一种具有双向减振功能的定向内套装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油领域井下仪器技术领域，特别是涉及一种具有双向减振功能的定向内套装置。


背景技术：

2.随着深井和超深井的勘探开发越来越多，对缩短完井周期要求迫切，使用钻井新工艺可以提高钻井效率降低成本，例如激进钻井等应用越来越广泛。无线随钻测量系统(mwd)还包括地面设备、工装工具和随钻测量仪器(mwd仪器串)等其他配套，其中mwd仪器串主要指的是井下仪器。
3.目前现有的减振循环套装置，采用橡胶垫作为减振元件，只能承受和减小仪器向下的冲击，对于冲击的反作用力没有抑制效果。但实际井下的振动环境是复杂多变的，由于随钻测量仪器承受较大的向上的冲击，导致仪器脱键，从而方位无法确定，不能实现定向作业。且使用激进钻井、钻井效率提升的同时，随钻测量仪器由于时刻承受着高强度的振动和冲击，使得传感器使用寿命缩短，仪器单次井下工作时间减少，维修成本增加。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型提供一种具有双向减振功能的定向内套装置，以解决现有技术存在的随钻测量仪器由于长时间承受高强度振动和冲击，导致传感器使用寿命缩短、仪器的方位无法确定、单次井下工作时间少及维修成本高的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种具有双向减振功能的定向内套装置，其特殊之处在于，包括：定向基座、碟簧轴、两组碟簧和循环套；所述定向基座、碟簧轴和循环套的中部内侧均设有过流通道；所述定向基座的上部与所述碟簧轴的下部固定连接，且定向基座固定在定向钻铤内部；
7.所述循环套套设在所述定向基座、所述碟簧轴的外部，且循环套与所述定向基座、所述碟簧轴之间分别具有第一空间、第二空间，使得循环套相对于定向基座、碟簧轴轴向运动；所述循环套下部的内壁、第二空间内安装有挡环，能够压缩两组所述碟簧至预紧力位置；所述循环套的上部设置腔体，所述腔体用于装入随钻测量仪器；
8.所述碟簧轴的外壁、第二空间内设置有凸块，所述凸块位于所述挡环的上部；所述两组碟簧分为上组碟簧和下组碟簧，其中：所述上组碟簧的下端与所述凸块的上部连接，上端与所述循环套连接；所述下组碟簧的上端与所述凸块的下部连接，下端与所述挡环的上部连接。
9.可选地，所述上组碟簧、下组碟簧分别至少包括两个第一碟簧、两个第二碟簧，两个所述第一碟簧、两个所述第二碟簧分别对称布置在所述第二空间内。
10.可选地，所述定向基座的外壁开设有顶丝孔，所述顶丝孔用于安装碟簧轴固定销；所述定向基座通过所述碟簧轴固定销与所述碟簧轴固定连接。
11.可选地，所述顶丝孔的数量有3个。
12.可选地，所述定向基座通过定向螺栓固定于定向钻铤内部。
13.可选地，所述挡环的侧壁通过挡环固定销固定在所述循环套下部的内壁；所述挡环固定销的数量有4个。
14.可选地，还包括导向防转销，所述碟簧轴上部的外侧设有凸台，用于固定并支撑所述导向防转销，对应的，所述循环套内开设有孔道，当所述循环套套设在所述碟簧轴的外部时，所述导向防转销位于所述孔道内，并能够在所述孔道内轴向运动，所述导向防转销用于循环套和碟簧轴的导向和防转动，保证随钻测量仪器可靠定向。
15.可选地，所述导向防转销的数量有4组，材质为铍青铜材质。
16.可选地，还包括定向键，所述定向键用于固定随钻测量仪器的方位，使得在定向钻铤内部不会转动。
17.可选地，所述碟簧轴的环周壁上开设有导流孔，所述导流孔用于泥浆的流通，避免两组碟簧在上下往复运动时，泥浆不容易流动而造成憋压。
18.本实用新型至少具有以下有益效果：
19.本实用新型提供了一种具有双向减振功能的定向内套装置，包括定向基座、碟簧轴、两组碟簧和循环套；循环套能够相对于定向基座、碟簧轴轴向运动；两组碟簧分为上组碟簧和下组碟簧，上组碟簧承受随钻测量仪器重量及向下的冲击，下组碟簧承受随钻测量仪器向上的冲击，能够实现双向减振，使得随钻测量仪器受到的振动平稳，减小了冲击性损害，提高了测量精度，延长了使用寿命，降低了仪器故障率，降低仪器的使用成本；同时，降低了随钻测量仪器的脱键风险，增加了随钻测量仪器工作的稳定性和可靠性；本实用新型减小了随钻测量仪器受到的轴向冲击及其反作用力，对随钻测量仪器进行保护，降低脱键风险，具有测量精度高、抗疲劳性高、寿命长和使用成本低的优点。
20.另外，设置定向键对随钻测量仪器的方位进行固定；设置导向防转销使得循环套进行导向防转动，保证了随钻测量仪器的可靠定向；设置导流孔用于泥浆流通，避免了憋压。
附图说明
21.为了更清楚地说明现有技术以及本实用新型，下面将对现有技术以及本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
22.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
23.图1为本实用新型一个实施例的外部结构示意图；
24.图2为本实用新型一个实施例的剖视图；
25.图3为图1所示实施例在a-a处的剖视图。
26.附图标记说明：
27.1-定向基座；101-第一空间；102-顶丝孔；2-碟簧轴固定销；3-挡环；4-挡环固定
销；5-碟簧轴；501-第二空间；502-凸块；6-上组碟簧；7-下组碟簧；8-循环套；801-腔体；802-定向键；803-孔道；9-导向防转销；10-定向螺栓孔；11-导流孔；12-过流通道。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。
30.此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本实用新型构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
31.本实用新型的一个实施例，如图1、图2所示，一种具有双向减振功能的定向内套装置，包括：定向基座1、碟簧轴5、两组碟簧和循环套8；定向基座1、碟簧轴5和循环套8的中部内侧均设有过流通道12，作为泥浆流通的通道；定向基座1的上部与碟簧轴5的下部固定连接，且定向基座1固定在定向钻铤内部；
32.循环套8套设在定向基座1、碟簧轴5的外部，且循环套8与定向基座1、碟簧轴5之间分别具有第一空间101、第二空间501，使得循环套8相对于定向基座1、碟簧轴5轴向运动；循环套8下部的内壁、第二空间501内安装有挡环3，能够压缩两组碟簧至预紧力位置，在实际应用中，根据不同井况需求，调整挡环3的厚度，从而更改两组碟簧预紧力；循环套8的上部设置腔体801，腔体801用于装入随钻测量仪器(mwd仪器串)；从循环套8上端装入随钻测量仪器，随钻测量仪器的总重量小于两组碟簧的装配预紧力，在没有振动的环境下，两组碟簧没有受压，不进行减振工作；
33.碟簧轴5的外壁、第二空间501内设置有凸块502，凸块502位于挡环3的上部；两组碟簧分为上组碟簧6和下组碟簧7，其中：上组碟簧6的下端与凸块502的上部连接，上端与循环套8连接；下组碟簧7的上端与凸块502的下部连接，下端与挡环3的上部连接。
34.优选地，上组碟簧6、下组碟簧7分别至少包括两个第一碟簧、两个第二碟簧，两个第一碟簧、两个第二碟簧分别对称布置在第二空间501内。
35.碟簧轴5用于支撑上组碟簧6和下组碟簧7，当受到向下的冲击时，由于随钻测量仪器的重量和冲击功，迫使循环套8压缩上组碟簧6向下运动，因为压缩上组碟簧6的作用力随着上组碟簧6变形量的增加而增加，从而会使随钻测量仪器的向下运动变得越来越慢，直至作用力达到平衡，实现减振的目的；当受到向上的冲击时，循环套8内壁上固定的挡环3会压缩下组碟簧7向上运动，压缩下组碟簧7的作用力随着碟簧变形量的增加而增加，使随钻测量仪器的向上运动变得越来越慢，直至作用力达到平衡，实现减振的目的，同时，通过减小随钻测量仪器向上的运动，可以降低其脱键风险。
36.优选地，如图3所示，定向基座1的外壁开设有顶丝孔102，顶丝孔102用于安装碟簧轴固定销2；定向基座1通过碟簧轴固定销2与碟簧轴5固定连接。进一步优选地，顶丝孔102的数量有3个，使用3个碟簧轴固定销2径向顶紧和固定碟簧轴5。
37.优选地，定向基座1通过定向螺栓固定于定向钻铤内部，确定测量角差的基准。对应的，定向基座1外壁开设有安装定向螺栓的定向螺栓孔10。当定向基座1装入定向钻铤内部后，转动使其正对定向钻铤的定向螺栓孔10，并使用定向螺栓将其固定在定向钻铤内部。
38.优选地，挡环3的侧壁通过挡环固定销4固定在循环套8下部的内壁；挡环固定销4的数量有4个。
39.优选地，还包括导向防转销9，碟簧轴5上部的外侧设有凸台，用于固定并支撑导向防转销9，对应的，循环套8内开设有孔道803，当循环套8套设在碟簧轴5的外部时，导向防转销9位于孔道803内，并能够在孔道803内轴向运动，导向防转销9用于循环套8和碟簧轴5的导向和防转动，保证随钻测量仪器可靠定向。
40.进一步优选地，导向防转销9的数量有4组，材质为铍青铜材质，能进行时效处理，具有高抗剪切强度和耐磨性，保证循环套8可靠的轴向运动和防止转动。
41.优选地，还包括定向键802，定向键802用于固定随钻测量仪器的方位，使得在定向钻铤内部不会转动。
42.优选地，还包括导流孔11，导流孔11用于泥浆的流通，避免两组碟簧上下往复运动，泥浆不容易流动造成憋压。
43.本实用新型通过设置两组碟簧，其中上组碟簧承受随钻测量仪器的重量及向下的冲击，下组碟簧承受随钻测量仪器向上的冲击，能够对随钻测量仪器受到的剧烈振动进行吸收，避免随钻测量仪器受到刚性冲击，从而实现双向减振，使得随钻测量仪器受到的振动平稳，减小了冲击性损害，提升随钻测量仪器的测量数据精度，提升了随钻测量仪器的抗振能力，延长了仪器的寿命，降低了仪器故障率，降低了仪器的使用成本；同时，降低了随钻测量仪器的脱键风险，增加了随钻测量仪器工作的稳定性和可靠性。
44.另外，设置定向键对随钻测量仪器的方位进行固定，设置导向防转销使得循环套进行导向防转，保证了随钻测量仪器的可靠定向；碟簧轴与循环套配合能够保护导向防转销不受冲损，设置导流孔用于泥浆的流通，避免了憋压。
45.本实用新型还增加了随钻测量仪器单次井下工作时间，并增加了随钻测量仪器与扭力冲击器、水力振荡器、钻头和螺杆马达的适配性，使随钻测量仪器得到有力保护，维保成本大幅度下降，随钻测量仪器综合利用率提高。
46.以上方案中所表述的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中”等方位术语，仅为便于叙述的明了，而并非用以限定本实用新型在实施时的绝对方位，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
47.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
48.上文中通过一般性说明及具体实施例对本实用新型作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本实用新型构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利
要求为准。