[实用新型]一种用于气体钻井钻前探测的近钻头震源短节

说明书

本实用新型涉及一种用于气体钻井钻前探测的近钻头震源短节，包括外壳、上接头、配气盘、气缸体、冲击锤、砧板和减震装置，气缸体配合安装在外壳内，气缸体包括气缸体内壁、气缸体外壁和磁力基板，冲击锤配合安装在气缸体外壁和气缸体内壁之间，配气盘配合安装到磁力基板上部，减震装置包括小复位弹簧、大复位弹簧、推杆和黏弹性阻尼器，可用来衰减砧板的振动。本实用新型中的震源短节可产生稳定的单次冲击，且余震小，也可控制前后两次的冲击间隔，产生变间隔的连续冲击信号，从而提高震源能量、压制噪声。

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻井装备技术领域，具体涉及一种用于气体钻井钻前探测的近钻头震源短节，该震源短节可向钻头前方激发可控的地震波信号，获取的反射波信号可用于预测钻头前方的地层信息以及钻头与岩性界面的距离。

背景技术

气体钻井在深井提速和致密砂岩储层保护领域具有显著优势，但气体钻井对地质条件有较为苛刻的要求，地层失稳、产水、钻具失效以及井下燃爆等均有可能导致气体钻井失败，提前预测钻头前方的地层信息以及钻头到待钻风险地层的距离对提高气体钻井的安全性有着极为重要的意义。基于测井方法所获得的近井眼数据，虽然可以得到高分辨率的地层信息，但其探测范围一般只有数米。随钻地震技术可以通过识别钻前地质构造引起的反射，得到所钻地层和待钻地层的声学属性或弹性属性，提供前探功能。如果将地震勘探上的微型可控震源用于井下近钻头处，其激发的频率高、能量强，探测范围可达数百米，极大的提高了钻前探测的能力。

目前已有的井下随钻震源短节“随钻地震波发生器”（专利号：ZL201220125165.8），该震源短节使用泥浆驱动冲击器产生地震波信号，不适应于气体钻井。井下随钻震源短节“一种气体钻井井底近钻头连续冲击震源短节”（专利号：ZL201520985386.6），该震源短节可应用于气体钻井，但该短节结构和控制系统复杂，耗电量大，很难适应于井下特殊环境，且该短节产生的地震波信号复杂，不利于提取出有效的反射波信号。井下随钻震源短节“一种气体钻井井下可控震源短节”（专利号：CN201711065956.X），该震源短节使用电磁阀控制冲锤的往复运动，对电磁阀的性能要求高，且产生的地震波信号复杂，不利于提取出有效的反射波信号。上述气体钻井近钻头震源短节都不能产生稳定的单次冲击信号，且存在二次冲击现象，导致地震波信号复杂、尾波长，不利于识别出有效的界面反射波信号。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种用于气体钻井钻前探测的近钻头震源短节。

具体的，一种用于气体钻井钻前探测的近钻头震源短节，包括连接在一起的外壳和上接头，外壳、上接头分别具有空腔A和空腔B，且空腔A与空腔B相连通，上接头内部安装有电机；所述外壳的空腔A内设置有配气盘、气缸体、冲击锤、砧板和减震装置，所述气缸体包括气缸体外壁、气缸体内壁和磁力基板，气缸体外壁与空腔A配合并固定外壳上，磁力基板固定连接在气缸体外壁上部，且磁力基板的方向与气缸体外壁的方向相垂直，气缸体内壁固定在磁力基板的一侧，磁力基板的另一侧设置有配气盘，磁力基板侧面与配气盘的侧面相接触，配气盘通过轴承与电机的输出轴连接，气缸体外壁和气缸体内壁之间配合安装有作往复运动的冲击锤，所述冲击锤包括锤体、锤头和磁铁，磁铁嵌装在锤体靠近磁力基板的一端，锤体的另一端固定有锤头，锤体的外侧设置有台阶，使锤体与气缸体外壁之间形成一个间隙；

所述减震装置包括第一复位弹簧、第二复位弹簧、推杆和黏弹性阻尼器，所述气缸体外壁下部内侧设置有突出部，黏弹性阻尼器设置在外壳下部，并通过第一复位弹簧与外壳的下部内壁连接，黏弹性阻尼器上端面固定连接有推杆，且推杆的穿过所述突出部与第二复位弹簧中部固定连接，第二复位弹簧一端与突出部的上表面相接触，第二复位弹簧可在锤体与气缸体外壁之间的间隙进行伸缩，黏弹性阻尼器上部设置有砧板，砧板通过弹性杆与外壳的下部内壁连接，所述弹性杆至少设置有两个，且黏弹性阻尼器设有供弹性杆穿过的孔，所述的磁力基板设有流道进气口A和气缸进气口A，配气盘上设置有流道进气口B和气缸进气口B。