[發明專利]適用于任意斜度套管井的扭桿式井下震源

有效

• 申請號: 201310573286.8
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103616718B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 王迎曦
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: G01V1/143
• 分類號: G01V1/143
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及石油和地質勘探技術領域，具體涉及一種適用于任意斜度套管井的扭桿式井下震源。

背景技術

震源在井間地震技術中起著至關重要的作用，機械脈沖式震源是目前國內外應用較為普遍的六類震源之一，其中最常見的要屬重錘式。其工作原理是通過推靠電機將支撐臂牢牢貼合井壁，再由直線電機將重錘提升至高點后釋放，由此產生作用于砧座的垂直沖擊力，經砧座與支撐臂間的斜面轉換為水平徑向力，并由此形成輻射能傳入地層（見“重錘沖擊式井下震源專利號：ZL92224745.5”）。

由于工作狀態下支撐臂與砧座的接觸部分完全浸泡在井下泥漿介質中，又處在高溫高壓惡劣環境下，一旦遇到堅硬顆粒物的嵌入或零件自身的磨損變形以及數十噸沖擊力等綜合因素的作用，接觸面就可能出現咬死現象。這種情況一旦發生，就如同在套管井中砸入一枚巨大的釘子，將其牢牢楔在井中，最嚴重的后果就是直接造成一口井的報廢。

雖然該震源后來在局部做了改進，將推靠臂與砧座的接觸面由滑動摩擦改成滾動摩擦（見“一種推靠傳力裝置，專利號：ZL01247024.4”），但其開放式的工作形態沒有改變，與生俱來的安全隱患并未得到根除。

此外，由于作用力絕大部分來自重力，隨著套管井斜度的增加，能量的衰減加大，當達到一定值時將無法正常設施作業。再者，提升重錘的直線電機也由于自身條件的限制，不僅能耗大（功率8KW左右，要求三相AV380V高壓電源），同時也帶來整體尺寸的增大（儀器長達5.5米）。

發明內容

本發明提供一種適用于任意斜度套管井的扭桿式井下震源，提高設備可靠性，徹底消除震源可能卡在井下的安全隱患，同時適應了大斜度水平井測井的需求，降低了能耗。

本發明通過以下技術方案實現：

一種適用于任意斜度套管井的扭桿式井下震源，包括外殼、電機、減速器、主動齒輪、從動齒輪、撥桿、底座、擋塊、扭桿、擺錘、砧桿、傳動桿、拉簧和彈簧偏心器；所述電機、減速器、主動齒輪依次通過所述傳動桿連接；所述主動齒輪與所述從動齒輪內嚙合；所述從動齒輪和所述底座上對應的部分具有半圓形槽孔，相對形成圓形槽孔，所述撥桿插入圓形槽孔中；所述撥桿具有與底座外緣弧度相對應的弧形缺口；所述撥桿通過所述拉簧與所述底座連接；所述底座與所述扭桿之間通過鍵連接；所述擋塊固定在所述外殼上；所述扭桿穿過擺錘的一端與外殼固定連接，所述擺錘與扭桿固定連接；所述砧桿插入外殼的缺口中與外殼固定連接；所述彈簧偏心器（14）設置在與砧桿（11）相對的一側，與外殼固定連接。在上述技術方案中，所述扭桿外面空套一扭管，通過花鍵將扭桿和扭管緊固相連。

在上述技術方案中，所述底座與所述扭桿之間為鍵連接。

在上述技術方案中，所述扭桿與所述擺錘之間為鍵連接。

在上述技術方案中，所述扭桿直徑為10～12mm，長度為2.5～3.5m。

在上述技術方案中，所述砧桿與外殼之間采用徑向和端面密封。

在上述技術方案中，所述擋塊安裝在外殼內的轉接套上，沿外殼軸向可調節位置。

在上述技術方案中，所述電機采用單個直流電機。

在上述技術方案中，所述砧桿具有環槽，與所述外殼的缺口上的環形突起相配合，所述砧桿通過螺栓與所述外殼固定。

在上述技術方案中，所述彈簧偏心器包括兩個連接頭和彈性鋼板，所述連接頭與所述外殼固定連接，所述彈性鋼板兩端分別與所述連接頭固定連接。

本發明具有如下特點：

1、可靠性安全性得到極大提升。本發明為全密閉結構，通過外殼將內部結構密封，可以靠彈簧偏心器將砧桿貼住井壁，以彈性接觸取代了剛性接觸，因此任何情況下都不可能卡死在井中。

2、由于不依賴于重力作為作用力，可用于任意斜度的水平井。

3、由于使用了扭桿，相比于其他彈簧結構其單位體積的變形能最大，因而本發明具有體積小的特點。

4、本發明相對于井壁的施力點只有一處（砧桿處），相比于現有技術中的重錘式震源的三處受力方式，能量的傳遞更為集中有效

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的適用于任意斜度套管井的扭桿式井下震源結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的適用于任意斜度套管井的扭桿式井下震源中擺錘未撞擊砧桿狀態下齒輪與底座、扭桿結構示意圖。

圖3為本發明實施例提供的適用于任意斜度套管井的扭桿式井下震源中擺錘撞擊砧桿狀況下齒輪與底座、扭桿結構示意圖。

圖4為本發明實施例提供的擺錘和砧桿的位置關系示意圖。