[发明专利]一种油气钻井井下重复起震装置及起震方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井装置，特别是关于一种油气钻井井下重复起震装置及起震方法。

背景技术

在石油开采钻井中，为了识别地层及钻头位置等，需要采用一种在井下重复起震的装置，以通过采集这种起震装置所产生的振动信号，达到识别井下状态、地层特性和钻头位置等的目的。例如，在丛式井钻井过程中为防止各井眼之间的碰撞，就需要采用这种工具，来识别钻头距风险套管间的距离。因为井眼之间一旦发生碰撞，其产生的后果是非常严重，不仅会造成巨大的经济损失，同时还会造成严重的环境污染。以往解决防碰问题的主要方法是：采用井眼轨道设计、随钻测量和防碰扫描等技术，但在不同的条件下均因存在一定的不足而不能避免将钻头打到邻井套管，因此需要采用一种或多种方式来补充。

现有技术中，依据监测套管头振动波的防碰监测方法已经成为一种防碰监测的有效手段，它通过安装在风险邻井套管头部位的加速度传感器，采集和分析由钻头破岩时所产生振动波的信号，判断井眼是否具有碰撞邻井套管的风险因素，并基于信号传播规律，建立井眼防碰模型，计算钻头距邻井井筒的最近距离。但由于钻头信号扩散衰减和地层介质的吸收衰减作用以及震动波在套管中传播时的衰减作用，因此在较深层段的钻头信号传递的距离有限，限制了此项技术的深层应用。无论是地层特征测量还是钻头位置测量，都希望能产生一种具有独立特征，便于识别而不受或少受外界干扰的信号。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的提供一种能够监测井眼之间防碰和能计算井间距离，并能识别地层特征规定信号的油气钻井井下重复起震装置及起震方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种油气钻井井下重复起震装置，其特征在于：它包括一外筒，所述外筒内插设有一具有中心孔的上接头，所述上接头顶部的中心孔设置有与上部钻具连接的内螺纹，所述上接头通过螺纹连接在所述外筒的上口；所述上接头的中部与所述外筒之间套设有一弹簧，所述弹簧的底部连接一冲击锤，所述冲击锤与所述外筒之间滑动夹设有一套筒；所述外筒内壁的中部具有一加大内径的台肩，所述台肩下方的所述外筒内壁滑动地设置有一止推环，所述止推环下方的所述外筒内壁设置有一通过外螺纹与其连接的限位环；所述套筒滑动地穿设在所述限位环内，所述套筒的上部沿周向均布有三个弧形结构槽，所述套筒外壁的结构槽下方紧密地套设在一具有渐缩台肩止推环内；在每一个所述结构槽内均卡设有一弧形卡，所述套筒内径的中部具有一圈凸出的铁砧，所述铁砧的垂向设置有若干连通孔，所述套筒下半段的内径滑动地套设有一操作套筒，所述操作套筒通过螺纹连接在上接头的末端；所述操作套筒的上口外缘设置有控制冲击锤上行的一圈凸台；所述套筒下半段的外径设置有矩形外花键，所述外花键滑动地套接一内花键接头，所述外筒的下口通过若干螺栓固定连接内花键接头；所述外花键末端通过螺纹连接一下接头，所述下接头外壁设置有用于连接下部钻具的螺纹。

所述弧形卡的形状为30°弧形结构；所述结构槽中内部开度小于弧形卡的截面直径。