[发明专利]井下震源

说明书

本发明提出一种井下震源，包括上筒体和中筒体，以及设于所述上筒体和所述中筒体之间的摩擦卡瓦，还包括与所述摩擦卡瓦对应设置的卡瓦心轴，以及套设于所述卡瓦心轴上的调节环，所述调节环与所述卡瓦心轴螺纹连接以沿所述卡瓦心轴的轴向方向移动，从而调节所述摩擦卡瓦的预紧力。本发明所述的井下震源，通过调节环的设置，可通过拨转调节环的位置来调节对摩擦卡瓦的预紧力，以实现调节锁紧机构锁紧力的大小，从而可以调节振动信号的强弱，可以为井眼防碰监测及随钻地震技术提供标准的振动信号，用于预测钻头前方地层特性及帮助识别井下情况。

技术领域

本发明涉及石油钻井工程领域，尤其涉及一种井下震源。

背景技术

在钻井作业中，预测钻头前方地层信息尤为必要。基于随钻地震技术的钻头随钻地震(Drill-Bit SWD)和随钻垂直地震剖面(VSP While Drilling)，都是依靠常规地面震源(如气枪、可控震源或炸药震源)或非常规井下震源(钻头振动)产生的振动信号，通过传感器采集震源的振动信号并加以分析和处理，可得到钻头前方的有关地层特性。随着随钻地震技术应用范围的拓广与延伸，公开号为CN101235716B的中国专利文献公开了一种基于钻头振动波的井眼防碰预警系统，此项防碰技术同样也是根据井下震源(钻头)产生的振动信号，经过信号采集与处理来预测钻头前方的地层特性，判断钻头是否钻到邻井套管上，系统从而给出井眼碰撞风险提示。

尽管上述两种技术或方法具有一定的可行性和可靠性，但是目前均存在着钻头作为井下震源强度不足的问题，使其应用范围受到限制。例如、当钻头钻遇浅部成岩性差的地层，深层井段或采用PDC钻头钻进时，都存在着所采集到的钻头震源的振动信号较弱，以及应用在井场环境振动噪声过大时，在数据处理过程中存在着难以消除的噪声信号。因此，这些因素限制随钻地震技术及井眼防碰监测技术的应用范围。

现有井下震源中，除了钻头这种非常规井下震源外，国外曾研制了一种扫频脉冲震击器工具作为井下震源，根据相关文献，采用扫频脉冲震击工具代替钻头作为震源，虽然部分克服了钻头随钻地震的局限性，但是其产生的振动信号不是一种具有特征性的标准信号，且频率(11～19Hz)较高，此外其应用深度有限，不足以在深层井段产生足够能量，因而该工具应用在随钻地震技术存在着振动信号难以有效识别和应用范围受限的问题。此外，公开号为CN102817567B的中国专利公开了一种油气钻井井下重复起震装置及起震方法，该文献涉及到的井下重复起震装置是一种机械式井下震源，由于受其结构设计的特殊性，导致其抗拉强度有限，只进行了样机的室内模拟试验研究，尚未见有关报道将其应用于井下作为震源。因此，在这样的背景下，急需一种高可靠性的井下震源，可代替钻头产生强度大小可调的标志性振动信号，来弥补现有井下震源的不足，扩大随钻地震技术和井眼防碰监测技术的应用范围。

发明内容

本发明针对现有技术存的问题，提出一种结构可靠、信号强度大小可调的井下震源。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种井下震源，包括上筒体和中筒体，以及设于所述上筒体和所述中筒体之间的摩擦卡瓦，还包括与所述摩擦卡瓦对应设置的卡瓦心轴，以及套设于所述卡瓦心轴上的调节环，所述调节环与所述卡瓦心轴螺纹连接以沿所述卡瓦心轴的轴向方向移动，从而调节所述摩擦卡瓦的预紧力。

作为优选，所述调节环设于所述中筒体与卡瓦心轴之间，所述调节环上设有矩形键槽，所述中筒体上设有对应于所述矩形键槽的第一通孔。

作为优选，还包括插设于所述第一通孔上的调节堵。

作为优选，还包括套设于所述中筒体上的坐卡卡瓦，所述坐卡卡瓦通过箍簧固定于所述中筒体上。

作为优选，还包括套设于所述中筒体上的套筒，与所述套筒连接的内花键筒体，以及设于所述套筒与所述中筒体之间的活塞锥杆，所述中筒体、所述套筒、所述活塞锥杆和所述内花键筒体构成密封腔，所述坐卡卡瓦靠近所述活塞锥杆的一端与所述中筒体之间设有对应于所述活塞锥杆的缝隙。