机械结构改进的适于高温高压小井眼油气井探测的测井仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机械结构改进的适于高温高压小井眼油气井探测的测井仪，包括：仪器外壳，其沿轴向方向具有开口的第一端和第二端；仪器上接头，其气密密封地连接到仪器外壳的第一端且其中设置有第一多芯电接插件；保温瓶短节，测井仪的电子线路短节设置在其保温瓶套中且至少与仪器上接头中的第一多芯电接插件电连接；电源模块短节；变压器短节 ； 和仪器下接头，其气密密封地连接到仪器外壳的第二端。保温瓶短节、电源模块短节、变压器短节依次自上而下地串联设置在仪器外壳中。
【专利说明】机械结构改进的适于高温高压小井眼油气井探测的测井仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及地球物理探测技术，具体地涉及用于油气井探测的测井仪。
【背景技术】
[0002]众所周知，全球能源需求巨大，而且当前以及未来相当长的一段时间内，全球的大部分能源需求仍然必须依靠化石燃料来满足。因此，油气行业需要加强勘探开发活动来满足未来的能源需求。
[0003]然而，发现和开发新的油气藏面临着一系列的挑战，例如，在目前的油气勘探开发过程中，出现的高温高压小井眼的超深井越来越多。而这种高温高压小井眼的环境会对油气藏开发所需的技术提出一定的特殊要求。
[0004]当前，现有技术测井仪的外径通常较大(一般在Φ92πιπι以上)，严重限制了测井仪的使用范围。这样的测井仪不但难以完成套损井的测试任务，且测井前必须经作业取出油管后才可进行测试。在变形严重的井段，这样的测井仪常常还会受到阻碍，测不到变形点或录取不到完整的测井资料。而且，这样的测井仪更加不可能适用于那些具有小井眼的变形井。
[0005]此外，现有技术的测井仪也由于电子元器件、某些机械材料使用温度等等的限制，使得它们的最高耐温通常仅为175°C左右、最大耐压通常仅为140Mpa左右。这样的测井仪并不能满足超高温、超高压、小井眼测井施工的需求。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是要提供一种适用于高温高压小井眼油气井探测的测井仪。
[0007]本发明的一个进一步的目的是要使得测井仪在装配、维修方面具有一定的简易性。
[0008]本发明的一个更进一步的目的是要使得测井仪更加耐用、可靠。
[0009]为此，本发明提供了一种用于油气井探测的测井仪，包括:仪器外壳，其沿轴向方向具有开口的第一端和第二端；仪器上接头，其气密密封地连接到所述仪器外壳的第一端，且其中设置有第一多芯电接插件；保温瓶短节，所述测井仪的电子线路短节设置在所述保温瓶短节的保温瓶套中，且至少与所述仪器上接头中的第一多芯电接插件电连接；电源模块短节；变压器短节；和仪器下接头，其气密密封地连接到所述仪器外壳的第二端，其中，所述保温瓶短节、所述电源模块短节、所述变压器短节依次自上而下地串联设置在所述仪器外壳中。
[0010]优选地，所述保温瓶短节、所述电源模块短节、所述变压器短节的相邻端部依次套接且通过径向螺钉固定在一起构成一个整体的仪器芯轴。
[0011]优选地，所述仪器下接头通过螺纹与所述仪器外壳旋紧连接；而且所述仪器上接头通过螺纹与所述仪器外壳旋紧连接，且所述仪器上接头的一部分伸入所述仪器外壳中，抵压住所述仪器芯轴。
[0012]优选地，所述保温瓶套内设置有一个整体的保温瓶短节芯轴，所述保温瓶短节芯轴包括依次固定地连接在一起的隔热簧、上吸热体、电子线路短节、多芯插头、多芯插座和下吸热体；所述保温瓶短节芯轴的下端通过所述下吸热体上的外螺纹旋紧在所述保温瓶套中；而且所述保温瓶套的上端由螺纹端帽端接，所述螺纹端帽的一部分伸入所述保温瓶套中，抵压住所述保温瓶短节芯轴。
[0013]优选地，所述变压器短节的下端装有弹簧座和变压器下接头，所述弹簧座与所述变压器下接头之间设置有轴向压缩弹簧。
[0014]优选地，所述弹簧座具有向下延伸的中心延伸轴；所述轴向压缩弹簧围绕所述中心延伸轴设置；而且所述中心延伸轴与所述变压器下接头的内底壁之间至少在所述轴向压缩弹簧处于自然状态时具有间距。
[0015]优选地，所述变压器下接头的轴向延伸的侧壁上开有两个径向相对的、轴向延伸的滑槽；而且所述变压器下接头通过径向地穿过所述滑槽的螺卷销可滑动地连接到所述弹簧座的中心延伸轴的末端部分。
[0016]优选地，所述变压器下接头的外侧壁上设置有轴向延伸的定位键；所述仪器下接头的内孔壁上设置有定位键槽；而且所述变压器下接头上的定位键与所述仪器下接头上的定位键槽相配合。
[0017]优选地，所述仪器下接头中设置有第二多芯电接插件。
[0018]本发明的测井仪由于采用了新颖的机械结构，大大提升了测井仪的耐温耐压指标，使其能够满足高温高压甚至是超高温超高压小井眼油气井的测井施工作业需求。具体地，本发明测井仅的最闻耐温可闻达220 C，最闻耐压可闻达175Mpa,并可适用于井径在110mm以下的小井眼油气井。
[0019]而且，本发明的测井仪不但易于装配和维修，而且能够有效消除或改善测井仪在高温环境中出现热胀变形导致的损坏和/或拆装困难问题，使得本发明的测井仪更加可靠、耐用。
[0020]根据下文结合附图对本发明优选实施例的详细描述，本领域技术人员将更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]后文将会参照附图并以示例性而非限制性方式对本发明的优选实施例进行详细描述，附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，附图未必是按实际比例绘制的。附图中:
图1示出了根据本发明一个实施例的用于油气井探测的测井仪的示意性透视图；
图2是图1所示测井仪的上接头的示意性侧视图；
图3是沿剖切线1-Ι获取的图2所示上接头的示意性剖视图；
图4是图1所示测井仪的下接头的示意性侧视图；
图5是沿剖切线I1-1I获取的图4所示下接头的示意性剖视图；
图6是图1所示测井仪的保温瓶短节的示意性分解透视图；
图7是图1所示测井仪的变压器短节的示意性透视图；
图8是图7所示变压器短节下端的弹簧座及变压器下接头组件的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了根据本发明一个实施例的用于油气井探测的测井仪10。总体而言，测井仪10包括仪器外壳110、仪器上接头120、保温瓶短节130、电源模块短节140、变压器短节150和仪器下接头160。其中，保温瓶短节130、电源模块短节140、变压器短节150依次自上而下地串联设置在仪器外壳110中。优选地，保温瓶短节130、电源模块短节140和变压器短节150的相邻端部依次套接且通过径向螺钉固定在一起构成一个整体的仪器芯轴容装在仪器外壳110内。
[0023]仪器外壳110例如可为一个中空的圆筒形抗压外壳，其优选具有140Mpa、175Mpa抗压能力。仪器外壳110沿轴向方向具有开口的第一端111和第二端112。在一个实施例中，仪器外壳110的外直径被优选设置成92mm、76mm。为便于仪器上接头120和仪器下接头160分别气密密封地端接到仪器外壳110的第一端111和第二端112，仪器上接头120和仪器下接头160优选均通过螺纹与仪器外壳110旋紧连接，且至少仪器上接头120的一部分伸入仪器外壳110中，抵压住仪器芯轴。例如，这可通过在仪器外壳110邻近第一端111和第二端112的内壁表面上形成内螺纹，在仪器上接头120和仪器下接头160的外表面区段上形成相应的外螺纹来实现。另外，本领域技术人员也可认识到也可在仪器上接头120和仪器下接头160的外表面的某些区段上设置容纳0形密封圈的凹槽，以便更好地实现密封。
[0024]参见图2和图3，为了便于测井仪10与地面系统或所处测井仪器串中其上方的其它仪器的电连接(包括电气和信号连接)，仪器上接头120中优选设置有第一多芯电接插件121，例如一个常压28芯插座。仪器上接头120上优选还提供有一个可相对于仪器上接头120转动的螺套拉环122。该螺套拉环122的上侧区段123上设置有外螺纹。当测井仪10与其他仪器对接时，可以只靠旋动螺套拉环122来实现对接，增加了本发明测井仪使用的简便性。
[0025]参见图4和图5，仪器下接头160中优选设置有第二多芯电接插件161，例如一个常压28芯插头，以便提供测井仪10与所处测井仪器串中其它下方测井仪器的电连接。
[0026]图6是测井仪10的保温瓶短节130的示意性分解透视图。测井仪10的电子线路短节设置在保温瓶短节130的保温瓶套131中且至少与仪器上接头120中的第一多芯电接插件121电连接。
[0027]保温瓶套131内设置有一个整体的保温瓶短节芯轴。该保温瓶短节芯轴包括隔热簧133、上吸热体134、电子线路短节135、多芯插头136、多芯插座137和下吸热体138，这些部件依次固定地连接在一起，例如通过将相邻端部套接后用径向螺钉固定。这个保温瓶短节芯轴的下端可通过下吸热体138上的外螺纹旋紧在保温瓶套131的底部。保温瓶套131的上端可由螺纹端帽132端接。螺纹端帽132的一部分伸入保温瓶套131中，抵压住保温瓶短节芯轴，使其在保温瓶套131内压紧固定。在保温瓶短节芯轴中设置的多芯插头136和多芯插座137避免了将电子线路短节135的线束穿过保温瓶短节130直接与电源模块短节140连接，方便了电子线路短节135的电装与维修。在一个实施例中，多芯插头136和多芯插座137可以分别是常压29芯插头和插座。
[0028]电源模块短节140相邻于保温瓶短节130设置在仪器外壳110内。在本发明的各种实施例中，可选用各种适当的电源模块短节。电源模块短节的具体结构、电路连接和功能作用等是本领域技术人员公知的，本文对其不作进一步的赘述。
[0029]图7是测井仪10的变压器短节150的示意性透视图。变压器短节150相邻于电源模块短节140设置在仪器外壳110内。变压器短节的总体结构、电路连接、基本功能等也是本领域技术人员公知的，本文对此不作进一步的赘述。在此，需要注意的是，本发明对变压器短节下端的结构作了特别的改进。
[0030]参见图8，在本发明的优选实施例中，变压器短节150的下端优选装有弹簧座151和变压器下接头154。弹簧座151与变压器下接头154之间设置有轴向压缩弹簧152。弹簧座151具有向下延伸的中心延伸轴153。轴向压缩弹簧152围绕中心延伸轴153设置。中心延伸轴153与变压器下接头154的内底壁之间至少在轴向压缩弹簧152处于自然状态时具有间距。变压器下接头154的轴向延伸的侧壁上开有两个径向相对的、轴向延伸的滑槽155，其优选为矩圆形。变压器下接头154通过径向地穿过滑槽155的螺卷销157可滑动地连接到弹簧座151的中心延伸轴153的末端部分，从而允许弹簧座151与变压器下接头154之间沿轴向方向进行相对的位置滑动。这样，在测井仪10的下井过程中，组装成整体的仪器芯轴高温膨胀时便会压缩弹簧152，在弹簧座151与变压器下接头154之间出现相对的位置滑动，因而可避免整个仪器芯轴受热变长，不会导致仪器上接头120与仪器芯轴之间的压接力太大，出现拆卸困难甚至变形损坏的问题。另外，初始装配时，优选将弹簧152设置成具有一定的预压缩量，这可对仪器上接头120起到一定的防松作用。
[0031]在一个优选实施例中，变压器下接头154的外侧壁上设置有轴向延伸的定位键156，而仪器下接头160的内孔壁上设置有可与该定位键156配合的定位键槽162 (参见图5)。在该例中，当将整体的仪器芯轴装配进仪器外壳110时，变压器下接头154上的这一定位键156被插入仪器下接头160的定位键槽162中，从而可防止仪器芯轴在仪器外壳110内出现周向转动。
[0032]此外，如图1所示，测井仪10还可包括两个护帽170，以便在测井仪10不作业时(例如在运输过程中或存放时)分别可拆卸地套装(例如通过螺纹连接或其它适当的连接方式)在仪器上接头120和仪器下接头160上进行防护。护帽170上可提供适当的吊装环以便于测井仪10的搬运或吊装。
[0033]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽地示出和描述了多个示例性优选实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本申请公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【权利要求】
1.一种用于油气井探测的测井仪，其特征在于包括: 仪器外壳，其沿轴向方向具有开口的第一端和第二端； 仪器上接头，其气密密封地连接到所述仪器外壳的第一端，且其中设置有第一多芯电接插件； 保温瓶短节，所述测井仪的电子线路短节设置在所述保温瓶短节的保温瓶套中，且至少与所述仪器上接头中的第一多芯电接插件电连接； 电源模块短节； 变压器短节；和 仪器下接头，其气密密封地连接到所述仪器外壳的第二端， 其中，所述保温瓶短节、所述电源模块短节、所述变压器短节依次自上而下地串联设置在所述仪器外壳中。
2.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于， 所述保温瓶短节、所述电源模块短节、所述变压器短节的相邻端部依次套接且通过径向螺钉固定在一起构成一个整体的仪器芯轴。
3.根据权利要求2所述的测井仪，其特征在于， 所述仪器下接头通过螺纹与所述仪器外壳旋紧连接；而且 所述仪器上接头通过螺纹与所述仪器外壳旋紧连接，且所述仪器上接头的一部分伸入所述仪器外壳中，抵压住所述仪器芯轴。
4.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于， 所述保温瓶套内设置有一个整体的保温瓶短节芯轴，所述保温瓶短节芯轴包括依次固定地连接在一起的隔热簧、上吸热体、电子线路短节、多芯插头、多芯插座和下吸热体； 所述保温瓶短节芯轴的下端通过所述下吸热体上的外螺纹旋紧在所述保温瓶套中；而且 所述保温瓶套的上端由螺纹端帽端接，所述螺纹端帽的一部分伸入所述保温瓶套中，抵压住所述保温瓶短节芯轴。
5.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于， 所述变压器短节的下端装有弹簧座和变压器下接头，所述弹簧座与所述变压器下接头之间设置有轴向压缩弹簧。
6.根据权利要求5所述的测井仪，其特征在于， 所述弹簧座具有向下延伸的中心延伸轴； 所述轴向压缩弹簧围绕所述中心延伸轴设置；而且 所述中心延伸轴与所述变压器下接头的内底壁之间至少在所述轴向压缩弹簧处于自然状态时具有间距。
7.根据权利要求6所述的测井仪，其特征在于， 所述变压器下接头的轴向延伸的侧壁上开有两个径向相对的、轴向延伸的滑槽；而且所述变压器下接头通过径向地穿过所述滑槽的螺卷销可滑动地连接到所述弹簧座的中心延伸轴的末端部分。
8.根据权利要求7所述的测井仪，其特征在于， 所述变压器下接头的外侧壁上设置有轴向延伸的定位键；所述仪器下接头的内孔壁上设置有定位键槽；而且所述变压器下接头上的定位键与所述仪器下接头上的定位键槽相配合。
9.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述仪器下接头中设置有第二多芯电接插件。
【文档编号】E21B47/00GK104420863SQ201310399148
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】袁彩华, 于昊, 谢昱北 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司