传感器输送装置和引导装置的制造方法_5

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直径的定向结构的前端23。
[0213]图30示出另一实施例,其采用沿工具管柱2的长度定位在两个不同位置的一对定向支架24。
[0214]在图31中所示的实施例中,使用一对输送装置I来将引导装置21定向。输送装置I同样用于为工具管柱提供可预测定向并赋予前端组件22的前端部分23以向上倾斜,如上文参照图1-9所述。
[0215]图32示出图31中所示系统的变型。在该实施例中,输送装置I附连到重量杆39。重量杆39较佳地通过挠性联接而附连到工具管柱2。这允许输送装置I和引导装置21用于任何类型的工具管柱,包括具有必须接触井眼壁的传感器的那些工具管柱、具有不规则外形的工具管柱,且例外地用于相对于井眼直径的大直径工具。也可使用操作期间需要在井眼内横向移动的工具,例如设置时跨越井眼移动的采样工具、在井内折叠行进并在部署时打开以集中的成像工具。
[0216]图33示出另一实施例,其中定向结构包括使用拱形弹簧偏心件作为定向突起8。拱形弹簧偏心件时本领域技术人员公知的。
[0217]接下来参照图34,示出引导装置21的一实施例,其具有基部27b,基部27b具有用于安装需要与井眼内流体直接接触的温度传感器40和/或其它传感器装置的设置。基部27b具有防护结构41,该防护结构41包括布置在传感器40两侧上的两个平行肋42,各肋42从基部27b的本体延伸至少与传感器40 —样远。这允许温度传感器探头延伸到井眼的中心区域内而没有与井眼壁接触造成的损坏风险。在该位置,温度传感器组件通过工具穿过井眼流体的运动而被很好冲洗,且不易于用泥饼覆盖从而不适当地影响响应时间。为了确保对温度变化的快速响应,较佳地,温度传感器探头壳体由热传导率高、低腐蚀材料制成,诸如低铍铜合金、银或金。温度传感器探头较佳地与引导装置21的基部和本体热隔离。
[0218]通过将探头定位在工具管柱的前端的端部处,探头在温度受到工具管柱本身温度影响和由工具管柱运动引起井流体混合之前测量井眼温度。
[0219]也可提供压力传感器(附加于或代替温度传感器)。不会被泥饼或其它碎肩阻塞的压力传感器的设置允许对工具的深度变化作监测。这样,操作者可确保工具管柱以与缆绳馈送操作的速率一致的速率行进到井眼内。以太高速率馈送缆绳会导致缆绳缠结且工具管柱难以从井眼取出。
[0220]传感器40定位成在向上成角度的前端部分23后面。因为各定向结构保持前端部分23向上成角度,且该前端部分23在使用时保持在固定角度,所以传感器40不与井眼各侧接触,并由前端部分23屏蔽以免受井眼壁内任何台阶或架子影响。在所示实施例中,弓丨导装置21设有上文参照图19描述的预设角度调节系统,并示出用于保持锁定销34的盖板43 ο
[0221]接下来参照图35-37,适合用于输送装置I的润滑输送装置通常由箭头300指示。
[0222]装置300由在该实施例中由阻挡件52提供的基部结构形成。入口通道53形成在阻挡件内部,出口通道55亦然。入口通道53终止于入口端口,入口端口在该实施例中由油嘴或阀54形成。出口通道55通向出口端口 56,该出口端口允许润滑剂(通常是油脂)从装置300自由流动。
[0223]装置300具有弹性膜片37,该弹性膜片37覆盖基部结构52的大部分上平坦表面。膜片57通过大致刚性的保护壳体58连接到基部并抵靠基部密封。壳体58还包括端口 59以允许环境压力作用在弹性膜片的外侧上。该端口还提供用于检查膜片57的开口。
[0224]如从图37可以看出的,储存部60形成在膜片57的内表面与其所覆盖的基部的表面之间。图36示出在该储存部填充有润滑剂之前该装置的布置。
[0225]为了装填或填充储存部60,通常为油脂的适当可流动润滑剂被迫经由油脂枪、油泵或类似物通过油嘴或阀54进入储存部60。注入的润滑剂拉伸弹性膜片57。由于该拉伸在弹性膜片57内引起的张力致使储存部60内的润滑剂保持在比作用在弹性膜片57外侧上的环境压力高的压力下。
[0226]图37示出在储存部60填充或充注有通过油嘴或阀54和入口通道53注入的润滑剂之后的装置。润滑剂在储存部内通过拉伸的弹性膜片57加压。在该实施例中,弹性膜片已经拉伸到其初始面积的两倍(伸长100%)。润滑剂从加压储存部60经由出口通道55和出口端口 56被输送到机械系统。
[0227]在所示实施例中,膜片57由硅橡胶制成,允许其变形并膨胀以容纳被泵入储存部60的加压润滑剂。膜片的弹性特性允许其储存由加压润滑剂源赋予的弹性势能以保持容纳在储存部内润滑剂的压力。所储存的能量通过由膜片57将润滑剂通过出口通道55和出口端口推出以润滑待部署在地下井眼的另一机械系统(未示出)而缓慢地释放。可润滑的机械系统的一个实例是轴承组件,如下文进一步描述的。
[0228]弹性膜片57内的张力将润滑剂保持在超过或高于作用在弹性膜片57的外表面上环境压力的增量压力下。由装置300提供的润滑剂的该过压将润滑剂源供给到正被润滑的机械系统,并还防止污染物从井眼进入正在润滑的机械系统。
[0229]在各种另外的实施例中,润滑剂通过机械系统的流动可通过计量阀控制。润滑剂的流动可替代地由机械系统出口上的油或油脂密封限制。该机械系统还可包含轴衬支承件,在该处润滑剂的流动由紧密配合轴承来限制。
[0230]在图38所示的示例中,作用在膜片57的外表面上的环境压力⑵可以是14.7镑/平方英寸(Psia)。由拉伸弹性体膜片57施加在润滑剂上的附加压力(δ P)可以是3镑/平方英寸。因此,润滑剂储存部压力为17.7镑/平方英寸。因此,润滑系统内的压力比其周围高3镑/平方英寸。
[0231]由装置300供给润滑剂的机械系统与其周围之间的不完全密封将导致润滑剂泄露到周围环境。润滑剂流出机械系统的持续流动防止污染物进入机械系统。当装置在井眼内地表下方4000m处运行时,环境压力可以是6000磅/平方英寸的量级。拉伸弹性体膜片57将在润滑剂上施加额外的3磅/平方英寸压力,且因此润滑剂压力为6003磅/平方英寸。机械系统内的压力现在是6003磅/平方英寸,高于周围3磅/平方英寸,因此保护机械系统免受污染物进入。
[0232]随着深度在井眼内变化,环境静水压力也变化。不像弹簧/活塞型系统,弹性体膜片没有滑动部件且能够瞬时调节到环境压力的小变化,在该实例中,保持润滑剂压力在高出周围3镑/平方英寸。因为没有滑动部件,在系统内没有内在摩擦,所以即使在相对于拉伸弹性体膜片非常小的压差(δ P)下也有效地防止污染物进入机械系统。
[0233]图39至41示出一输送装置,其设有润滑输送装置300的替代实施方式。图39_41的实施例中所示的润滑装置等同于上文关于图35-38所讨论的,除了包括下文所述的一对出口通道和端口,并执行上文参照图4和5描述的加压润滑系统9的功能。
[0234]在关于图39-41所示的实施例中,润滑输送装置300的基部结构由输送装置I的本体的一部分形成。如前述实施例中那样,基部结构有效地形成块状件,该块状件在其内部限定终止于输出端口 56的一对出口通道55。这些出口端口 56用于将润滑剂输送到输送装置I的轴承61,如图39和40所示。
[0235]如图39中最清楚示出的,每个出口端口 56对形成在短轴7端部与附连到轮63的外表面的盖63之间的腔室62进行供给。腔室62延伸到轴承61的开口侧,由此允许加压润滑剂流入轴承61。
[0236]在轴承61的内侧上提供适当的润滑剂密封件64。该布置允许在井眼环境内使用商业可购得的深沟槽滚珠轴承组件61,油/油脂密封件64内侧上的恒定正压确保没有水或其它污染物可穿过油/油脂密封件64。
[0237]图40和41所示的输送装置设有呈可移除定向突起8a的形式的保护结构,各可移除定向突起8a围绕轮6的外表面6a延伸,如上文参照图8和9所描述的。这些定向突起8a从每个轮子的前部向轮子后部大致纵向延伸,且形状做成辅助防止材料阻塞在轮6b的内表面与主体外部之间的空间,这些定向突起8a还支承短轴7的外端,轮子6则安装在短轴7上,如上文所述。如这些图中可以看出的,各轮子6在纵向延伸的定向突起8a的上方和下方延伸。纵向延伸的定向突起8a较佳地相对细长,例如高度大于轮子所安装的轴的直径,但小于轮子的半径。如图41最清楚示出的,在轮子的径向最外边缘或表面67(相对于转动轴线)与纵向定向突起8a之间设置间隙间距,但轮子的轮廓可能意味着间隙朝向轮子的中心减小。
[0238]该间隙与保护结构的细长方面一起有助于防止保护结构内部的区域被来自井眼表面的碎肩阻塞。在较佳实施例中,在轮子的径向最外表面67(即轮子的通常与井眼壁接触的表面)与主体的外部之间有至少4mm的间隙,以及轮子径向最外边缘与保护结构内部之间至少4mm的间隙。在本实施例中示出,保护结构内部具有至少15mm、更佳地至少19mm的间隙。
[0239]纵向定向的定向突起较佳地具有与轮子的转动轴线大致重合的中心轴线。
[0240]图42示出具有改进润滑输送装置的输送装置I的另一实施例。在所示实施例中,输送装置I使用具有凸缘轴衬支承件61a的滑动轴承。润滑装置300具有两个出口通道和至少四个出口端口 56。对于该实施例不需要润滑剂密封件。
[0241]在该实施例中,短轴7形成为本体的分开部件(与图4和5中所示的实施例相反,其中各短轴与本体一体形成)。但是,各通道55仍延伸穿过每个短轴。
[0242]在较佳实施例中,各轴承的布置使得某些加压润滑剂能够穿过轴承逸出。润滑剂的该持续但受控的逸出用于将碎肩和污染物远离轴承输送。
[0243]各短轴7由各纵向延伸定向突起8a支承。
[0244]图43至45示出输送装置的另一实施例,在该实施例中构造为牵引单元。
[0245]牵引单元400包括具有多个主轮6(在该情况下四个主轮6)和至少一个支托轮6c的输送装置。牵引单元较佳地包括具有至少两个定向突起的定向结构。本领域的技术人员会理解支托轮6c还用作定向突起。
[0246]支托轮6c较佳地安装到可调节安装装置(未示出)以相对于主体4a升高和降低支托轮。各主轮6中的一个或多个、且较佳地各主轮6中的每个可连接到驱动装置,驱动装置通常是一个或多个电动机。在较佳实施例中,各主轮6设有离合装置(未示出),该离合装置可将各主轮6与驱动装置脱开配合以允许各主轮6在井眼足够陡峭时为自由轮。
[0247]使用时,一个或多个牵引单元400与工具管柱内嵌式连接。工具管柱和牵引器400可在井眼内自由用轮子放下,直到工具管柱不能再仅在重力下下降为止。此时,支托轮6c升高并向上延伸以与井眼壁3的顶部形成接触(如图44最清楚示出的),由此增加从动轮6上的接触压力。将离合器啮合且各主轮6由驱动装置驱动。这样,工具管柱可沿井眼以非常高的斜度被输送,达到并包括大致水平井眼。如上所述,牵引单元较佳地设有引导装置21。一个或多
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