專利名稱：一種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置及起震方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井裝置，特別是關(guān)于一種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置及起震方法。
背景技術(shù)：
在石油開采鉆井中，為了識(shí)別地層及鉆頭位置等，需要采用一種在井下重復(fù)起震的裝置，以通過采集這種起震裝置所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，達(dá)到識(shí)別井下狀態(tài)、地層特性和鉆頭位置等的目的。例如，在叢式井鉆井過程中為防止各井眼之間的碰撞，就需要采用這種工具，來識(shí)別鉆頭距風(fēng)險(xiǎn)套管間的距離。因?yàn)榫壑g一旦發(fā)生碰撞，其產(chǎn)生的后果是非常嚴(yán)重，不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以往解決防碰問題的主要方法是采用井眼軌道設(shè)計(jì)、隨鉆測(cè)量和防碰掃描等技術(shù)，但在不同的條件下均因存在一定的不足而不能避免將鉆頭打到鄰井套管，因此需要采用一種或多種方式來補(bǔ)充。 現(xiàn)有技術(shù)中，依據(jù)監(jiān)測(cè)套管頭振動(dòng)波的防碰監(jiān)測(cè)方法已經(jīng)成為一種防碰監(jiān)測(cè)的有效手段，它通過安裝在風(fēng)險(xiǎn)鄰井套管頭部位的加速度傳感器，采集和分析由鉆頭破巖時(shí)所產(chǎn)生振動(dòng)波的信號(hào)，判斷井眼是否具有碰撞鄰井套管的風(fēng)險(xiǎn)因素，并基于信號(hào)傳播規(guī)律，建立井眼防碰模型，計(jì)算鉆頭距鄰井井筒的最近距離。但由于鉆頭信號(hào)擴(kuò)散衰減和地層介質(zhì)的吸收衰減作用以及震動(dòng)波在套管中傳播時(shí)的衰減作用，因此在較深層段的鉆頭信號(hào)傳遞的距離有限，限制了此項(xiàng)技術(shù)的深層應(yīng)用。無論是地層特征測(cè)量還是鉆頭位置測(cè)量，都希望能產(chǎn)生一種具有獨(dú)立特征，便于識(shí)別而不受或少受外界干擾的信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的提供一種能夠監(jiān)測(cè)井眼之間防碰和能計(jì)算井間距離，并能識(shí)別地層特征規(guī)定信號(hào)的油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置及起震方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置，其特征在于它包括一外筒，所述外筒內(nèi)插設(shè)有一具有中心孔的上接頭，所述上接頭頂部的中心孔設(shè)置有與上部鉆具連接的內(nèi)螺紋，所述上接頭通過螺紋連接在所述外筒的上口 ；所述上接頭的中部與所述外筒之間套設(shè)有一彈簧，所述彈簧的底部連接一沖擊錘，所述沖擊錘與所述外筒之間滑動(dòng)夾設(shè)有一套筒；所述外筒內(nèi)壁的中部具有一加大內(nèi)徑的臺(tái)肩，所述臺(tái)肩下方的所述外筒內(nèi)壁滑動(dòng)地設(shè)置有一止推環(huán)，所述止推環(huán)下方的所述外筒內(nèi)壁設(shè)置有一通過外螺紋與其連接的限位環(huán)；所述套筒滑動(dòng)地穿設(shè)在所述限位環(huán)內(nèi)，所述套筒的上部沿周向均布有三個(gè)弧形結(jié)構(gòu)槽，所述套筒外壁的結(jié)構(gòu)槽下方緊密地套設(shè)在一具有漸縮臺(tái)肩止推環(huán)內(nèi)；在每一個(gè)所述結(jié)構(gòu)槽內(nèi)均卡設(shè)有一弧形卡，所述套筒內(nèi)徑的中部具有一圈凸出的鐵砧，所述鐵砧的垂向設(shè)置有若干連通孔，所述套筒下半段的內(nèi)徑滑動(dòng)地套設(shè)有一操作套筒，所述操作套筒通過螺紋連接在上接頭的末端；所述操作套筒的上口外緣設(shè)置有控制沖擊錘上行的一圈凸臺(tái)；所述套筒下半段的外徑設(shè)置有矩形外花鍵，所述外花鍵滑動(dòng)地套接一內(nèi)花鍵接頭，所述外筒的下口通過若干螺栓固定連接內(nèi)花鍵接頭；所述外花鍵末端通過螺紋連接一下接頭，所述下接頭外壁設(shè)置有用于連接下部鉆具的螺紋。所述弧形卡的形狀為30°弧形結(jié)構(gòu)；所述結(jié)構(gòu)槽中內(nèi)部開度小于弧形卡的截面直徑。上述一種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置的起震方法，其包括以下步驟1)正常鉆進(jìn)狀態(tài)時(shí)，彈簧處于自然伸展?fàn)顟B(tài)，此時(shí)沖擊錘與套筒鐵砧之間處于貼合狀態(tài)；而止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩與套筒結(jié)構(gòu)槽正處于同一水平位置，弧形卡的外側(cè)卡靠在止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩中；震源在鉆壓的作用下，其內(nèi)花鍵接頭與下接頭一直處于貼合狀態(tài)；鉆進(jìn)扭矩靠套筒的花鍵副傳遞，鉆壓通過內(nèi)花鍵接頭底部與下接頭的接觸傳遞；震源不會(huì)產(chǎn)生震擊作用，只是作為鉆具的一部分傳遞扭矩和鉆壓；2)根據(jù)檢測(cè)要求，需要起震時(shí)，首先停止鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)，上提上部鉆具，上接頭帶動(dòng)操作套筒一同上移，操作套筒的凸臺(tái)推動(dòng)沖擊錘和彈簧整體上移，此時(shí)彈簧仍然處于自然伸展?fàn)顟B(tài)；限位環(huán)也隨著外筒一同上移；由于套筒末端連接下接頭，而下接頭又和井下動(dòng)力鉆具及鉆頭連接，因此靠自重保持靜止不動(dòng)，且鉆頭仍與地層接觸；3)當(dāng) 沖擊錘上移至弧形卡上端時(shí)，限位環(huán)與止推環(huán)接觸，上部鉆具還在繼續(xù)上行，限位環(huán)推動(dòng)止推環(huán)上行，止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩向內(nèi)擠推弧形卡，使弧形卡進(jìn)入套筒的結(jié)構(gòu)槽內(nèi)，并有部分弧形卡突出到套筒內(nèi)壁形成三個(gè)控制沖擊錘下行的卡點(diǎn)，承托在沖擊錘底部，停止鉆具的上提；4)下放上部鉆具，由于弧形卡限制了沖擊錘下行，而上部鉆具帶動(dòng)上接頭繼續(xù)下行，進(jìn)而使彈簧受壓儲(chǔ)蓄能量，當(dāng)上接頭帶動(dòng)外筒內(nèi)壁臺(tái)肩下行與止推環(huán)頂部接觸時(shí)，此時(shí)彈簧壓縮量為最大，儲(chǔ)蓄能量也達(dá)到最大值，震源處于待激發(fā)狀態(tài)；5)上接頭帶動(dòng)外筒繼續(xù)下行，當(dāng)臺(tái)肩下行至止推環(huán)與套筒的結(jié)構(gòu)槽處在同一水平位置時(shí)，弧形卡在沖擊錘的推擠作用下向外脹開，回到止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩中，使套筒內(nèi)壁承托沖擊錘的卡點(diǎn)消失，彈簧釋放彈性動(dòng)能帶動(dòng)沖擊錘迅速下行沖擊套筒的鐵砧實(shí)現(xiàn)一次起震，即產(chǎn)生一次標(biāo)志性信號(hào)；6)當(dāng)沖擊動(dòng)作完成后，彈簧恢復(fù)到自然伸展?fàn)顟B(tài)，震源也恢復(fù)到步驟I);重復(fù)上述步驟2)、3)、4)和5)的動(dòng)作，即可以實(shí)施下一次起震。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用彈簧直接連接沖擊錘，而彈簧作為儲(chǔ)能的關(guān)鍵構(gòu)件，通過外筒內(nèi)壁的臺(tái)肩與套設(shè)在套筒上的止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩及沖擊錘的配合擠壓或容納弧形卡，因此可以靈活控制沖擊錘下行擊打套筒的鐵砧。2、本發(fā)明由于在操作套筒頂部的外緣設(shè)置有一圈凸臺(tái)用于推動(dòng)沖擊錘上行，使壓縮彈簧儲(chǔ)蓄能量，因此使鉆具運(yùn)行更加穩(wěn)定、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)起震。3、本發(fā)明為了避免弧形卡掉入套筒的內(nèi)腔，在結(jié)構(gòu)槽中采用內(nèi)部開度小于弧形卡的截面直徑，因此使部分弧形卡突出到套筒內(nèi)腔中的三個(gè)卡點(diǎn)承托沖擊錘更加牢固，延長(zhǎng)了震動(dòng)裝置的使用壽命。4、本發(fā)明由于采用套筒下部的矩形外花鍵結(jié)構(gòu)連接內(nèi)花鍵接頭，因此可以實(shí)現(xiàn)震源內(nèi)使外筒的上、下伸縮行程的同時(shí)增大傳遞上部鉆具的扭矩。5、本發(fā)明由于在上接頭與外筒上口、上接頭的末端與操作套筒和套筒與下接頭分別通過細(xì)牙螺紋固定連接，因此可以降低對(duì)密封的要求。本發(fā)明可以廣泛用于油氣鉆探施工中需要井下重復(fù)起震需要標(biāo)志振動(dòng)信號(hào)的作業(yè)之中。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2是套筒的結(jié)構(gòu)槽結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是圖2的剖視示意4是弧形卡的結(jié)構(gòu)示意5是套筒的結(jié)構(gòu)槽與弧形卡連接狀態(tài)示意6是止推環(huán)的結(jié)構(gòu)示意7是操作套筒的局部結(jié)構(gòu)示意8是套筒與內(nèi)花鍵接頭的連接狀態(tài)示意9是彈簧處于鉆具自然狀態(tài)示意圖

圖10是彈簧處于鉆具上提狀態(tài)示意11是限位環(huán)上移至止推環(huán)底部狀態(tài)示意12是外筒的臺(tái)肩下行至止推環(huán)頂部狀態(tài)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I所示，本發(fā)明裝置包括一外筒1，外筒I內(nèi)插設(shè)有一具有中心孔的上接頭2，上接頭2頂部的中心孔設(shè)置有與上部鉆具連接的內(nèi)螺紋21，上接頭2通過螺紋連接在外筒I的上口。上接頭2的中部與外筒I之間套設(shè)有一彈簧3，彈簧3的底部連接一沖擊錘4，沖擊錘4與外筒I之間滑動(dòng)夾設(shè)有一套筒5。外筒I內(nèi)壁的中部具有一加大內(nèi)徑的臺(tái)肩la，在臺(tái)肩Ia下方的外筒I內(nèi)壁滑動(dòng)地設(shè)置有一止推環(huán)6，在止推環(huán)6下方的外筒I內(nèi)壁設(shè)置有一通過外螺紋與其連接的限位環(huán)7。套筒5滑動(dòng)地穿設(shè)在限位環(huán)7內(nèi)，套筒5的上部沿周向均布有三個(gè)弧形的結(jié)構(gòu)槽51 (如圖2、圖3所示)，在套筒5外壁結(jié)構(gòu)槽51的下方緊密地套設(shè)在一具有漸縮臺(tái)肩61的止推環(huán)6內(nèi)(如圖6所示)。在每一個(gè)結(jié)構(gòu)槽51內(nèi)均卡設(shè)有一弧形卡8 (如圖4、圖5所示)，套筒5內(nèi)徑的中部具有一圈凸出的鐵砧52，在鐵砧52的垂向設(shè)置有若干連通孔53，套筒5下半段的內(nèi)徑滑動(dòng)地套設(shè)有一操作套筒9，操作套筒9通過螺紋連接在上接頭2的末端。操作套筒9的上口外緣設(shè)置有控制沖擊錘4上行的一圈凸臺(tái)91 (如圖7所示)。套筒5下半段的外徑設(shè)置有矩形外花鍵54，外花鍵54滑動(dòng)地套接一內(nèi)花鍵接頭10 (如圖I、圖8所示)，外筒I下口通過若干螺栓固定連接內(nèi)花鍵接頭10。外花鍵54末端通過螺紋連接一下接頭11，下接頭11外壁設(shè)置有用于連接下部鉆具的螺紋111。上述實(shí)施例中，如圖4、圖5所示，弧形卡8的形狀為30°弧形結(jié)構(gòu)。為了避免弧形卡8掉入套筒5的內(nèi)腔，在弧形結(jié)構(gòu)槽51中內(nèi)部開度小于弧形卡8的截面直徑。上述實(shí)施例中，如圖I、圖8所示，套筒5下部的矩形外花鍵54與內(nèi)花鍵接頭10配合，以實(shí)現(xiàn)外筒I上、下伸縮行程的同時(shí)增大傳遞上部鉆具的扭矩。上述實(shí)施例中，如圖6、圖9、圖10、圖11所示，止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61用于控制弧形卡8伸開或收縮，止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61的內(nèi)徑大于弧形卡8的弧形外徑，當(dāng)弧形卡8脹開時(shí)可以進(jìn)入止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61中，使沖擊錘4下落。上述實(shí)施例中，如圖I所示，外筒I與上接頭2之間安裝的彈簧3可以根據(jù)工作需要軸向伸長(zhǎng)或壓縮，沖擊錘4通過壓縮彈簧3儲(chǔ)蓄能量(如圖12所示)，釋放時(shí)用于擊打下部套筒5的鐵砧52處(如圖11所示)，使下接頭11向下的沖擊起震。上述實(shí)施例中，如圖I所示，上接頭2與外筒I上口、上接頭2的末端與操作套筒9和套筒5與下接頭11分別通過細(xì)牙螺紋固定連接。
上述實(shí)施例中，套筒5上開有連通孔53，用于沖擊作用時(shí)排除流體對(duì)沖擊的影響。上述實(shí)施例中，如圖12所示，止推環(huán)6與套筒5為緊密配合，當(dāng)外筒I內(nèi)壁的限位環(huán)7推動(dòng)止推環(huán)6向上運(yùn)動(dòng)，止推環(huán)6向內(nèi)擠推弧形卡8，使弧形卡8進(jìn)入套筒5的弧形結(jié)構(gòu)槽51內(nèi)，并有部分弧形卡8突入套筒5的內(nèi)壁，形成三個(gè)控制沖擊錘4下行的卡點(diǎn)。上述實(shí)施例中，如圖9、圖10、圖11所示，當(dāng)外筒I內(nèi)壁的臺(tái)肩Ia與止推環(huán)6頂部接觸，共同行至套筒5的結(jié)構(gòu)槽51處均在同一水平位置時(shí)，弧形卡8脹開卡靠在止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61內(nèi)，使套筒5內(nèi)壁承托沖擊錘4的三個(gè)卡點(diǎn)消失，彈簧3釋放彈性動(dòng)能帶動(dòng)沖擊錘4迅速下行，沖擊錘4沖擊套筒5的鐵砧52實(shí)現(xiàn)起震。本發(fā)明裝置的起震方法包括以下步驟

I)如圖9所示，正常鉆進(jìn)狀態(tài)時(shí)，彈簧3處于自然伸展?fàn)顟B(tài)，此時(shí)沖擊錘4與套筒5鐵砧52之間處于貼合狀態(tài)。而止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61與套筒5的結(jié)構(gòu)槽51正處于同一 水平位置，弧形卡8外側(cè)卡靠在止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61中。震源在鉆壓的作用下，其內(nèi)花鍵接頭10與下接頭11 一直處于貼合狀態(tài)。鉆進(jìn)扭矩靠套筒5的花鍵副傳遞，鉆壓通過內(nèi)花鍵接頭10底部與下接頭11的接觸傳遞。震源不會(huì)產(chǎn)生震擊作用，只是作為鉆具的一部分傳遞扭矩和鉆壓。2)如圖10所示，根據(jù)檢測(cè)要求，需要起震時(shí)，首先停止鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)，上提上部鉆具，上接頭2帶動(dòng)操作套筒9 一同上移，操作套筒9的凸臺(tái)91推動(dòng)沖擊錘4和彈簧3整體上移，此時(shí)彈簧3仍然處于自然伸展?fàn)顟B(tài)。限位環(huán)7也隨著外筒I一同上移。由于套筒5末端連接下接頭11，而下接頭11又和井下動(dòng)力鉆具及鉆頭連接，因此靠自重保持靜止不動(dòng)，且鉆頭仍與地層接觸。3)如圖11所示，當(dāng)沖擊錘4上移至弧形卡8上端時(shí)，限位環(huán)7與止推環(huán)6接觸，上部鉆具還在繼續(xù)上行，限位環(huán)7推動(dòng)止推環(huán)6上行，止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61向內(nèi)擠推弧形卡8，使弧形卡8進(jìn)入套筒5的結(jié)構(gòu)槽51內(nèi)，并有部分弧形卡8突入套筒5的內(nèi)壁形成三個(gè)控制沖擊錘4下行的卡點(diǎn)，承托在沖擊錘4底部，停止鉆具的上提。4)如圖12所示，下放上部鉆具，由于弧形卡8限制了沖擊錘4下行，而上部鉆具帶動(dòng)上接頭2繼續(xù)下行，進(jìn)而使彈簧3受壓儲(chǔ)蓄能量，當(dāng)上接頭2帶動(dòng)外筒I內(nèi)壁臺(tái)肩Ia下行至與止推環(huán)6頂部接觸時(shí)，此時(shí)彈簧3壓縮量為最大，儲(chǔ)蓄能量也達(dá)到最大值，震源處于待激發(fā)狀態(tài)。5)上接頭2帶動(dòng)外筒I繼續(xù)下行，當(dāng)臺(tái)肩Ia下行至止推環(huán)6與套筒5的結(jié)構(gòu)槽51處在同一水平位置時(shí)，弧形卡8在沖擊錘4的推擠作用下向外脹開，回到止推環(huán)6的漸縮臺(tái)肩61中，使套筒5內(nèi)壁承托沖擊錘4的卡點(diǎn)消失，彈簧3釋放彈性動(dòng)能帶動(dòng)沖擊錘4迅速下行沖擊套筒5的鐵砧52實(shí)現(xiàn)一次起震，即產(chǎn)生一次標(biāo)志性信號(hào)。6)當(dāng)沖擊動(dòng)作完成后，彈簧3恢復(fù)到自然伸展?fàn)顟B(tài)，震源也恢復(fù)到步驟I)的初始狀態(tài)。重復(fù)上述步驟2)、3)、4)和5)的動(dòng)作，即可以實(shí)施下一次起震。為保證震擊信號(hào)不受外界干擾，在上提上部鉆具的動(dòng)作完成后，需要關(guān)閉鉆機(jī)所有動(dòng)力設(shè)備后，再完成上部鉆具下放的沖擊過程，以減小噪音對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響。上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.ー種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置，其特征在于它包括一外筒，所述外筒內(nèi)插設(shè)有一具有中心孔的上接頭，所述上接頭頂部的中心孔設(shè)置有與上部鉆具連接的內(nèi)螺紋，所述上接頭通過螺紋連接在所述外筒的上ロ ；所述上接頭的中部與所述外筒之間套設(shè)有ー彈簧，所述彈簧的底部連接ー沖擊錘，所述沖擊錘與所述外筒之間滑動(dòng)夾設(shè)有ー套筒；所述外筒內(nèi)壁的中部具有ー加大內(nèi)徑的臺(tái)肩，所述臺(tái)肩下方的所述外筒內(nèi)壁滑動(dòng)地設(shè)置有一止推環(huán)，所述止推環(huán)下方的所述外筒內(nèi)壁設(shè)置有一通過外螺紋與其連接的限位環(huán)；所述套筒滑動(dòng)地穿設(shè)在所述限位環(huán)內(nèi)，所述套筒的上部沿周向均布有三個(gè)弧形結(jié)構(gòu)槽，所述套筒外壁的結(jié)構(gòu)槽下方緊密地套設(shè)在一具有漸縮臺(tái)肩止推環(huán)內(nèi)；在每ー個(gè)所述結(jié)構(gòu)槽內(nèi)均卡設(shè)有一弧形卡，所述套筒內(nèi)徑的中部具有一圈凸出的鐵砧，所述鐵砧的垂向設(shè)置有若干連通孔，所述套筒下半段的內(nèi)徑滑動(dòng)地套設(shè)有ー操作套筒，所述操作套筒通過螺紋連接在上接頭的末端；所述操作套筒的上口外緣設(shè)置有控制沖擊錘上行的一圈凸臺(tái)；所述套筒下半段的外徑設(shè)置有矩形外花鍵，所述外花鍵滑動(dòng)地套接ー內(nèi)花鍵接頭，所述外筒的下ロ通過若干螺栓固定連接內(nèi)花鍵接頭；所述外花鍵末端通過螺紋連接ー下接頭，所述下接頭外壁設(shè)置有用于連接下部鉆具的螺紋。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置，其特征在于所述弧形卡的形狀為30°弧形結(jié)構(gòu)；所述結(jié)構(gòu)槽中內(nèi)部開度小于弧形卡的截面直徑。
3.如權(quán)利要求I或2所述的ー種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置的起震方法，其包括以下步驟 1)正常鉆進(jìn)狀態(tài)時(shí)，彈簧處于自然伸展?fàn)顟B(tài)，此時(shí)沖擊錘與套筒鐵砧之間處于貼合狀態(tài)；而止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩與套筒結(jié)構(gòu)槽正處于同一水平位置，弧形卡的外側(cè)卡靠在止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩中；震源在鉆壓的作用下，其內(nèi)花鍵接頭與下接頭一直處于貼合狀態(tài)；鉆進(jìn)扭矩靠套筒的花鍵副傳遞，鉆壓通過內(nèi)花鍵接頭底部與下接頭的接觸傳遞；震源不會(huì)產(chǎn)生震擊作用，只是作為鉆具的一部分傳遞扭矩和鉆壓； 2)根據(jù)檢測(cè)要求，需要起震吋，首先停止鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)，上提上部鉆具，上接頭帶動(dòng)操作套筒一同上移，操作套筒的凸臺(tái)推動(dòng)沖擊錘和彈簧整體上移，此時(shí)彈簧仍然處于自然伸展?fàn)顟B(tài)；限位環(huán)也隨著外筒一同上移；由于套筒末端連接下接頭，而下接頭又和井下動(dòng)カ鉆具及鉆頭連接，因此靠自重保持靜止不動(dòng)，且鉆頭仍與地層接觸； 3)當(dāng)沖擊錘上移至弧形卡上端吋，限位環(huán)與止推環(huán)接觸，上部鉆具還在繼續(xù)上行，限位環(huán)推動(dòng)止推環(huán)上行，止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩向內(nèi)擠推弧形卡，使弧形卡進(jìn)入套筒的結(jié)構(gòu)槽內(nèi)，并有部分弧形卡突出到套筒內(nèi)壁形成三個(gè)控制沖擊錘下行的卡點(diǎn)，承托在沖擊錘底部，停止鉆具的上提； 4)下放上部鉆具，由于弧形卡限制了沖擊錘下行，而上部鉆具帶動(dòng)上接頭繼續(xù)下行，進(jìn)而使彈簧受壓儲(chǔ)蓄能量，當(dāng)上接頭帶動(dòng)外筒內(nèi)壁臺(tái)肩下行與止推環(huán)頂部接觸時(shí)，此時(shí)彈簧壓縮量為最大，儲(chǔ)蓄能量也達(dá)到最大值，震源處于待激發(fā)狀態(tài)； 5)上接頭帶動(dòng)外筒繼續(xù)下行，當(dāng)臺(tái)肩下行至止推環(huán)與套筒的結(jié)構(gòu)槽處在同一水平位置時(shí)，弧形卡在沖擊錘的推擠作用下向外脹開，回到止推環(huán)的漸縮臺(tái)肩中，使套筒內(nèi)壁承托沖擊錘的卡點(diǎn)消失，彈簧釋放彈性動(dòng)能帶動(dòng)沖擊錘迅速下行沖擊套筒的鐵砧實(shí)現(xiàn)一次起震，即產(chǎn)生一次標(biāo)志性信號(hào)； 6)當(dāng)沖擊動(dòng)作完成后，彈簧恢復(fù)到自然伸展?fàn)顟B(tài)，震源也恢復(fù)到步驟I);重復(fù)上述步驟2)、3)、 4)和5)的動(dòng)作，即可以實(shí)施下一次起震。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣鉆井井下重復(fù)起震裝置及起震方法，其特征在于它包括一中部具有臺(tái)肩的外筒，外筒內(nèi)插設(shè)有上接頭，上接頭連接外筒的上口；上接頭的中部與外筒之間套設(shè)有一連接沖擊錘的彈簧，沖擊錘與外筒之間滑動(dòng)夾設(shè)有套筒；套筒的上部均布有三個(gè)卡設(shè)有弧形卡的結(jié)構(gòu)槽，在結(jié)構(gòu)槽下方套設(shè)有止推環(huán)；止推環(huán)下方的外筒內(nèi)壁設(shè)置有一限位環(huán)；套筒內(nèi)徑的中部具有一圈鐵砧，鐵砧的垂向設(shè)置有若干連通孔，套筒下半段的內(nèi)徑滑動(dòng)地套設(shè)有操作套筒，操作套筒連接在上接頭的末端；操作套筒的上口外緣設(shè)置有一圈凸臺(tái)；套筒下半段的外徑設(shè)置有套接內(nèi)花鍵接頭的外花鍵，外筒的下口固定連接內(nèi)花鍵接頭；外花鍵末端連接下接頭。它可以廣泛用于油氣鉆探井下重復(fù)起震需要信號(hào)的作業(yè)之中。
文檔編號(hào)E21B47/095GK102817567SQ201210266760
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者劉剛, 周建良, 何保生, 馬加驥, 王平雙, 董照顯, 武廣璦, 于長(zhǎng)廣, 靳勇, 曹硯鋒, 文敏 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 中國石油大學(xué)(華東)