一种测卡仪的钻具变形测量短节的制作方法

本发明涉及石油天然气井中管柱测卡点，是测卡仪器的核心部件。

背景技术：

1、在油田钻井作业中，卡钻事故不可避免，而准确的找到卡点是解决卡钻的先决条件。通过测卡仪确定准确的卡点位置，提供卡点依据，采取泡解卡剂、爆炸松扣等措施，达到解卡的目的，可大大缩短处理卡钻事故处理周期。

2、1985年引进具有国外先进水平的美国homco公司测卡仪器，钻具变形测量短节是其核心部件。钻具变形测量短节是由一个装在液封筒里的敏感元件构成，这个敏感元件是由一个电感线圈和一个插在该线圈中的不受任何外力作用的应力杆组成。这个敏感元件靠弹簧矛去感应管柱上的应力。敏感元件中分子结构的变化，始终与管柱上的拉伸或扭转变化相一致。敏感元件中分子结构的变化，改变了线圈中的电感量，也就改变了振荡器产生的频率，最终改变了地面仪表的读数。

3、钻具变形测量短节接在上、下弹簧矛之间。当被检测管柱受到扭矩和拉伸应力时，两个弹簧矛的相对位置发生了变化，弹簧矛的位置的变化传到敏感元件上引起感应线圈的电感量发生变化，导致井下振荡器频率发生变化。该变化与被检测管柱上的应力成正比。

4、如图1所示，现有技术的homco钻具变形测量短节连接处是插针莲花状结构，包括外绝缘套1、铜环2、内绝缘套3、接触柱4、指状片5、外绝缘套6、内绝缘套7、触点8，外部八个指状片5，内部芯杆的硬连接方式，且为整体化设计，损坏后无法维修，homco钻具变形测量短节内部有两条线路，因此，接头处接触柱4和触点8接触与外壳形成一条回路用于测卡点技术服务，铜环2和指状片5接触与外壳形成一条回路用于爆炸松扣技术服务。现场使用发现接卸扣时其外部莲花接头易扭曲变形，导致内部绝缘套损坏。芯杆易磨损变薄，导致接触不良，信号接收失败。

5、如图2所示，现有技术homco测卡仪钻具变形测量短节尾部结构，包括下接头24、接线柱25、密封套(呼吸套)26、护套27、芯杆28、芯线29、轴承固定套30、轴承31、轴承垫32、螺钉33，homco钻具变形测量短节尾部的密封套，用于平衡仪器内外压力。现场服务发现密封套在高温高压作用下会紧贴芯轴，使芯轴不能正常提拉或旋转。

6、综上所述，homco钻具变形测量短节内部有两条线路，一条用于测卡点技术服务，一条用于爆炸松扣技术服务。现场服务发现两种技术服务一起进行时，一是其仪器将有十几米长，不利于搬运且搬运途中易造成仪器弯曲变形损害仪器；二是在爆炸松扣时火工品产生的能量会对测卡仪器中的电子元件有所损伤。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，从现场需求和工艺结构研究出发，通过优化触点接触方式、简化内部线路、更改呼吸套结构等方面对homco测卡仪中的钻具变形测量短节进行升级改造，提供一种一种测卡仪的钻具变形测量短节。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种测卡仪的钻具变形测量短节，包括钻具变形测量短节本体和设置在本体两端的用于连接上弹簧矛的上接口、用于连接下弹簧矛的下接口，上接口与上弹簧矛采用弹簧顶针式触点结构连接，下接口包括与应力杆连接的芯杆、连接在本体外壳上的连接短接、连接在连接短接另一端的与下弹簧矛连接的下接头、平衡阀，下接头的上部带有空腔，平衡阀位于空腔中，将空腔分成左右两部分，靠近下接头下部的空腔上设置有与外界相通的通道，使内外压平衡；连接短接和下接头均设置有内、外螺纹，连接短接外螺纹与本体外壳连接，下接头内螺纹与芯杆连接，下接头外螺纹穿过连接短接内螺纹后留有一定的活动间距，使下接头能带着芯杆活动；在芯杆上套有轴承，用于辅助杆芯转动。

3、所述弹簧顶针式触点结构包括设置在钻具变形测量短节本体上的母扣和设置在上弹簧矛上的公扣。

4、所述连接短接和下接头连接处、平衡阀与空腔内壁之间均设置与“o”型密封环。

5、所述轴承上设置有轴承垫。

6、本发明的有益效果是：本发明优化了触点接触方式，简化了现有技术的内部结构，只保留一条测卡点线路，减少现场操作时对测卡仪产生不必要的损伤，使后期的仪器维护和保养以及维修相对容易，增加了平衡阀系统，保证仪器内外压力的平衡，分担作用于动密封上的压力，使其能承受更高的温度和压力，进而延长仪器的使用寿命和周期。

技术特征：

1.一种测卡仪的钻具变形测量短节，包括钻具变形测量短节本体和设置在本体两端的用于连接上弹簧矛的上接口、用于连接下弹簧矛的下接口，其特征在于，上接口与上弹簧矛采用弹簧顶针式触点结构连接，下接口包括与应力杆连接的芯杆(39)、连接在本体外壳上的连接短接(37)、连接在连接短接(37)另一端的与下弹簧矛连接的下接头(34)、平衡阀(35)，下接头(34)的上部带有空腔(42)，平衡阀(35)位于空腔(42)中，将空腔(42)分成左右两部分，靠近下接头(34)下部的空腔上设置有与外界相通的通道(43)，使内外压平衡；连接短接(37)和下接头(34)均设置有内、外螺纹，连接短接(37)外螺纹与本体外壳连接，下接头(34)内螺纹与芯杆(39)连接，下接头(34)外螺纹穿过连接短接(37)内螺纹后留有一定的活动间距，使下接头(34)能带着芯杆(39)活动；在芯杆(39)上套有轴承(40)，用于辅助杆芯(39)转动。

2.根据权利要求1所述测卡仪的钻具变形测量短节，其特征在于，所述弹簧顶针式触点结构包括设置在钻具变形测量短节本体上的母扣和设置在上弹簧矛上的公扣。

3.根据权利要求1所述测卡仪的钻具变形测量短节，其特征在于，所述连接短接(37)和下接头(34)连接处、平衡阀(35)与空腔(42)内壁之间均设置与“o”型密封环。

4.根据权利要求1所述测卡仪的钻具变形测量短节，其特征在于，所述轴承(40)上设置有轴承垫(41)。

技术总结
本发明公开了一种测卡仪的钻具变形测量短节，包括本体和设置在本体两端的上接口、下接口，上接口采用弹簧顶针式触点结构连接，下接口包括与应力杆连接的芯杆、连接在本体外壳上的连接短接、连接在连接短接另一端的与下弹簧矛连接的下接头、平衡阀，下接头的上部带有空腔，平衡阀位于空腔中，将空腔分成左右两部分，靠近下接头下部的空腔上设置有与外界相同的通道；连接短接外螺纹与本体外壳连接，下接头内螺纹与芯杆连接，下接头外螺纹与连接短接内螺纹连接并留有一定的活动间距，使下接头能带着芯杆活动；在芯杆上套有轴承。只保留一条测卡点线路，减少现场操作时对测卡仪产生不必要的损伤，增加了平衡阀系统，延长仪器的使用寿命和周期。

技术研发人员：彭渤海,杨文学,崔刚,丁文忠,刘国红,于怀彬,王国辉,梁树军,孙亮
受保护的技术使用者：中国石油集团渤海钻探工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/20