[發明專利]一種機械無線隨鉆井斜測量儀

無效

• 申請號: 200910059235.7
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN101550826A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 石曉兵;劉運榮;甄士龍;魏小梅;黃兵;章浩炯;張昌鐸;張小紅;吉布子布
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B47/02
• 分類號: E21B47/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于石油天然氣勘探開發中鉆井工程領域，是一種用于測量油氣井井斜的測量工具。?

技術背景

井斜測量儀器是油氣井鉆井工程中應用廣泛且必需工具。隨著鉆井技術發展，各種井斜測量儀器不斷出現，目前現場使用的井斜測量儀器主要有照相式、電子式和機械式。照相式井斜測量儀器由于操作難、精度低，現場應用逐漸減少。電子式井斜測量儀器用于不同場合目的，其中電子單點井斜測量儀器是一種現場應用廣泛的直井測斜儀器，但使用條件受井深、溫度、鉆井液性能等影響，測量時間長，且不能應用于隨鉆測量?，F在機械式機械測量儀器受到重視，現有的機械式井斜測量儀器結構復雜、精度低。目前國外儀器有0.25°、0.5°和1.0°三種精度。中國專利公開號CN200510042035.2，公開日2005年7月27日，發明創造的名稱為機械式無線隨鉆測斜儀，該申請案公開了“一種石油鉆井用井下機械式無線隨鉆測斜儀，它由測量機構、控制機構、脈沖發生裝置、阻尼裝置、平衡活塞和殼體等組成。儀器有一個與外界隔開的密封殼體，內部充滿潤滑油，測量機構、控制機構和阻尼裝置在殼體內。它具有結構簡單，使用方便，使用范圍廣，測量結果穩定等優點?！睆墓_內容看，其不足之處是其精度為0.5°，而且其液壓油在高溫情況下受熱膨脹將彈簧壓并，活塞桿不能移動，直接導致儀器不能工作或信號誤差大；另外，其井斜角測量范圍小，井斜角超出測量范圍時，需要調節角度范圍?調節套和角度調節環。隨著石油天然氣勘探開發的不斷發展，深井、超深井鉆井日益增多，鉆井地層環境更加惡劣，對井身質量要求標準更高，這就要求對井斜控制更加嚴格；另一方面，隨鉆鉆井技術的不斷進步，定向井、水平井、大位移井及分支井等特殊工藝井鉆井技術應用也日趨廣泛，這些特殊工藝井要求進行包括井斜控制在內的井眼軌跡控制，才能精確完成井眼幾何或地質導向，最終實現地質中靶，實現良好的單井產量和油田整體開發效益。上述技術領域對井斜測量的要求更高，目前的有關測斜裝置和儀器在不同程度上不適用于更高精度要求的垂直快速鉆井和精確井眼軌跡控制的技術需要，需要在原理方法、技術路線及工藝技術進行創新設計，并研發相應的產品。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種機械無線隨鉆井斜測量儀，以提高井斜測量精度，簡化井下儀器結構，擴大井斜角的測量范圍，尤其是在高溫高壓深井、超深井的惡劣地層環境以及水平井、大位移井、分支井等特殊工藝井的井斜測量中具有很好的適應性和明顯的技術優勢，能夠確?？焖倬_地無線隨鉆測量井斜角。?

本發明解決其技術問題的技術方案是：一種機械無線隨鉆井斜測量儀，由齒式測量裝置、脈沖發生裝置和筒體等組成，其特征在于脈沖發生裝置在齒式測量裝置的上端，通過筒體內齒條相連；筒體內齒條上端與脈沖軸下端相連，其下端與齒式測量裝置外齒嚙合，支架上端與筒體通過上轉動軸承相連，其下端與下轉動軸承相連。?

齒式測量裝置由餅擺外殼、增速齒輪組裝置、鋼板和支架等組成；餅擺外殼的一部分含有重金屬加重塊，其它部分為空心殼體，餅擺外殼的重心落在含?加重塊的部分，餅擺外殼的加重部分一直處于重力勢能最底的位置；餅擺外殼內側半圓為齒，從重心開始，到餅擺內側圓經過該重心的直徑所穿過的另一點，另一半圓無齒；增速齒輪組裝置由一系列直徑不同的齒輪構成；齒輪均固定在鋼板上。支架支撐著餅擺外殼。當餅擺外殼的加重部分的位置不在重力勢能最低處，在重力作用下，餅擺外殼在支架上產生力矩，使支架轉動，直到餅擺外殼的重力勢能最底的位置。齒式測量裝置內重金屬加重塊的重心位于支架的中軸心。此時所測井斜角即為所要。?

增速齒輪組裝置的最后一級齒輪在齒式測量裝置的外邊，稱為外齒。增速齒輪組裝置的第一個齒輪與餅擺外殼內側的半圓弧齒嚙合。?

筒體內有齒條，齒條下端不在中軸線上，其上端與中軸線重合，齒條為Z字型，齒條上端與脈沖軸的下端相連，其下端與外齒嚙合，支架上端通過上轉動軸承與筒體相連，其下端通過下轉動軸承與支座相連。?

本發明與現有技術相比，具有以下有創新性和技術優勢：?

(1)本儀器屬于純機械結構，高溫高壓惡劣環境的力學性能穩定可靠，在深井、超深井極端溫度、壓力等條件下，亦能穩定可靠地工作；齒式測量裝置的主要結構是增速齒輪組裝置，被餅擺外殼與隔離，整個儀器的密封要求低，在高溫環境下工作性能穩定，可用于高溫深井、超深井油氣井井斜測量的穩定作業。?