[發(fā)明專利]用于井下工具的減振器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580021709.2
• 申請(qǐng)日: 2015-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106795744B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·保羅·迪爾;大衛(wèi)·錢多斯;格雷厄姆·莫茲恩格;雅各布·托馬斯;帕特里克·門德斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 托爾特克集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21B17/07
• 分類號(hào): E21B17/07
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 陸弋;金潔

一種用于保護(hù)井下工具中的敏感電子器件免受機(jī)械沖擊和振動(dòng)的設(shè)備。該設(shè)備包括截錐形套筒，該截錐形套筒被構(gòu)造成布置在井下工具和另一井下部件之間，機(jī)械沖擊可通過(guò)該另一井下部件傳遞到井下工具。機(jī)械沖擊可能造成井下工具上的軸向、徑向和/或旋轉(zhuǎn)應(yīng)力。該截錐形套筒布置在由配接插頭和配接插座構(gòu)成的互連對(duì)的一部分上。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2014年4月30日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/986,871的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及與地層中的旋轉(zhuǎn)鑿鉆相關(guān)的井下工具領(lǐng)域，尤其涉及減小由于機(jī)械沖擊和振動(dòng)而造成的損傷和磨損。

背景技術(shù)

在地層中旋轉(zhuǎn)鑿鉆用于形成井孔，從而獲得地層中的物質(zhì)，例如碳?xì)浠衔铩ＰD(zhuǎn)鑿鉆涉及布置在從地表延伸的鉆柱的鑿鉆端上的鉆頭。鉆柱由一系列管狀物構(gòu)成，所述管狀物被構(gòu)造成允許流體在地表和地層之間流動(dòng)。在鉆頭上方并靠近鉆頭的可以是用于隨鉆測(cè)量(measurement-while-drilling)的地層工具和/或井孔測(cè)量工具。多種工具可以組合在一起作為底孔組件(bottom hole assembly)。

在鉆頭旋轉(zhuǎn)期間，底孔組件中的井下工具可能受到振動(dòng)和機(jī)械沖擊，該振動(dòng)和機(jī)械沖擊能夠損壞測(cè)量工具、沿著鉆柱的通信、或者井下工具及其它井下部件之間的連接。所述工具中的電子和機(jī)械裝置可能對(duì)機(jī)械沖擊和振動(dòng)特別敏感。對(duì)井下工具的電子器件的損害可能降低工具的可靠性及壽命。由于在鑿鉆可以恢復(fù)之前的鑿鉆操作的停滯和工具的修理，所述工具的故障可能導(dǎo)致昂貴的停機(jī)時(shí)間。為了減小損害并因此減小由于機(jī)械沖擊和振動(dòng)而造成的故障，可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)沖擊吸收裝置(通常稱為減振器)將所述工具與機(jī)械沖擊隔離。

減振器通常是被構(gòu)造成減小由于機(jī)械沖擊和振動(dòng)引起的應(yīng)力所造成的工具損傷和磨損的部件。常規(guī)的減振器通過(guò)減振器材料的可壓縮性來(lái)減小從鉆頭的方向沿著鉆柱的縱向軸線傳遞的機(jī)械沖擊。常規(guī)的減振器可以是彈簧或彈性體環(huán)，該彈簧或彈性體環(huán)在其被暴露于機(jī)械沖擊時(shí)縱向壓縮。該減振器的沖擊吸收能力通常取決于減振材料的厚度和類型。因此，減振器通常布置在井下工具的最有可能產(chǎn)生機(jī)械沖擊的一側(cè)。

對(duì)于減小對(duì)井下工具的機(jī)械沖擊的耐久的減振器，存在著需求。對(duì)于提供保護(hù)免于徑向和/或旋轉(zhuǎn)方向及縱向方向上的沖擊的減振器，存在著需求。對(duì)于沿井下工具的不同自由度提供不同程度的保護(hù)的減振器，也存在著需求。

發(fā)明內(nèi)容

在多個(gè)方面，本公開(kāi)涉及與地層中的旋轉(zhuǎn)鑿鉆相關(guān)的井下工具。具體地，本公開(kāi)涉及減小由于機(jī)械沖擊和振動(dòng)而造成的損傷和磨損。

一個(gè)實(shí)施例包括一種用于減小井下工具中的機(jī)械沖擊和振動(dòng)的設(shè)備，該井下工具被構(gòu)造成布置在井孔中，所述設(shè)備包括：截錐形套筒，所述截錐形套筒被構(gòu)造成布置在井下工具和另一井下部件之間，其中，該井下工具和井下部件被構(gòu)造成彼此配接，并且其中，截錐形套筒包括機(jī)械沖擊吸收材料。該井下部件和井下工具中的一個(gè)可以具有截錐形配接插頭，所述截錐形配接插頭具有被構(gòu)造成接收截錐形套筒的外表面，并且該井下部件和井下工具中的另一個(gè)可以具有插座，所述插座被構(gòu)造成接收配接插頭。所述表面可以是基本光滑的或具有徑向波紋。該井下部件可以包括以下項(xiàng)中的一個(gè)：另一井下工具和扶正器(centralizer)。

所述機(jī)械沖擊吸收材料可以包括彈性體材料。彈性體材料可以具有約10A至約60A之間的硬度值。在一些方面，彈性體材料具有約20A和約40A之間的硬度值。在一些方面，彈性體材料具有高于260℃的變形點(diǎn)。在一些方面，彈性體材料在約-50℃到約175℃的溫度范圍內(nèi)保持其硬度值。彈性體材料可以包括硅。

機(jī)械沖擊吸收材料可以包括波狀金屬。該金屬可以具有相對(duì)于截錐形套筒的軸線的徑向波紋或縱向波紋。截錐形配接插頭可以由與波狀金屬相同的金屬制成。機(jī)械沖擊吸收材料被選擇為在約-50℃到約175℃的溫度范圍內(nèi)保持其特性。