专利名称：通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，属于油田测井技术领域。
背景技术：
随着最近两年水平井裸眼采油技术的发展，其水平井段由套管完井转变为裸眼完井，其水平段井径为复杂的空间变径结构。在裸眼井采油过程中，需要向裸眼段下入封隔器等多种井下工具，需要准确知道所下工具的最佳位置及所下工具处的裸眼井径结构。因此， 裸眼段井径测试成为一项必需的工作。由于传统连续油管携带方式费用昂贵，一次性投资高达几千万元，所以急需开发适于裸眼井井径测试的新装备。本发明提出利用通井作业过程中通井管柱这一免费资源进行裸眼井径仪的携带任务，然而，通井管柱在上提过程中还具有下放动作，需要展开的测量臂具有上下运动的动力学适应性，需要对测量臂及相关部件进行保护，亟需发明一种既能够在水平裸眼井段双向移动，又可以保护测量臂及相关部件的井径仪。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪。本发明可以利用通井过程中通井管柱下放及上提进行井径测试，适应通井管柱频繁上下移动，可以解决依靠连续油管携带进行水平裸眼井径测试成本较高的问题。本发明针对通井管柱携带的井径仪工作特点，发明了既能够在水平裸眼井段双向移动， 又可以保护测量臂及相关部件的井径仪，成功解决了通井管柱携带井径仪进行水平井裸眼井径测量过程中存在的技术难题。本井径仪主要包括外套筒、本体、测量臂、辅助测量臂、电位器滑动机构、测量臂滑动机构、测量臂启动弹簧片、测量臂触发机构。本发明可以在通井管柱携带的情况下，随通井管柱的起放并可在水平裸眼井段双向移动，本发明机械结构还可保护井径测量臂、测量臂推杆及电位器等关键部件不受损害，提高井径仪井下工作的可靠性，延长仪器寿命。本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪不仅具有双向移动能力，而且其结构有效保护了测量臂及内部部件，可广泛应用于水平井裸眼井径测量。根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案
一种通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，包括外套筒、本体、测量臂、辅助测量臂、测量臂启动弹簧片、滑动保护机构、测量臂预紧机构、触发机构，其特征在于所述外套筒与本体两端通过螺栓固连；所述滑动保护机构在所述本体内部滑动；所述测量臂上端与所述滑动保护机构的下端通过销钉铰接，所述辅助测量臂的上端与所述测量臂的下端通过销钉铰接；所述测量臂启动弹簧片通过螺栓固定在所述测量臂内侧，用于启动测量臂，防止测量臂卡死；所述测量臂预紧机构上端与所述辅助测量臂下端通过销钉铰连，所述测量臂预紧机构另一侧与触发机构连接，所述测量臂预紧机构安装在所述本体内部；所述触发机构固定在本体一端用于触发测量臂和辅助测量臂张开。所述滑动保护机构由电位器移动套、电位器电源及存储部分、电位器移动套弹簧杆、滑动保护弹簧、电位器移动套端头组成。所述电位器移动套内部包含电位器滑动推杆、 推杆滑套、推杆弹簧、电位器固定座、电位器、电位器接线端头、密封圈、连接皮囊，所述推杆弹簧安装在所述电位器滑动推杆与推杆滑套之间，所述电位器滑动推杆在所述推杆弹簧作用下紧贴所述测量臂，所述电位器滑动推杆与所述推杆滑套间有密封圈；所述推杆滑套与所述电位器固定座通过连接皮囊相连，所述电位器通过螺栓与电位器滑动推杆固连，所述电位器接线端头与电位器固定座固连；所述电位器电源及存储部分与电位器移动套通过螺栓连接，所述电位器电源及存储部分由电位器存储固定座、电位器电源槽及存储部分卡槽盖组成；所述电位器移动套弹簧杆一端通过螺栓与所述电位器电源及存储部分固连，所述电位器移动套弹簧杆另一端与所述电位器移动套端头固连，所述电位器移动套弹簧杆与本体间装有所述滑动保护弹簧。所述测量臂预紧机构由测量臂推杆、测量臂推杆弹簧挡块、预紧弹簧、测量臂推杆上盖组成，所述测量臂推杆与测量臂推杆弹簧挡块固连，所述测量臂推杆弹簧挡块与所述本体间安装所述预紧弹簧，所述测量臂推杆上盖通过螺栓与所述本体固连。所述通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪含有四套所述测量臂、辅助测量臂、测量臂启动弹簧片、滑动保护机构、测量臂预紧机构，且沿所述本体圆周均勻分布。所述触发机构，包括触发本体、滑阀、滑阀密封圈、打压剪切销、打压球、打压球座、 打压止动块、挡球、挡球座；所述触发本体通过螺栓连接在外套筒上，所述触发本体中心有空腔；所述滑阀安装在所述触发本体空腔内部，所述滑阀与触发本体间有所述滑阀密封圈密封，且通过所述打压剪切销固定；所述滑阀上部装有所述打压球座所述滑阀表面上下各有一段凹槽。
所述打压止动块通过销钉固定在所述触发本体上，所述打压止动块头部顶住滑阀下部凹槽较浅部分；所述触发本体上安装有打压本体上盖和所述打压止动块上盖，所述打压止动块上盖限制所述打压止动块逆时针转动，所述触发本体内部空隙与所述打压本体上盖、 所述打压止动块上盖形成泥浆通道；所述挡球座通过螺钉安装在所述触发本体上，所述挡球位于所述滑阀与测量臂推杆之间，并安装在所述挡球座上，利用所述滑阀外表面将所述挡球压在所述测量臂推杆后端凹槽中。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点 通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪由于采取了上述方案，可以利用通井管柱完
成携带任务，能够在井下触发，适应管柱的频繁起降运动，可以在水平裸眼井段双向移动的情况下，抵御井壁冲击与挤压，保护井径测量臂、测量臂推杆、电位器等关键部件不受损害， 提高井径仪井下工作的可靠性，延长仪器寿命。
图1通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪主视机构剖视图。图2通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪剖视局部放大图。图3通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪触发装置未触发状态。图4通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪触发装置触发状态。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合
如下 实施例一
参见图广2，本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪主要包括外套筒1、本体2、测量臂11、辅助测量臂13、测量臂启动弹簧片12、滑动保护机构、测量臂预紧机构、触发机构 19，其特征在于所述外套筒1与本体2两端通过螺栓固连；所述滑动保护机构在所述本体 1内部滑动；所述测量臂11上端与所述滑动保护机构的下端通过销钉铰接，所述辅助测量臂13的上端与所述测量臂11的下端通过销钉铰接；辅助测量臂13的下端与所述测量臂预紧机构的上端通过销钉铰接；所述测量臂启动弹簧片12通过螺栓固定在所述测量臂11内侧，用于启动测量臂11，防止测量臂11卡死；所述测量臂预紧机构的下端与所述触发机构 19连接，所述测量臂预紧机构安装在所述本体2内部；所述触发机构19固定在所述本体2 一端用于触发测量臂11和辅助测量臂13张开。实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处是
参见图广2，本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪所述滑动保护机构由电位器移动套21、电位器电源及存储部分6、电位器移动套弹簧杆4、滑动保护弹簧5、电位器移动套端头3组成。所述电位器移动套21内部包含电位器滑动推杆20、推杆滑套观、推杆弹簧 27、电位器固定座23、电位器24、电位器接线端头22、密封圈26、连接皮囊25，所述推杆弹簧27安装在所述电位器滑动推杆20与推杆滑套观之间，所述电位器滑动推杆20在所述推杆弹簧27作用下紧贴所述测量臂11，所述电位器滑动推杆20与所述推杆滑套观间有密封圈沈；所述推杆滑套观与所述电位器固定座23通过连接皮囊25相连，所述电位器M 通过螺栓与电位器滑动推杆20固连，所述电位器接线端头22与电位器固定座23固连；所述电位器电源及存储部分6与电位器移动套21通过螺栓连接，所述电位器电源及存储部分 6由电位器存储固定座9、电位器电源槽8及存储部分卡槽盖7组成；所述电位器移动套弹簧杆4 一端通过螺栓与所述电位器电源及存储部分6固连，所述电位器移动套弹簧杆4另一端与所述电位器移动套端头3固连，所述电位器移动套弹簧杆4与本体2间装有所述滑动保护弹簧5。实施例三本实施例与实施例一基本相同，特别之处是
参见图广2，本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪所述测量臂预紧机构由测量臂推杆14、测量臂推杆弹簧挡块15、预紧弹簧17、测量臂推杆上盖16、18组成，所述测量臂推杆14与测量臂推杆弹簧挡块15固连，所述测量臂推杆弹簧挡块15与所述本体2间安装所述预紧弹簧17，所述测量臂推杆上盖16、18通过螺栓与所述本体2固连。实施例四本实施例与实施例三基本相同，特别之处是
参见图广2，本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪所述通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪含有四套所述测量臂11、辅助测量臂13、测量臂启动弹簧片12、滑动保护机构、测量臂预紧机构，且沿所述本体2圆周均勻分布。实施例五
参见图3 4，本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪所述触发机构19包括触发本体36、滑阀31、滑阀密封圈30、打压剪切销43、打压球37、打压球座38、打压止动块33、挡球 40、挡球座39 ；所述触发本体36通过螺栓连接在外套筒1上，所述触发本体36中心有空腔； 所述滑阀31安装在所述触发本体36空腔内部，所述滑阀31与触发本体36间有所述滑阀密封圈30密封，且通过所述打压剪切销43固定；所述滑阀31上部装有所述打压球座38， 所述滑阀31表面上下各有一段凹槽。实施例六本实施例与实施例五基本相同，特别之处是
参见图3 4，本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪所述打压止动块33通过销钉固定在所述触发本体36上，所述打压止动块33头部顶住滑阀31下部凹槽较浅部分；所述触发本体36上安装有打压本体上盖32和所述打压止动块上盖34，所述打压止动块上盖34 限制所述打压止动块33逆时针转动；所述触发本体36内部空隙与所述打压本体上盖32、 所述打压止动块上盖34形成泥浆通道35 ；所述挡球座39通过螺钉安装在所述触发本体36 上，所述挡球40位于所述滑阀31与测量臂推杆41之间，并安装在所述挡球座39上，利用所述滑阀31外表面将所述挡球40压在所述测量臂推杆41后端凹槽中。本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪的具体工作过程如下(参见图广图 2)
1、首先将通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪的外套筒1两端连接在管柱上，当管柱下放至适当位置后，将打压球37丢入触发本体36内部空腔中，打压球37将在重力的作用下运动到触发装置处。然后注入泥浆，在泥浆的作用下打压球37将运动到打压球座38 处，封住滑阀31 口。2、当泥浆压力增大到将打压剪切销43剪断，滑阀31将在泥浆作用下运动顶住打压止动块33，打压止动块33在滑阀31作用下运动使打压止动块33上端突起部分卡住滑阀 31凹槽，滑阀31停止运动；由于滑阀31的运动，挡球40从测量臂推杆41凹槽内运动至滑阀31凹槽内，进而释放测量臂推杆41，测量臂推杆41在弹簧力的作用下运动将测量臂11 打开。滑阀31向下运动后，泥浆就会通过泥浆通道35流出，触发工作结束，井径仪测试臂 11开始工作。3、当井径发生变化时，测量臂11跟随井径变化转动，电位器滑动推杆30在推杆弹簧37的作用下紧贴测量臂11，测量臂11将井径变化经电位器滑动推杆30传递给电位器 34，电位器电源及存储部分6负责给电位器34供电，并将电位器34采集的数据进行存储。4、通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪跟随管柱向上运动时，如果井径突然变大，测量臂11可以利用其外形结构顺利通过并采集井径数据，不会对内部造成影响；当整体向下运动时，如果井径突然变小，井壁会对水平裸眼井径仪测量臂11造成挤压与冲击，测量臂11再将挤压或冲击力传递到滑动保护弹簧5处，起到缓冲保护测量臂11及电位器34等部件的作用，所以通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪不仅可以在水平裸眼井段双向移动，还能有效保护测量臂11及电位器34等部件。
权利要求
1.一种通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，包括外套筒(1)、本体O)、测量臂 (11)、辅助测量臂(13)、测量臂启动弹簧片(12)、滑动保护机构、测量臂预紧机构、触发机构(19)，其特征在于所述外套筒(1)与本体(2)两端通过螺栓固连；所述滑动保护机构在所述本体(1)内部滑动；所述测量臂(11)上端与所述滑动保护机构的下端通过销钉铰接， 所述辅助测量臂(13)的上端与所述测量臂(11)的下端通过销钉铰接；辅助测量臂(13)的下端与所述测量臂预紧机构的上端通过销钉铰接；所述测量臂启动弹簧片(12)通过螺栓固定在所述测量臂(11)内侧，用于启动测量臂(11)，防止测量臂(11)卡死；所述测量臂预紧机构的下端与所述触发机构(19)连接，所述测量臂预紧机构安装在所述本体O)内部； 所述触发机构(19)固定在所述本体(2) —端用于触发测量臂(11)和辅助测量臂(13)张开。
2.根据权利要求1所述的通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，其特征在于所述滑动保护机构由电位器移动套01)、电位器电源及存储部分(6)、电位器移动套弹簧杆 G)、滑动保护弹簧(5)、电位器移动套端头C3)组成；所述电位器移动套内部包含电位器滑动推杆(20)、推杆滑套( )、推杆弹簧(27)、电位器固定座0；3)、电位器(M)、电位器接线端头(22)、密封圈( )、连接皮囊(25)，所述推杆弹簧(XT)安装在所述电位器滑动推杆OO)与推杆滑套08)之间，所述电位器滑动推杆OO)在所述推杆弹簧(XT)作用下紧贴所述测量臂(11)，所述电位器滑动推杆OO)与所述推杆滑套08)间有密封圈06)； 所述推杆滑套08)与所述电位器固定座通过连接皮囊0 相连，所述电位器(24) 通过螺栓与电位器滑动推杆OO)固连，所述电位器接线端头0 与电位器固定座03)固连；所述电位器电源及存储部分(6)与电位器移动套通过螺栓连接，所述电位器电源及存储部分(6)由电位器存储固定座(9)、电位器电源槽(8)及存储部分卡槽盖(7)组成； 所述电位器移动套弹簧杆(4) 一端通过螺栓与所述电位器电源及存储部分(6)固连，所述电位器移动套弹簧杆(4)另一端与所述电位器移动套端头(3)固连，所述电位器移动套弹簧杆(4)与本体O)间装有所述滑动保护弹簧(5)。
3.根据权利要求1所述的通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，其特征在于所述测量臂预紧机构由测量臂推杆(14)、测量臂推杆弹簧挡块(15)、预紧弹簧(17)、测量臂推杆上盖(16、18)组成，所述测量臂推杆(14)与测量臂推杆弹簧挡块(1 固连，所述测量臂推杆弹簧挡块(1 与所述本体O)间安装所述预紧弹簧(17)，所述测量臂推杆上盖 (16、18)通过螺栓与所述本体O)固连。
4.根据权利要求1所述的通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，其特征在于所述通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪含有四套所述测量臂(11)、辅助测量臂(13)、 测量臂启动弹簧片(12)、滑动保护机构、测量臂预紧机构，且沿所述本体O)圆周均勻分布。
5.根据权利要求1所述的通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，其特征在于所述触发机构，包括触发本体(36)、滑阀(31)、滑阀密封圈(30)、打压剪切销(43)、打压球 (37)、打压球座(38)、打压止动块(33)、挡球(40)、挡球座(39)；所述触发本体(36)通过螺栓连接在外套筒(1)上，所述触发本体(36)中心有空腔；所述滑阀(31)安装在所述触发本体(36)空腔内部，所述滑阀(31)与触发本体(36)间有所述滑阀密封圈(30)密封，且通过所述打压剪切销^幻固定；所述滑阀(31)上部装有所述打压球座(38)，所述滑阀(31)表面上下各有一段凹槽。
6.根据权利要求5所述的通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪，其特征在于所述打压止动块(3 通过销钉固定在所述触发本体(36)上，所述打压止动块(3 头部顶住滑阀(31)下部凹槽较浅部分；所述触发本体(36)上安装有打压本体上盖(3 和所述打压止动块上盖(34)，所述打压止动块上盖(34)限制所述打压止动块(3 逆时针转动；所述触发本体(36)内部空隙与所述打压本体上盖(32)、所述打压止动块上盖(34)形成泥浆通道(3 ；所述挡球座(39)通过螺钉安装在所述触发本体(36)上，所述挡球00)位于所述滑阀(31)与测量臂推杆Gl)之间，并安装在所述挡球座(39)上，利用所述滑阀(31)外表面将所述挡球GO)压在所述测量臂推杆Gl)后端凹槽中。
全文摘要
本发明涉及一种通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪。本井径仪包括外套筒、本体、测量臂、辅助测量臂、电位器滑动机构、测量臂滑动机构、测量臂启动弹簧片、测量臂触发机构。本发明可以在通井管柱携带的情况下，随通井管柱的起放并可在水平裸眼井段双向移动，能够在井下触发，本发明机械结构还可保护井径测量臂、测量臂推杆及电位器等关键部件不受损害，提高井径仪井下工作的可靠性，延长仪器寿命。本通井管柱携带式双向移动水平裸眼井径仪不仅具有双向移动能力，而且其结构有效保护了测量臂及内部部件，可广泛应用于水平井裸眼井径测量。
文档编号E21B47/08GK102330550SQ20111031495
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者刘吉成, 刘树林, 刘锐, 刘颖慧, 周晓君, 唐友福, 姜锐红, 翟宇毅 申请人:上海大学