鞋，所述引鞋从循环套的下端座入循环套内，引鞋的外表面上具有径向的环形键槽，环形键槽内设有O形防脱键环，循环套的下端螺纹连接有耐磨环，耐磨环与循环套之间形成定位槽，O形防脱键环卡于定位槽内。本实用新型的坐键式随钻测量仪器防脱键构造克服了坐键式随钻测量仪器在钻井工程中出现的脱键现象，不但结构简单便于生产和操作，而且在使用中可以做到长久耐用和不影响装卸，起下仪器均很简洁方便的优点，安全可靠，性能稳定。
文档编号E21B47/017GK201874556SQ20102063788
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者何建军, 孙海洋, 康卫东 申请人:安东石油技术(集团)有限公司