用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置的制作方法

1.本发明涉及钻井设备技术领域，具体涉及一种用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置。


背景技术：

2.钻井施工中为了防止仪器脱键，通常采用顶丝将随钻测量仪器与循环套进行锁紧，防止仪器脱键。锁紧后的仪器只能随钻具一同出井。在水平井钻井作业中，容易出现卡钻、埋钻等情况。事先锁紧的仪器只能在打捞钻具成功后才能出井。在井下，难以对随钻测量仪器与循环套进行解锁，进而难以对仪器实施单独打捞，容易发生钻具无法成功打捞而造成高价值仪器的损失。但是，如果不对仪器进行锁定，又容易出现脱键的情况。脱键后，难以准确测量数据，同时会因仪器脱键造成的起钻，费时费力，影响钻井作业的效率。
3.综上所述，在钻井作业过程中，如何设计一种既能对随钻测量仪器与循环套进行锁定，又能在需要时对其实施强制解锁的装置，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，为钻井作业中的随钻测量仪器，提供一种既能锁定仪器防止脱键，又能强制解锁便于打捞的装置。
5.为实现上述目的，本发明采用如下方案：提出一种用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置，包括循环套、测斜仪引鞋和夹紧组件，测斜仪引鞋被置于循环套内，循环套与测斜仪引鞋通过键连接；
6.所述循环套具有内管和翼板，多个翼板分布在内管的外壁上，每个翼板上均设置有安装孔，多个安装孔的轴线均处在同一平面上；
7.所述夹紧组件被置于安装孔内，包括顶柱、弹簧和滚珠，顶柱固定在安装孔的顶部，弹簧的一端与顶柱相连，另一端与滚珠相连，滚珠在弹簧的弹力作用下，被压在安装孔的底部，滚珠的球面在内管的内壁上形成凸出；
8.所述测斜仪引鞋上设置有环形槽，所述凸出卡在环形槽内，对测斜仪引鞋形成锁紧。
9.作为优选，翼板的表面设置有第一键槽，第一键槽内嵌入有键块，测斜仪引鞋的表面设置有第二键槽，键块的下端面伸出内管的内壁与第二键槽形成键连接，第二键槽的下端设置有斜口引鞋，形成下座键式结构，有利于提高座键的成功率，同时便于打捞仪器。
10.作为优选，多个翼板在内管的外壁上均匀分布，翼板的外表面用于与定向短节的内壁接触，便于循环套在安装时，形成对内管的径向定位，翼板的凸出端延伸出内管的尾端，凸出端设置有定位环，循环套在安装时，定位环的端面便于对内管形成轴向定位，定位环上设置有固定槽，便于螺栓穿过定向短节锁紧循环套。
11.作为优选，键块的上端面设置有凸台，第一键槽上设置有沉台，凸台与沉台的配
合，形成对键块在内管径向方向上的定位。
12.作为优选，定位环上设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈。
13.作为优选，顶柱为顶丝，顶丝为扁平状，顶丝与安装孔为螺纹连接，便于夹紧组件的安装和维护。
14.作为优选，安装孔的底部直径小于滚珠的直径，防止滚珠从安装孔的底部掉入内管中。
15.作为优选，环形槽的底部为圆弧面，便于与滚珠的球面形成更好地接触，同时，弧面设置便于在打捞时，测斜仪引鞋受到轴向力，滚珠能够更好地从环形槽中脱离，形成解锁。
16.作为优选，环形槽位于第二键槽的上端，有利于测斜仪引鞋在完成座键后，夹紧组件再对测斜仪引鞋形成锁定。
17.作为优选，内管的首端设置有倒角，倒角位于内管的内壁上，便于测斜仪引鞋进入内管时，对其形成导向，有助于提高座键的成功率。
18.本发明提供的用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置使用时，通过测斜仪引鞋将无线随钻测斜仪座键到循环套内。调整循环套，使加工在循环套翼板上的安装孔与测斜仪引鞋上加工的环形槽对应。在安装孔内依次装入滚珠、弹簧，用涂有螺纹密封胶的顶丝压缩弹簧顶紧，完成对斜仪引鞋的锁紧。当出现井下卡钻的情况时，打捞矛卡好仪器后，强力起拔。由于滚珠和环形槽都是曲面，在大力挤压的作用下弹簧变形，滚珠沿着安装孔的轴线向顶丝运动，滚珠与环形槽相脱离，形成解锁，可顺利取出无线随钻测斜仪。
19.本发明提供的用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：
20.1、该装置在循环套上安装夹紧组件以及在测斜仪引鞋上设置环形槽，在测斜仪引鞋完成座键后，夹紧组件通过环形槽对无线随钻测斜仪形成锁定，有效防止仪器脱键，提升了随钻测量的稳定性，降低了因仪器脱键造成的起钻次数，提高了钻井作业的效率；
21.2、该装置的夹紧组件包括顶柱、弹簧和滚珠，一方面滚珠在弹簧的弹力作用下，被压在安装孔的底部，滚珠的球面在内管的内壁上形成凸出，凸出与环形槽对测斜仪引鞋形成锁紧，另一方面出现井下卡钻的情况时，打捞矛卡好仪器后，对测斜仪引鞋施加轴向力，滚珠沿着安装孔的轴线向顶丝运动，滚珠与环形槽相脱离，形成解锁，实现了对测斜仪引鞋的锁定和强制解锁。
附图说明
22.图1是本发明实施例中用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置的示意图；
23.图2是图1的主视图；
24.图3是图2中a
‑
a处的剖视图；
25.图4是本发明实施例中用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置的座键示意图；
26.图5是图4完成座键的示意图；
27.图6是本发明实施例中具有5个夹紧组件的用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置的示意图；
28.图7是图6的俯视图。
29.附图标记：循环套1、测斜仪引鞋2、顶柱3、弹簧4、滚珠5、键块6、翼板11、固定槽12、内管13、定位环14、密封槽15、环形槽21、斜口引鞋22。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
31.如图1
‑
7所示的一种用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置，在钻井作业中一方面为了防止随钻测量仪器脱键，对仪器形成锁定；另一方面在出现卡钻、埋钻等井下突发情况时，能够与随钻测量仪器实现解锁，便于打捞工具对仪器的实施打捞，避免造成高价值仪器的损失。该装置利用夹紧组件与测斜仪引鞋上设置的环形槽，实现对随钻测量仪器的锁定与解锁功能。
32.如图1
‑
3所示的一种用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置，包括循环套1、测斜仪引鞋2和夹紧组件。测斜仪引鞋2被置于循环套1内。循环套1与测斜仪引鞋2通过键连接。测斜仪引鞋2与随钻测量仪器相连接，用于提高随钻测量仪器在循环套1内的座键成功率。循环套1被置于定向短节内，定向短节在钻杆的作用下被送至井下。
33.循环套1具有内管13和翼板11。多个翼板11分布在内管13的外壁上。每个翼板11上均设置有安装孔。多个安装孔的轴线均处在同一平面上。翼板11的外表面与定向短节的内壁接触，形成对内管13的径向定位。翼板11的设置减小了循环套1与定向短节之间的间隙，有助于提高座键的成功率。
34.夹紧组件被置于安装孔内，包括顶柱3、弹簧4和滚珠5。顶柱3固定在安装孔的顶部。弹簧4的一端与顶柱3相连，另一端与滚珠5相连。滚珠5在弹簧4的弹力作用下，被压在安装孔的底部。滚珠5的球面在内管13的内壁上形成凸出。滚珠5在外力与弹簧4的弹力共同作用下，能够沿着安装孔的轴线方向运动，滚珠5可以全部进入安装孔的内部，使得内管13的内壁上的凸出消失。
35.测斜仪引鞋2上设置有环形槽21。凸出卡在环形槽21内，对测斜仪引鞋2形成锁紧，进而实现对随钻测量仪器的锁紧，降低仪器在钻井作业中发生脱键的概率。
36.优选地，翼板11的表面设置有第一键槽。第一键槽内嵌入有键块6。测斜仪引鞋2的表面设置有第二键槽。键块6的下端面伸出内管13的内壁与第二键槽形成键连接。第二键槽的下端设置有斜口引鞋22，形成下座键式结构，有利于提高座键的成功率，同时便于打捞仪器。为了降低座键的难度以及降低对键连接的加工精度要求，可仅在其中任意一个翼板11上加工第一键槽。
37.优选地，多个翼板11在内管13的外壁上均匀分布。翼板11的外表面用于与定向短节的内壁接触，便于循环套1在安装时，形成对内管的径向定位。翼板11的凸出端延伸出内管13的尾端。凸出端设置有定位环14，循环套1在安装时，定位环14的端面便于对内管13形成轴向定位。定位环14上设置有固定槽12，便于螺栓穿过定向短节锁紧循环套1。翼板11的个数可选为3、4、5等，优选为3个。
38.如图6
‑
7所示，用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置具有5个夹紧组件。5个滚珠5在环形槽21内，对测斜仪引鞋2形成5点支撑，使得随钻测量仪器被锁紧时具有更好地稳定性。
39.其中，定位环14上设置有密封槽15。密封槽15内设置有密封圈。
40.优选地，键块6的上端面设置有凸台。第一键槽上设置有沉台，凸台与沉台的配合，形成对键块6在内管13径向方向上的定位。设置凸台与沉台，能够避免键块6通过第一键槽掉落在内管13中，有效降低了仪器座键后发生脱键的风险。
41.优选地，顶柱3为顶丝。顶丝为扁平状，顶丝与安装孔为螺纹连接，便于夹紧组件的安装和维护。在安装顶丝时，可在顶丝的螺纹上涂覆螺纹密封胶。
42.优选地，安装孔的底部直径小于滚珠5的直径，防止滚珠5从安装孔的底部掉入内管13中。滚珠5可选为钢珠，优选为304不锈钢材质。
43.优选地，环形槽21的底部为圆弧面，便于与滚珠的球面形成更好地接触。同时，弧面设置便于在打捞时，测斜仪引鞋2在受到轴向力，滚珠5能够更好地从环形槽21中脱离，形成解锁。
44.优选地，环形槽21位于第二键槽的上端，有利于测斜仪引鞋2在完成座键后，夹紧组件再对测斜仪引鞋2形成锁定。
45.优选地，如图3所示，内管13的首端设置有倒角，倒角位于内管13的内壁上，便于测斜仪引鞋2进入内管13时，对其形成导向，有助于提高座键的成功率。
46.如图4
‑
5所示，本实施例中用于无线随钻测斜仪的打捞防脱锁定装置使用时，通过测斜仪引鞋将无线随钻测斜仪座键到循环套内。调整循环套，使加工在循环套翼板上的安装孔与测斜仪引鞋上加工的环形槽对应。在安装孔内依次装入滚珠、弹簧，用涂有螺纹密封胶的顶丝压缩弹簧顶紧，完成对斜仪引鞋的锁紧。当出现井下卡钻的情况时，打捞矛卡好仪器后，强力起拔。由于滚珠和环形槽都是曲面，在大力挤压的作用下弹簧变形，滚珠沿着安装孔的轴线向顶丝运动，滚珠与环形槽相脱离，形成解锁，可顺利取出无线随钻测斜仪。
47.本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。