一种水平井测井公头总成的制作方法

本发明涉及石油水平井测井工具领域，尤其涉及一种水平井测井公头总成。

背景技术：

湿接头式水平井测井工艺是一种常用的方法，将湿接头公头总成及测井仪器连接在钻杆的底部，随同钻杆下至井内预定深度，湿接头的泵下接头由电缆通过钻具水眼下至井内预定深度，实现湿接头的泵下接头与公头总成在井下电气连接，公头总成电气性能的好坏直接影响测井成功率。

目前公头总成存在以下问题：

1、地层流体和泥浆材料在高温高压的作用环境下与导电环发生反应，生成一层绝缘的黑色物质，造成湿接头对接好后接触不良；

2、对接前和起出电缆后开泵循环泥浆时，泥浆在公头总成与公头外壳底部横向循环孔之间产生涡流，损坏公头总成的公头座，以及距离公头座近的导电环和绝缘材料；

3、钻具在盲下时岩屑和杂物容易进入公头总成内，而公头总成和公头外壳连接处仅有多个5mm的斜孔用于排浆，易造成杂物堆积在公头对接处，导致对接失败；并且泵下枪周围堆积沉沙，导致拔枪时形成活塞效应，从弱点拉断，井下无法建立循环，导致井控风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种水平井测井公头总成，该公头总成具有良好的电气性能和密封承压性能，并保障了测井对接的成功率。

本发明采用的技术方案如下：一种水平井测井公头总成，包括公头连接器、绝缘套、导电环、公头座、连接筒、仪器接头、平衡胶囊、集成承压块、公头连接体、单向阀；所述绝缘套和导电环交错间隔设置在公头连接器上；所述公头连接器还包括中心杆，所述公头座设有延长段，所述公头连接器通过中心杆与公头座延长段连接；所述连接筒一端套有平衡胶囊，并与公头座相连；所述连接筒另一端底部设有集成承压块，并与仪器接头相连；所述公头连接体设置在连接筒和公头座外部，将连接筒和公头座包裹，并与连接筒和公头座同心；所述公头连接体与仪器接头相连；所述单向阀安装在公头连接体上。

进一步的，所述导电环采用钛合金导电环。

进一步的，所述公头座延长段的长度范围是100-110毫米。

进一步的，所述水平井测井公头总成还包括泄流套与泄流槽，所述泄流套通过螺钉安装在公头连接体外表面，所述泄流槽设置在公头连接体上，所述泄流槽内安装有单向阀。

进一步的，所述单向阀由转轴、扭簧和挡板组成，所述扭簧套在转轴上，所述挡板通过扭簧的弹性紧贴在泄流套内壁。

进一步的，所述泄流套圆周面上开有三个泄流窗口，所述泄流窗口与泄流槽一一对应，所述泄流窗口的形状为矩形。

进一步的，所述中心杆与公头座的连接关系为螺纹连接；所述连接筒与公头座和仪器接头的连接方式为螺纹连接；所述公头连接体与仪器接头的连接方式为螺纹连接。

进一步的，所述平衡胶囊采用圆柱形的管状结构，其中间直径比两端直径稍小。

进一步的，所述集成承压块由陶瓷承压块组成。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：使用钛合金导电环，在高温、高压的环境下不与井内流体产生反应，电气性能良好；加长的公头座也避免了相近的导电环和绝缘套被损坏；单向阀和泄流窗口保持了钻具内的干净，保障了测井对接的成功率，避免了井控风险，并且还可以抗高温和高压。

附图说明

图1是本发明中公头总成的结构示意图

附图标记：1-绝缘环、2-导电环、3-中心杆、4-公头连接器、5-公头座、6-平衡胶囊、7-泄流槽、8-转轴、9-扭簧、10-挡板、11-连接筒、12-泄流窗口、13-泄流套、14-公头连接体、15-集成承压块、16-仪器接头

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，一种水平井测井公头，包括公头连接器4、绝缘套1、导电环2、公头座5、连接筒11、仪器接头16、平衡胶囊6、集成承压块15、公头连接体14、单向阀；公头连接器4位于公头总成前端，用以与母头连接，传输电信号；所述绝缘套1和导电环2交错间隔设置在公头连接器4上；所述公头连接器4还包括中心杆3，所述公头连接器4通过中心杆3与公头座5螺纹连接；所述连接筒11一端套有平衡胶囊6，并与公头座5通过螺纹相连；所述连接筒11另一端底部设有集成承压块15，并与仪器接头16通过螺纹相连；所述公头连接体14设置在连接筒11和公头座5外部，将连接筒11和公头座5包裹，并与连接筒11和公头座5同心；所述连接筒11通过螺纹与仪器接头16相连；所述单向阀安装在公头连接体14上，仪器接头16位于公头总成后端，与测井仪器相连。

优选地，本发明采用钛合金导电环，钛合金导电环在高温高压的工作环境下并不与井内流体产生反应，保持了良好的电气性能。

优选地，所述公头座上设有延长段，延长段的长度为100毫米；延长公头座，抬高公头座与相近的6号、7号导电环和相应绝缘套之间的距离，避免了开泵循环泥浆时在公头总成与公头外壳底部横向循环孔之间产生的涡流，防止损坏与公头座相近的6号、7号导电环和相应的绝缘材料。

优选地，所述水平井测井公头总成还包括泄流套13和泄流槽7，泄流套13通过螺钉安装在公头连接体14上，泄流槽7设置在公头连接体14上，泄流槽7内还安装有单向阀。

优选地，所述单向阀由转轴8、扭簧9和挡板10组成，扭簧9套在转轴8上，挡板10通过扭簧9的弹性紧贴在泄流套13内壁，只允许钻具内的泥浆流入到环空内，阻止环空内的泥浆进入到钻具内。

优选地，在泄流套13圆周面对应的泄流槽7位置新开了3个泄流窗口12，扩大了循环通道，便于公头总成内堆积杂物循环到环空，保持了钻具内泥浆干净，也保障了测井的对接成功率，避免了井控的风险，优选地，泄流窗口12的形状为矩形，矩形泄流窗口的尺寸为25mm*36mm，使得在钻井过程中，体积较大的岩屑、杂物颗粒也能通过泄流窗口排除到公头总成外，不造成排泄堵塞。

优选地，平衡胶囊6采用圆柱形的管状结构，其中间直径比两端直径稍小，并且，连接筒内装有硅油，硅油在高温下能较好地补偿油的膨胀，配合平衡胶囊6，公头总成在井内工作时能平衡地层的压力，达到抗高温的效果；同时，连接筒11内还装有集成承压块15，集成承压块由陶瓷承压块构成，采用集成承压块，取代之前设计的七个单芯密封柱，一方面提高了此处的密封承压性能，防止了连接筒内的硅油泄漏；另一方面，缩小了内孔占用量从而增加了外部壁厚，降低更高压力环境下本体被压漏风险。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及石油水平井测井工具技术领域，公开了一种水平井测井公头总成，包括公头连接器、绝缘套、导电环、公头座、连接筒、仪器接头、平衡胶囊、集成承压块、公头连接体、单向阀；所述绝缘套和导电环设置在公头连接器上；所述公头连接器与公头座连接；所述连接筒一端套有平衡胶囊，并与公头座相连；所述连接筒另一端底部设有集成承压块，并与仪器接头相连；所述公头连接体设置在连接筒和公头座外部，将连接筒和公头座包裹，并与连接筒和公头座同心；所述公头连接体与仪器接头相连；所述单向阀安装在公头连接体上。本发明的公头总成可以在抗高温、高压，并且在高温高压的工作环境下保持良好的导电性能。

技术研发人员：刘化友;张正玉;孙玉刚;周春生;刘兴春;刘虎;干昌平;胡伟涛
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化西南石油工程有限公司测井分公司
技术研发日：2019.06.26
技术公布日：2019.10.08