[发明专利]一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节

说明书

一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，包括上接头、下接头、连接轴、支撑套和弹性承压杆，上接头与下接头利用连接轴相互铰接连接，支撑套固定套置在连接轴上，外圆周面上开设有圆弧形导引槽，弹性承压杆为弹性结构杆体，两端分别限位固定在上接头和下接头上，中部呈现二维曲线回转形状并从导引槽中穿过，该柔性短节以长杆状的弹性承压杆作为弹性结构杆体，通过弹性承压杆受力弯曲带动上接头相对下接头产生偏转，适应油井的倾斜弯曲结构，在钻探或者测井过程中，具有较强的动态自动复位能力，既可提高弹性承压杆与井眼弯曲曲率的适应能力，也可增强弹性承压杆与井眼弯曲方向的协调能力，功能稳定性高，工作可靠性好，同时还具有良好的动力导向性。

技术领域

本发明涉及一种柔性短节，具体涉及一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节。

背景技术

柔性短节是一种用于油田大斜井及水平井钻探或测井作业的配套井下工具，其作用是调整井下钻具或者测井仪器的井下姿态使其适应井眼曲度的变化，防止井下钻具或者测井仪器遇阻遇卡造成作业事故；目前，生产中使用的柔性短节主要有球头套式和多节链式两种结构形式，其中：球头套式柔性短节是利用球头球套的配合结构连接上下接头，通过井眼侧壁的作用使上下接头产生偏转，而多节链式柔性短节是通过多级环片的组合形成柔性筒体，通过井眼形状的约束使柔性筒体产生弯曲，由于两种结构形式的柔性短接都是被动依靠油井井眼结构的控制约束来实现自身形态的变化，而且还都只能依靠自身重力作用回复弹性形变，使其在与油井井眼弯曲曲率的动态适应能力和协调变化能力等方面存在的响应迟滞、效率较低问题体现较为明显，在实际生产中，有时甚至还会因柔性短节增加了与井壁之间摩擦力而增大产生阻卡的倾向，难以很好地满足大斜井和水平井钻探或测井作业要求，尤其是近年来过钻头测井技术发展较快，过钻头测井仪器串小杆径、高精度特点对配套柔性短节性能提出了更高的要求，功能效率亟待提高，因此，有必要对油田柔性短节的结构进一步进行改进和完善，满足油田大斜井和水平井配套生产技术的需求。

发明内容

本发明的目的是，提供一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，提高油田水平井钻探及测井的工作效率。

一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，包括：上接头、下接头、连接轴、支撑套和弹性承压杆，所述上接头的上端和所述下接头的下端分别具有螺纹连接结构，用以与钻具钻杆或者测井仪器相互连接，所述上接头的下端和所述下接头的上端利用所述连接轴相互铰接连接，所述支撑套固定套置在所述连接轴上，对所述连接轴与所述上接头、所述下接头之间的连接结构进行限制定位，在所述支撑套的外圆周面上开设有圆弧形导引槽，所述弹性承压杆为弹性结构杆体，两端分别限位固定在所述上接头和所述下接头上，中部在与所述连接轴相垂直的断面上呈现二维曲线回转形状，以增大所述弹性承压杆的弹性模量，并从所述支撑套的外圆周面上开设的所述导引槽中穿过。

进一步，优选所述一种由轴向弹性长杆体承力的柔性短节，还包括：导线插头和导线插座，同时，所述弹性承压杆为开设有中心内孔的弹性结构杆体，所述导线插头安装在所述上接头中，所述导线插座安装在所述下接头中，所述导线插头和所述导线插座之间的连接线从所述弹性承压杆的中心内孔中穿过，实现所述导线插头与所述导线插座之间电力的导通。

再进一步，优选所述弹性承压杆中部的二维曲线回转形状为圆弧回转形状，各个所述圆弧的弧顶分别抵顶在所述上接头和所述下接头的内侧侧壁上，以提高所述上接头和所述下接头相对旋转时整体结构的稳定性。

更进一步，为了增强所述弹性承压杆的变形适应性，减小变形内耗阻力，优选在所述弹性承压杆与所述支撑套的外圆周面上开设的所述导引槽之间预置有间隙距离△r。