一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节的制作方法

1.本实用新型涉及一种柔性短节，具体涉及一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节。


背景技术：

2.柔性短节是一种用于油田大斜井及水平井钻探或测井作业的配套井下工具，其作用是调整井下钻具或者测井仪器的井下姿态使其适应井眼曲度的变化，防止井下钻具或者测井仪器遇阻遇卡造成作业事故；目前，生产中使用的柔性短节主要有球头套式和多节链式两种结构形式，其中：球头套式柔性短节是利用球头球套的配合结构连接上下接头，通过井眼侧壁的作用使上下接头产生偏转，而多节链式柔性短节是通过多级环片的组合形成柔性筒体，通过井眼形状的约束使柔性筒体产生弯曲，由于两种结构形式的柔性短接都是被动依靠油井井眼结构的控制约束来实现自身形态的变化，而且还都只能依靠自身重力作用回复弹性形变，使其在与油井井眼弯曲曲率的动态适应能力和协调变化能力等方面存在的响应迟滞、效率较低问题体现较为明显，在实际生产中，有时甚至还会因柔性短节增加了与井壁之间摩擦力而增大产生阻卡的倾向，难以很好地满足大斜井和水平井钻探或测井作业要求，尤其是近年来过钻头测井技术发展较快，过钻头测井仪器串小杆径、高精度特点对配套柔性短节性能提出了更高的要求，功能效率亟待提高，因此，有必要对油田柔性短节的结构进一步进行改进和完善，满足油田大斜井和水平井配套生产技术的需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是，提供一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，提高油田水平井钻探及测井的工作效率。
4.一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，包括：上接头、下接头、连接轴、支撑套和弹性承压杆，所述上接头的上端和所述下接头的下端分别具有螺纹连接结构，用以与钻具钻杆或者测井仪器相互连接，所述上接头的下端和所述下接头的上端利用所述连接轴相互铰接连接，所述支撑套固定套置在所述连接轴上，对所述连接轴与所述上接头、所述下接头之间的连接结构进行限制定位，在所述支撑套的外圆周面上开设有圆弧形导引槽，所述弹性承压杆为弹性结构杆体，两端分别限位固定在所述上接头和所述下接头上，中部在与所述连接轴相垂直的断面上呈现二维曲线回转形状，以增大所述弹性承压杆的弹性模量，并从所述支撑套的外圆周面上开设的所述导引槽中穿过。
5.进一步，优选所述一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，还包括：导线插头和导线插座，同时，所述弹性承压杆为开设有中心内孔的弹性结构杆体，所述导线插头安装在所述上接头中，所述导线插座安装在所述下接头中，所述导线插头和所述导线插座之间的连接线从所述弹性承压杆的中心内孔中穿过，实现所述导线插头与所述导线插座之间电力的导通。
6.再进一步，优选所述弹性承压杆中部的二维曲线回转形状为圆弧回转形状，各个
所述圆弧的弧顶分别抵顶在所述上接头和所述下接头的内侧侧壁上，以提高所述上接头和所述下接头相对旋转时整体结构的稳定性。
7.更进一步，为了增强所述弹性承压杆的变形适应性，减小变形内耗阻力，优选在所述弹性承压杆与所述支撑套的外圆周面上开设的所述导引槽之间预置有间隙距离
△
r。
8.本实用新型的有益效果是，请求保护的一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，以长杆状的弹性承压杆作为弹性结构杆体，通过弹性承压杆受力弯曲带动上接头相对下接头产生偏转，以适应油井的倾斜弯曲结构，采用二维曲线回转形状提高弹性承压杆的弹性模量，在钻井或者测井过程中，弹性承压杆的弹性变形量越大，其弹性回复力也越大，伴随产生的动态自动复位能力也越强，较强的自动复位能力既能够提高弹性承压杆与井眼弯曲曲率的适应能力，也能够增强弹性承压杆与井眼弯曲方向的协调能力，功能稳定性高，工作可靠性好，同时，还具有良好的动力导向性，可减小该柔性短节与油井井壁之间的之间的摩擦阻力，提高油田水平井钻井或者测井的工作效率。
附图说明
9.图1为由轴向弹性长杆体承力的柔性短节的装配结构剖视图。
10.图2为图1中沿a
‑
a线的剖视图。
11.图3为由轴向弹性长杆体承力的柔性短节的整体偏转状示意态图。
12.图4为弹性承压杆左侧偏转状态局部示意图。
13.图5为弹性承压杆右侧偏转状态局部示意图。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例及附图1至5，对本实用新型请求保护的技术方案做进一步描述。
15.一种适用于过钻头测井由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，如图1、图2和图3所示，由上接头1、下接头2、连接轴3、支撑套4、弹性承压杆5、导线插头6和导线插座7所组成，所述上接头1的上端与对开螺套8配合构成外螺纹连接结构，所述下接头2的下端开设有内螺纹，所述上接头1的下端和所述下接头2的上端利用所述连接轴3相互铰接连接，所述支撑套4套置在所述连接轴3上，通过顶丝10与所述连接轴3限位固定连接，在所述支撑套4的外圆周面上开设有圆弧形导引槽，同时还开设有工艺盲孔9，用以在组装装配过程中辅助调整所述支撑套4，使所述支撑套4和所述连接轴3上分别用以连接安装所述顶丝10的轴孔相互对正，所述弹性承压杆5为开设有中心内孔的弹性结构杆体，两端分别限位固定在所述上接头1和所述下接头2上，中部在与所述连接轴3相垂直的断面上呈现圆弧回转形状，一侧具有1个中心圆弧，所述中心圆弧从所述支撑套4外圆周面上开设的所述导引槽中穿过，弧顶抵顶在所述上接头1的内侧侧壁上，所述弹性承压杆5与所述导引槽之间预置的间隙距离
△
r为0.5～1.5毫米，另一侧具有2个回转圆弧，所述回转圆弧在所述中心圆弧两侧对称设置，弧顶分别抵顶在对应另一侧的所述上接头1和所述下接头2的内侧侧壁上，所述导线插头6安装在所述上接头1中，所述导线插座7安装在所述下接头2中，所述导线插头6和所述导线插座7之间的连接线从所述弹性承压杆5的中心内孔中穿过，对所述连接导线实施有效防护。
16.在水平井存储式过钻头测井（tbl）操作过程当中使用所述一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，首先将所述一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节连接于测井仪器串当中，并随钻投送井下，到达测井工位后，控制释放连接有所述一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节的所述测井仪器串，使所述测井仪器串穿过tbl钻头进入裸眼油井中；在所述测井仪器串的释放投送或者提升测井过程中，当遇油井弯曲段时，弹性承压杆5将受力产生弯曲，带动上接头1相对下接头2产生偏转角度a，由于所述弹性承压杆5为具有较大弹性模量的结构杆体，其弹性变形量越大，具有的弹性回复力也越大，伴随产生的动态自动复位能力也越强，所述自动复位能力既包括所述弹性承压杆5弹性变形与井眼弯曲曲率的适应能力，也包括连接轴3在井眼径向自旋转调整使所述弹性承压杆5的可变性方向与井眼弯曲方向的的协调能力，同时，由于所述弹性承压杆5长弹性杆体，所以还具有突出的动力导向性，从而降低所述一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节与油井井壁之间的作用力，减小两者之间的摩擦阻力。
17.同时，所述弹性承压杆5由支撑套4导引，在与所述连接轴3相垂直的断面上沿左右两个方向分别旋转所述偏转角度a，所述偏转角度a的最大幅度为5
°
，所述弹性承压杆5中部沿左右两个方向弯曲变形结构状态分别以如图4和图5所示的结构方位为例，当向右侧弯曲时，右侧的中心圆弧b的弧顶内侧与支撑套4帖靠在一起，左侧的回转圆弧c和回转圆弧的d的弧顶外侧分别抵顶在上接头1和下接头1的内侧侧壁上，当向左侧弯曲时，右侧的所述中心圆弧b的弧顶外侧抵顶在所述上接头1的内侧侧壁，左侧的所述回转圆弧c和所述回转圆弧的d的弧顶外侧依然分别抵顶在所述上接头1和所述下接头2的内侧侧壁上，由此表明，无论所述弹性承压杆5向左右哪个方向偏转，都能够获得稳定的3点支撑，在左右两个方向上都能实现等效的弹性变形和自主回复，具有可靠的工作稳定性。