传感器输送装置和引导装置的制造方法_4

文档序号:9203951阅读:来源:国知局
向结构,或根本没有定向结构。在这些实施例中,分开的部件可运载某些或全部的定向结构。例如,工具管柱可设有图20、21或33中所示的输送装置和一个或多个定向结构。定向结构的各分开部件沿传感器组件的相对定位并不严格要求,只要总体形状具有带转动中心的横向轮廓即可。
[0183]图8和9示出了输送装置的替代实施例la。该实施例构造成嵌入式连接到传感器组件而不是套在传感器或其它传感器组件部件上安装。如可看出的,输送装置Ia设有定向结构,该定向结构包括保护结构,该保护结构包括围绕各轮子6的外表面6a从各轮子前部延伸的各可移除定向突起8a。这些定向突起8a形状做成辅助防止材料阻塞轮子6b的内表面与主体4a的相应外表面之间的空间。
[0184]各轮子6的宽度较佳地允许轮子的内表面与本体之间以及轮子的外表面与保护结构之间的间隙空间。在较佳实施例中,在各轮子的操作表面与周围的本体和结构之间有至少4mm的间隙,如下文进一步描述的。
[0185]如图9中最清楚示出的,在该实施例中,各定向突起8a也操作以支承短轴7的外端,各轮子6安装在短轴7上。本领域的技术人员会理解,在替代实施例(未示出)中,各短轴7可永久地连接到或整合到各可移除定向突起8a,并可在其内端与本体4a配合并由本体4a支承。
[0186]如图9的剖视图所不,轮子6的直径在内表面6b上大于外表面6a以适合圆形井眼轮廓。轮子直径的该变化造成当轮子转动时轮子与井眼壁之间接触表面处的某些滑动。较佳地,轮子应较窄,从而使滑动接触最小,并在轮子在井眼内向下转动时提供轮子与井眼壁之间的最小摩擦。如从这些图中可以看出的,各轮子6的宽度小于约20_,较佳地小于18mm。在图9中所示的一个实施例中,轮子宽度为10mm。在图42中所示的另一较佳实施例中,轮子宽度为15mm。
[0187]图10至12示出引导装置21的多个视图。引导装置21包括由前端部分23和基部27形成的前端组件22,如图10和11所示。直接附连于前端组件22的是定向结构13,定向结构13在所示实施例中由定向支座24提供。
[0188]定向支座24提供套管状结构,该套管状结构具有布置成接纳电缆测井工具管柱的前导端的中空内部空腔29。定向支架24包括一对摩擦降低构件(在该情况下是行进滑动件26),该对摩擦降低构件定向成通过由定向支架24提供的一组三个定向突起8的作用沿井眼的下侧壁滑动。在所示实施例中,行进滑动件26由耐用陶瓷材料制成,耐用陶瓷材料具有低摩擦特性且耐磨,且耐受井眼中发现的高温和高碱性条件的影响,例如为氧化铝陶瓷或多金属氧化物热固陶瓷。在其它各实施例中,适当的塑料和弹性体材料也可用于该部件。当设有这种摩擦降低构件时,定向支架24可用作输送装置,但对于高斜度来说各轮子是必要的。
[0189]行进滑动件(设置了的时候)可设计成用于特定井眼直径,且形状可做成符合井眼壁的曲率。各行进滑动件前边缘和后边缘轮廓做成形成平缓进入部以允许滑动件“滑”过泥饼和切肩。
[0190]各行进滑动件定位在定向支架上,使得它们不行进经过切肩可能积聚的井眼的最下部分。而是,各滑动件跨过切肩并横向定位在井眼壁上,较佳地相对于穿过传感器组件的纵向轴线的竖直平面在30°至45°之间。
[0191]如上文参照图1至4所描述的,如果放置成与斜井眼的下侧壁接触,则各定向突起8使工具管柱的位置不稳定。工具管柱的主要重量将确保如果这些突起之一与下侧壁接触,工具管柱将绕其纵向轴线转回到使各行进滑动件与下侧壁接触的定向。
[0192]如从图10至12可看出的,前端部分23具有相对于与定向支架24的内部空腔29配合的任何工具管柱的纵向轴线的固定偏移角。当组合的引导装置和工具管柱在斜井眼内向下部署时,该布置为前端部分23提供永久的向上倾斜。前端部分的向上倾斜确保前端部分末端36升高到井眼下侧上方一高度37处,并从工具管柱的纵向轴线偏移且在该轴线上方。因此,引导装置避开井眼的下侧壁上的障碍物,在前端组件之后紧接着跟随有工具管柱。
[0193]图13和14示出引导装置的另一较佳实施例的分解图。引导装置包括前端部分23、基部27和定向结构24。所有这三个部件可部分地或完全的整合(未示出)或设置为分立部件,如所示实施例那样。在所示实施例中,基部27具有相对于工具管柱纵向轴线的固定角度,并直接附连到电缆测井工具管柱的前导端。前端部分23附连到基部27的端接端。该定向结构滑过并附连到测井工具管柱,使得各定向突起对齐,以在工具管柱在井眼内向下下降时将前端部分23向上定向。
[0194]前端部分23可实施为不同长度,由此改变从井眼底部到前端部分末端36的高度37。前端部分末端36的偏移根据井眼尺寸和条件进行预设。
[0195]图15中示出基部27的一个实施例的放大图。基部27使用现有技术的某些前端部分,从而提供改进的性能,但本领域的技术人员会理解工具管柱会需要某些类型的定向结构,例如定向支架、弓形弹簧偏心件和/或本文所述的输送装置,从而将前端远离井眼的基部定向。
[0196]基部27具有用于配合工具管柱端部的第一配合部分25a和用于配合前端组件的第二配合部分25b。各配合部分具有角度偏移的中心线,使得在使用时与第二配合部分25b配合的前端组件具有相对于与第一配合部分25a配合的工具管柱的中心线成角度延伸的中心线,如在图13中可看出的。偏移角可以是任何合适的角度,取决于前端组件的长度和井眼的直径,如下文进一步描述的。
[0197]在该实施例中,第一配合部分25a设置为套环,该套环套在设置于工具管柱端部处的标准凸台上配装,而第二配合部分26b设置为具有标准外部尺寸的中空凸台,以配合设置在现有技术前端组件端部处的套环。基部27本身是中空的,或者至少部分具有穿过其中的孔,从而如果必要允许布线穿过基部27。
[0198]图16至18示出能够用在图28-33中所示各实施例中的角度前端组件的不同构造。前端组件可绕轴38转动或枢转,轴38配合到基部27,从而前端组件的角度可在工具管柱下降到井眼内之前预设为选定角度。基部27具有在前端部分23内延伸的锁定臂(未示出)。前端部分通过延伸穿过三个锁定点30之一的锁定销而相对于纵向工具轴线设置在固定预设角度,以与锁定臂连接。前端部分枢转连接38与锁定点30组合,将前端部分以相对于工具管柱纵向轴线的固定角度固定到基部27。锁定点30的选择将决定偏移角,且因此决定前端部分末端36在井眼下侧上方的高度37。
[0199]如从图16-18可看出的,前端组件22的每个固定角度设定为前端部分23提供不同的偏移角。由每个前端部分23实施的偏移角从图16中的3°、图17中的8°以及图18中的15°增加。本领域的技术人员会理解,该预设角可根据井眼的直径、井眼内工具管柱的所需支架以及前端组件的长度进行调节,从而将前端组件的端部定位在井眼内的适当位置。对于给定的井眼直径和支架距离,较长的前端组件将需要较浅的角度,而较短的前端组件将需要较大角度。该角度选择成使得前端部分末端在工具管柱的纵向轴线上方。
[0200]图19示出可调节前端组件的替代实施例。在该实施例中,前端部分23设有锁定件31。销或轴38延伸穿过基部27和锁定件31内的孔。基部27具有竖直定向的纵向槽33以容纳锁定件31。
[0201]锁定件31的端部设有平行于用于轴38的孔的多个锁定销孔34a。在基部27内也设置有各锁定销孔34b。各锁定销孔34a、34b布置成使得当前端部分23设置到预定多个角度之一时,锁定件31内的各孔34a之一与基部27内各孔34b之一对准。前端部分23通过将锁定销34插入穿过各孔34a、34b而保持在所需角度。在较佳实施例中,各孔34a、34b布置成允许前端部分设置为相对于钻柱工具中心线的3度、6度或9度的角度,但其它实施例可设置高达60°、45°或20°的角度。在某些实施例中可使用低至1°的角度,但通常这需要使用不方便的长前端组件。
[0202]图20-23示出根据又一实施例提供的两种不同类型的定向结构的立体图。这些图同样示出设置为引导装置的定向结构的不同形式的定向支架24。
[0203]这些不同的定向支架适合不同尺寸或直径的井眼尺寸。这些图还示出各定向突起8的不同布置。
[0204]图20和图22中所示支架采用一组四个定向突起8,而图21和23中所示支架24仅采用三个定向突起。各定向突起8具有锥形末端35以辅助引导工具管柱绕过或穿过井眼中遇到的障碍物。
[0205]各定向支架具有穿过装置本体的孔29。该孔从支架的标称中心偏移。定向支架设计成滑过圆柱形电缆测井工具,该圆柱形电缆测井工具则固定在孔29内、并在支架的转动中心下方。工具管柱将因此以可预测的定向被运送,这又赋予前端组件的前端部分以向上的定向或角度。
[0206]图24-27示出定向结构的多个不同实施方式的一系列横向或截面视图。这些定向结构能够用于关于图10-19和28-30所示的各实施例。这些图上标出定向结构的转动中心15和工具管柱的形心2a或质心。在所示实施例中,工具管柱的每个截面具有大致在工具管柱的圆形截面中间的质心2a。
[0207]这些图还示出通过其各定向突起8而形成的每个定向支架的横向横截面提供的形状(在这些实施例中还对应于横向轮廓)。因此,由该横截面提供的形状具有转动中心15。定向支架的转动中心从工具管柱2a的形心或质心偏移。
[0208]在斜井眼中,工具管柱将自然地绕其纵向轴线转动以寻找最稳定位置。最稳定位置是工具管柱和定向支架组件具有最低重心的位置。最低重心是工具形心低于转动中心的位置。在该稳定位置,引导装置前端部分向上定向,定向支架的低摩擦行进滑动件与井眼的下侧接触,且测井工具传感器可最佳地定向成测量井眼的较佳侧。
[0209]这些视图示出具有不同数量的定向突起8的定向支架的各种布置。如从这些图中可看出的,定向支架可实施为具有定向突起的多个不同布置。这些突起也可形成有各种长度以适应一定范围的不同井眼直径。
[0210]如从这些图中展示的实施例还可看出的,在这些实施例中,每个定向突起8的各末端限定对中在与该定向结构配合的任何工具管柱的重心上方的点位上的大致圆形曲线的周界的各部分。在所示实施例中,每个突起8到其相邻突起以相同角度排列。但是,行进滑动件26较佳地布置成在其间具有比其它各定向突起之间的间距更大的间距,从而使得当装置处于较佳定向时装置的稳定性最大。
[0211]图28-31显示引导装置的使用。这些图示出图16-18中显示的引导装置和相关的电缆测井工具管柱。这些图示出各种实施例,其中一个或多个定向结构24在远离前端组件22的各位置连接到工具管柱2。
[0212]图28示出单个定向结构的使用,在该实施例中由远离前端组件22 —定距离连接的定向支架24示出。图29示出定向支架24的类似替代布置,其布置成布置在比关于图28所示支架更大直径的井眼内,且因此具有设置成更大角度并使用更大
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