[发明专利]用于井下电子组件的减少冲击的工具

说明书

背景技术

井下工具在钻探过程中受到实质性的力和振动。传感器组件和其他敏感的井下电子设备（如容纳在随钻测量（MWD）工具中的这些电子设备、导向工具、陀螺仪或随钻记录（LWD）工具）在钻探过程中特别容易受到震动和冲击的损坏。井下工具中的电子设备通常进行安装的方式是减少这些电子设备所受到的振动和冲击，但是最终这种振动和冲击仍然减少了这些电子设备的使用寿命并且增加了对于底部井眼组件的疲劳和磨损。减少这些电子设备受到的冲击和振动延长了它们的使用寿命，这节省了将对这些定向的传感器和电子设备进行替换或维修所花费的宝贵的时间和金钱。因此，用来使到达电子设备的冲击和振动最小化的额外措施是有价值的。

附图简要说明

为了更加详细地描述这些实施方案，现在将参见以下附图：

图1是包括井下工具的钻井系统的示意性图示，该井下工具具有根据在此披露的原理的一种减少冲击的工具；

图2A-2D是根据在此披露的原理的一种减少冲击的工具的截面图；

图3A-3C是根据在此披露的原理的一种减少冲击的工具的截面图；

图4A-4F是根据在此披露的原理的一种减少冲击的工具的截面图；并且

图5是根据在此披露的原理的一种减少冲击的工具的螺纹环部件的等轴视图。

所披露的实施方案的详细说明

当前披露的内容涉及一种用于井下工具的减少冲击和振动的工具（以下为“减小冲击的工具”），这些井下工具具有电子设备或敏感的机械部件。附图和说明在以下披露了具体的实施方案，应当理解的是，这些实施方案将被认为是本发明的原理的例证，而并不旨在对于所展示和描述的本发明进行限制。此外，应当完全认识到以下所讨论的这些实施方案的不同的传授内容可以被单独地采用或者以任何合适的组合来产生期望的结果。如在此使用的术语“连接”、或“被连接”旨在表示一种间接的或直接的连接。因此，如果一个第一设备连接到一个第二设备上，则连接可以通过一个直接连接（例如通过一个或多个设备的传导），或者通过一个间接连接（例如，通过对流或辐射）。“上”或“井上”意味着在一个钻井孔中朝向地表（即，更浅），而“下”或“井下”意味着离开该钻井孔的地表（即，更深）。

现在参见图1，一个钻柱10被悬挂在一个井眼12中并且一个钻机16将其支撑在地表14。钻柱10包括一个钻管18，该钻管连接到一个井下工具组件20上。井下工具组件20包括多个（例如，20个）钻头套环22、一个随钻测量（MWD）工具组件1、一个泥浆马达24和一个钻头26。钻头套环22连接到钻头套环22的井上的端部上的钻柱10上，并且MWD工具组件1的井上的端部连接到钻头套环22的井下的端部上，或者反之亦然。泥浆马达24的井上的端部连接到MWD工具组件1的井下的端部上。泥浆马达24的井下的端部连接到钻头26上。

钻头26是由钻机16上的旋转设备和/或泥浆马达24旋转的，该旋转设备和/或泥浆马达响应于钻探流体或泥浆的流动，钻探流体或泥浆将从一个泥浆罐28被泵送经过钻管18的一个中央通道、钻头套环22、MWD工具组件1并且然后到达泥浆马达24。被泵送的钻探流体从钻头26喷出并且经过在钻柱10与钻井孔12之间的一个环形区或环状物而流回到地表。随着钻探流体流回到地表，钻探流体从钻头26带走岩屑。振荡器和其他的过滤器在钻探流体被再循环到井下之前从钻探流体中移除岩屑。

这些钻头套环22提供了一种用来减轻钻头26上的重量的手段，从而能够使钻头26随着泥浆马达24转动钻头26来粉碎并切断地层。随着钻探的进行，存在着监控各种井下条件的需要。为了实现这一点，MWD工具组件1测量并且存储井下参数和地层特性，这些井下参数和地层特性通过使用钻探流体的环形柱而传输到地表。井下信息经由钻探流体的环形柱中的编码的压力脉冲而被传送到地表。