“P”形滑槽防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具的研制

“P”形滑槽防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（ MWD）投送工具的研制

杜重洋

中国石油渤海钻探工程有限公司国际工程分公司 天津 300457

摘要：针对常规泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具使用过程中容易发生随钻测量仪脱落损坏、危及人员安全的问题，作者等人研制了“P”形滑槽防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具，该工具采用双向互补“P”形防脱落滑槽结构，与顶丝结构和弹簧结构的防脱落投送工具比较，具有结构简单，使用安全方便的特点。该工具已获得国家实用新型专利（授权公告号：CN209621241U）。

关键词：“P”形滑槽；防脱落；投送工具；泥浆脉冲；随钻测量仪

引言

油田定向钻井施工现场通常使用泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD），在钻井过程中实时监测和传输井下工程参数，为井眼轨道控制等提供必要信息^[1]。定向钻井施工过程中，必须采用投送工具通过无磁钻铤内孔把随钻测量仪投送至距离转盘面十几米深的定向接头处坐键，使用常规的投送工具在投送过程中容易发生随钻测量仪脱落损坏、危及人员安全的问题，几年以前已有两种结构形式的防脱落投送工具研制出来，但是都存在问题。针对这种状况，研制了“P”形滑槽防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具，该工具采用双向互补“P”形防脱落滑槽结构，无需进行旋进和旋出顶丝或压缩和松开弹簧的操作，具有结构简单，使用安全方便的特点。

1 背景分析

1.1 常规泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具技术分析

（1）结构

结构如图1所示，由吊环1、加长杆2、钩筒3、加强环7构成。其中钩筒3下端在圆周方向上均布2个“n”形滑槽5。

1—吊环；2—加长杆；3—钩筒；4—打捞头；5—“n”形滑槽：6—横销；7—加强环

图1 常规泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具结构图

（2）使用方法

首先将投送工具的钩筒3套在随钻测量仪的打捞头4上，然后将打捞头4上的横销6滑至钩筒3上的“n”形滑槽5的封闭端，使用绞车吊起并投放随钻测量仪，当坐键完成后，按照逆向操作即可把横销6从“n”形滑槽5的开口端滑出，使用绞车起出投送工具完成投送操作。

（3）随钻测量仪脱落原因分析

定向钻井施工过程中，通常使用绞车作为提升设备投送随钻测量仪，绞车通常使用单根钢丝绳作为吊绳，根据所使用的钢丝绳种类分3种情况分析如下：

（1）使用防旋转钢丝绳：提升随钻测量仪吊绳加载及随钻测量仪下放遇阻吊绳减载过程中吊绳及投送工具不会发生旋转，随钻测量仪不会发生脱落；

（2）使用右捻钢丝绳：提升随钻测量仪吊绳加载过程中发生左旋，随钻测量仪下放遇阻，首先导致随钻测量仪相对投送工具上移，其次导致吊绳减载发生恢复性右旋带动投送工具右旋，随钻测量仪将不会脱落；

（3）使用左捻钢丝绳：提升随钻测量仪吊绳加载过程中发生右旋，随钻测量仪下放遇阻，首先导致随钻测量仪相对投送工具上移，其次导致吊绳减载发生恢复性左旋带动投送工具左旋，进而横销滑出“n”形滑槽导致随钻测量仪脱落。

1.2 顶丝结构防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具技术分析

（1）结构

结构如图2所示，由吊环1、加长杆2、钩筒3、顶丝5，加强环8构成。其中钩筒3下端在圆周方向上均布2个“n”形滑槽6。

（2）使用方法

首先将投送工具的钩筒3套在随钻测量仪的打捞头4上，然后将打捞头4上的横销7滑至钩筒3上的“n”形滑槽6的封闭端，用扳手将顶丝5旋进钩筒3上的顶丝孔中并顶在打捞头4上，使用绞车吊起并向无磁钻铤内孔中投放随钻测量仪，当顶丝5接近无磁钻铤上端面时，用扳手将顶丝5旋下，继续向无磁钻铤内投放随钻测量仪，当坐键完成后，按照逆向操作即可把横销7从“n”形滑槽6的开口端滑出，使用绞车起出投送工具完成投送操作。

1—吊环；2—加长杆；3—钩筒；4—打捞头；5—顶丝；6—“n”形滑槽：7—横销；8—加强环

图2 顶丝结构防脱落泥浆脉冲无线随钻测斜仪（MWD）投送工具结构图

1.3 弹簧结构防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具技术分析

（1）结构

结构如图3所示，由吊环1、加长杆2、滑套3、滑销4、压缩弹簧5、弹簧筒6、滑块7、钩筒8构成。其中弹簧筒6在圆周方向上均布2个“J”形开口，钩筒8下端在圆周方向上均布2个“n”形滑槽10。

1—吊环；2—加长杆；3—滑套；4—滑销；5—压缩弹簧；6—弹簧筒；7—滑块；8—钩筒；9—打捞头；10—“n”形滑槽；11—横销

图3 弹簧结构防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具结构图

（2）防脱落原理和使用方法

先将随钻测量仪9水平放置在地面上，用投送工具的钩筒8下端的“n”形滑槽10钩住仪器9的横销11，用左手握住钩筒8，用右手握住滑套3，右手首先用力向左推然后顺时针旋转很小的角度，使滑销4停留在弹簧筒6的“J”形开口的尾部，松开两只手，此时压缩弹簧5的下端牢牢的压在滑块7上，滑块7压在随钻测量仪9的顶部，使随钻测量仪无法向上移动，横销11也就无法滑出“n”形滑槽10，达到防止随钻测量仪9脱落的目的。将提升设备的吊钩钩住吊环1，然后把随钻测量仪9吊到无磁钻铤上方，下放随钻测量仪至定向接头处坐键，用手下压并逆时针旋转加长杆2，即可用绞车从无磁钻铤内吊出该投送工具，投送操作结束。

2“P”形滑槽防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具技术分析

2.1结构

结构如图4所示，由吊环1、加长杆2、钩筒3、加强环7构成。其中钩筒3下端在圆周方向上均布2个“P”形滑槽5。

2.2使用方法

首先将该工具的钩筒3套在随钻测量仪的打捞头4上，然后将打捞头4上的横销6滑至钩筒3上的“P”形滑槽5的封闭端，使用绞车吊起并投放随钻测量仪，当坐键完成后，按照逆向操作即可把横销6从“P”形滑槽5的开口端滑出，使用绞车起出该工具完成投送操作。

1—吊环；2—加长杆；3—钩筒；4—打捞头；5—“p”形滑槽；6—横销；7—加强环

图4 “P”形滑槽防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具结构图

2.3技术特点

（1）由于该工具在常规投送工具基础上没有增加任何零件，与顶丝结构和弹簧结构的防脱落投送工具比较，具有结构简单的特点；

（2）该工具与顶丝结构的防脱落投送工具比较，在投送过程中不需进行旋进旋出顶丝的操作，没有扳手和顶丝掉落井内的风险，所以具有使用安全的特点；

（3）该工具与顶丝结构和弹簧结构的防脱落投送工具比较，在投送过程中不需进行旋进旋出顶丝或压缩和松开弹簧的操作，所以具有使用方便的特点。

3结语

提出了一种采用双向互补“P”形防脱落滑槽结构取代顶丝结构和弹簧结构的防脱落投送工具设计方案，为防脱落投送工具设计提出了一个新思路，并设计制造了防脱落泥浆脉冲无线随钻测量仪（MWD）投送工具，经室内试验证明具有结构简单，使用安全方便的特点。

参考文献

[1] 刘宝和主编.中国石油勘探开发百科全书[M].北京：机械工业出版社 2008.

作者简介：杜重洋（1988-），男，工程师，哈尔滨石油学院石油工程专业毕业，现就职于中国石油渤海钻探工程有限公司国际工程分公司。