一种扶正机构及超声成像测井装置的制作方法

本发明属于石油勘探开发，具体涉及一种扶正机构及超声成像测井装置。

背景技术：

1、现如今，油气井如存在套管腐蚀磨损或固井质量等问题，会造成减产、井损毁、油藏破坏，甚至导致重大安全事故。为减少乃至杜绝上述问题，确保井筒的完整性，需要定期对油气井进行检测。常用的检测手段有机械式多臂井径、电磁探伤、井下电视、超声成像等，其中超声扫描成像技术由于具有全井眼覆盖、分辨率高、能同时进行套管损伤和固井质量检测等优势，在井筒完整性检测中应用日益广泛。

2、利用超声扫描成像测井技术进行套管损伤及固井质量评价时，扫描声系必须严格处于套管中心位置，否则会影响测井数据质量，偏心严重时会导致测井数据不可用。为保证扫描声系在套管内的居中，通常在声系上靠近扫描头的地方安装套入式扶正器。

3、然而，相关技术中的扶正器进行调节时，扶正器的支撑臂的位置固定，使得测井仪器只能下入到内径尺寸基本不变的油井内。如果油井存在缩径，扶正器为保证居中而设置的扶正力使得其在在变径处受到很大的通过阻力，因而难以继续下入到井内，如果设置的扶正力允许其进入缩径管柱内，则又由于扶正力不够，仪器难以有效居中，上述缺点，有待改进。

技术实现思路

1、为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的在于提供一种扶正机构及超声成像测井装置，可以适配变径油井，提高使用适配性，提高扶正效果。

2、第一方面，本发明提供了一种扶正机构，包括支撑轴，所述支撑轴的两端分别设置有连接头，且所述连接头用于和超声成像测井装置连接，所述扶正机构还包括：

3、弹簧套，数量为两个、且分别滑动套设于所述支撑轴上；

4、扶正臂，数量为多对、且沿所述支撑轴的圆周方向等间距排布，每对所述扶正臂相互远离的一端分别与相应的所述弹簧套铰接、相互靠近的一端分别通过转动轴转动连接，且所述转动轴上转动套设有扶正滚轮；

5、调节件，数量为两个、且用于对相应的所述弹簧套的位置进行调节与固定；

6、凸轮块，数量为多个、且分别设置于相应的所述扶正臂上；

7、弹力组件，数量为两个、且分别设置于所述弹簧套与相应的所述凸轮块之间，所述弹力组件能够给予所述凸轮块弹性作用力，并使所述扶正臂保持撑开状态，且所述扶正滚轮受到沿所述支撑轴径向方向的挤压力时，所述凸轮块能够使相应的所述弹力组件发生弹性压缩形变。

8、可选地，所述弹力组件包括：

9、顶紧座，滑动连接于所述弹簧套上、且与相应的所述凸轮块抵接；

10、支撑座，设置于所述弹簧套上；

11、压缩弹簧，一端与所述顶紧座连接、另一端与所述支撑座连接，且所述压缩弹簧能够为所述顶紧座提供沿所述支撑轴轴向方向的弹性作用力。

12、可选地，每个所述支撑座上分别设置有定位环，两个所述弹簧套相互靠近的一端分别设置有限位环，且所述限位环用于阻挡相应的所述定位环从所述弹簧套中滑出。

13、可选地，两个所述弹簧套相互靠近的一端分别开设有多个安装缺口，所述扶正臂的转轴的两端分别与所述安装缺口的相应内壁转动连接，且所述凸轮块位于相应的所述安装缺口内。

14、可选地，所述凸轮块的极角α为43.3°-49.8°，极径r为14.5-17mm。

15、可选地，所述调节件包括：

16、调节环，设置于所述弹簧套上；

17、限位顶丝，数量为多个、且分别螺纹连接于所述调节环上；

18、所述限位顶丝用于顶紧在所述支撑轴上，以实现对所述调节环与弹簧套的限位。

19、可选地，两个所述调节环分别套设在所述支撑轴上、且与相应的所述弹簧套转动连接，所述支撑轴上设置有两组档位轴，两个所述调节环上分别开设有供相应的所述档位轴滑动的档位槽组，每个所述档位槽组分别包括相互连通的一档槽、二档槽和三档槽，且两个所述调节环相互靠近的一端为所述三档槽，所述三档槽的长度方向平行于所述支撑轴的径向方向，所述二档槽和一档槽分别呈倾斜状，且所述一档槽与三档槽位于同侧，当所述调节环往复转动时，能够实现所述调节环的依次增档或减档。

20、可选地，每组所述档位轴分别设置有多个，且多个所述档位轴沿所述支撑轴的圆周方向等间距排布。

21、可选地，每对所述扶正臂相互靠近的一端之间分别设置有u形的支撑架和承接架，所述支撑架和承接架分别固定于相应的所述扶正臂上，所述承接架位于相应的所述支撑架的内侧、且所述承接架和相应的所述支撑架的开口相对并形成让位口，所述扶正滚轮位于相应的所述让位口内，且所述转动轴的两端分别穿过相应的所述承接架并与所述支撑架固定。

22、第二方面，本发明提供了一种超声成像测井装置，包括扶正机构，还包括旋转短节以及依次连接的电机传动短节、液压平衡短节和转换短节，其中一个所述连接头与所述旋转短节连接、另一所述连接头与所述电机传动短节连接，所述旋转短节用于和扫描头连接。

23、由上述技术方案可知，本发明提供的扶正机构及超声成像测井装置，具有以下优点：

24、该装置通过利用弹性组件与凸轮块的配合，弹力组件能够给予凸轮块弹性作用力，以使扶正臂在井下时能够保持稳定的撑开状态，并使扶正滚轮与井壁抵紧，从而提高扶正效果。同时，当油井出现变径，并使扶正滚轮受到沿支撑轴径向方向的挤压力时，凸轮块能够使相应的弹力组件发生弹性压缩形变，且扶正臂向支撑轴靠拢，也就是扶正臂的撑开幅度变小，以适配变径油井，提高使用适配性。不仅如此，当扶正臂在变径油井工作时，弹力组件能够为凸轮块以及扶正臂提供稳定的作用力，以使扶正滚轮能够抵紧井壁，从而提高扶正臂的扶正效果。

25、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

技术特征：

1.一种扶正机构，包括支撑轴(1)，所述支撑轴(1)的两端分别设置有连接头(2)，且所述连接头(2)用于和超声成像测井装置连接，其特征在于，所述扶正机构还包括：

2.根据权利要求1所述的扶正机构，其特征在于，所述弹力组件(9)包括：

3.根据权利要求2所述的扶正机构，其特征在于，每个所述支撑座(92)上分别设置有定位环(94)，两个所述弹簧套(3)相互靠近的一端分别设置有限位环(95)，且所述限位环(95)用于阻挡相应的所述定位环(94)从所述弹簧套(3)中滑出。

4.根据权利要求1所述的扶正机构，其特征在于，两个所述弹簧套(3)相互靠近的一端分别开设有多个安装缺口(12)，所述扶正臂(4)的转轴的两端分别与所述安装缺口(12)的相应内壁转动连接，且所述凸轮块(8)位于相应的所述安装缺口(12)内。

5.根据权利要求4所述的扶正机构，其特征在于，所述凸轮块(8)的极角α为43.3°-49.8°，极径r为14.5-17mm。

6.根据权利要求1所述的扶正机构，其特征在于，所述调节件(7)包括：

7.根据权利要求6所述的扶正机构，其特征在于，两个所述调节环(71)分别套设在所述支撑轴(1)上、且与相应的所述弹簧套(3)转动连接，所述支撑轴(1)上设置有两组档位轴(10)，两个所述调节环(71)上分别开设有供相应的所述档位轴(10)滑动的档位槽组(11)，每个所述档位槽组(11)分别包括相互连通的一档槽(111)、二档槽(112)和三档槽(113)，且两个所述调节环(71)相互靠近的一端为所述三档槽(113)，所述三档槽(113)的长度方向平行于所述支撑轴(1)的径向方向，所述二档槽(112)和一档槽(111)分别呈倾斜状，且所述一档槽(111)与三档槽(113)位于同侧，当所述调节环(71)往复转动时，能够实现所述调节环(71)的依次增档或减档。

8.根据权利要求7所述的扶正机构，其特征在于，每组所述档位轴(10)分别设置有多个，且多个所述档位轴(10)沿所述支撑轴(1)的圆周方向等间距排布。

9.根据权利要求1所述的扶正机构，其特征在于，每对所述扶正臂(4)相互靠近的一端之间分别设置有u形的支撑架(13)和承接架(14)，所述支撑架(13)和承接架(14)分别固定于相应的所述扶正臂(4)上，所述承接架(14)位于相应的所述支撑架(13)的内侧、且所述承接架(14)和相应的所述支撑架(13)的开口相对并形成让位口(15)，所述扶正滚轮(6)位于相应的所述让位口(15)内，且所述转动轴(5)的两端分别穿过相应的所述承接架(14)并与所述支撑架(13)固定。

10.一种超声成像测井装置，包括权利要求1-9任一项所述的扶正机构，其特征在于，还包括旋转短节(300)以及依次连接的电机传动短节(400)、液压平衡短节(500)和转换短节(600)，其中一个所述连接头(2)与所述旋转短节(300)连接、另一所述连接头(2)与所述电机传动短节(400)连接，所述旋转短节(300)用于和扫描头连接。

技术总结
本发明公开了一种扶正机构及超声成像测井装置，改善了扶正机构难以下入变径油井，且扶正力不稳定的技术问题。该装置包括支撑轴和两个连接头，还包括：弹簧套，数量为两个、且分别滑动套设于支撑轴上；扶正臂，数量为多对，每对扶正臂相互远离的一端分别与相应的弹簧套铰接、相互靠近的一端分别通过转动轴转动连接，且转动轴上转动套设有扶正滚轮；调节件，数量为两个、且用于对相应的弹簧套的位置进行调节与固定；凸轮块，数量为多个、且分别设置于相应的扶正臂上；弹力组件，数量为两个、且分别设置于弹簧套与相应的凸轮块之间，并能够给予凸轮块弹性作用力。本发明可以适配变径油井，提高使用适配性，提高扶正效果。

技术研发人员：陶爱华,张勇,牛少男,吴意明,陈鸣,张守林
受保护的技术使用者：中国海洋石油集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24