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陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置的研制與應(yīng)用

文檔作者：尹方雷龔建凱夏進(jìn)軍文檔來源： 1．中油長城鉆探工程公司工程技術(shù)研究院2．中油遼河金馬油田股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月04日
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石 油機(jī)械
CHINA PETROLEUM MACHINERY 2011年第39卷第12期
．I經(jīng)驗集錦
陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置的研制與應(yīng)用
尹方雷 龔建凱 夏進(jìn)軍
(1．中油長城鉆探工程公司工程技術(shù)研究院2．中油遼河金馬油田股份有限公司)
摘要 針對陀螺測斜儀馬籠頭在施工中出現(xiàn)的問題，研制了陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置。
該裝置主要由上密封主體、上密封頂心、連接主體、密封螺旋橡膠、頂蓋、銅心和0形密封圈等
組成，上密封主體與連接主體、連接主體與下密封主體之間均為螺紋連接且采用0形密封圈密
封，下密封主體與下密封頂心之間均裝有密封螺旋橡膠?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，該裝置應(yīng)用效果良好，
在施工的15口井中，電纜接頭密封良好，儀器在井下無短路或斷路故障。
關(guān)鍵詞 陀螺測斜儀馬籠頭 密封裝置鎖定
0 引 言
陀螺測斜儀利用陀螺高速旋轉(zhuǎn)原理工作，優(yōu)點(diǎn)
是不受磁性干擾¨J，可以在套管內(nèi)進(jìn)行井斜角和
井斜方位角的測量，完成老井井斜數(shù)據(jù)校測；也可
以在套管內(nèi)測量工具面角，進(jìn)行側(cè)鉆井斜向器的定
向。陀螺測井技術(shù)在老井側(cè)鉆中起到了“眼睛”
的作用，為老井側(cè)鉆導(dǎo)航提供了技術(shù)保障 。
陀螺測斜儀的馬籠頭是用于絞車電纜掛接儀器
的部件，位于儀器頂部。施工過程中馬籠頭常出現(xiàn)
以下問題：①馬籠頭與下部接頭依靠頂絲固定，使
用一段時間后會發(fā)生頂絲損壞的問題，使馬籠頭接
頭能夠隨意旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致在陀螺測斜儀安裝、下井及
起出過程中常發(fā)生連接部位電纜芯折斷，使儀器發(fā)
生斷路，不得不將儀器從井下起出重新連接；②馬
籠頭電纜連接部位依靠防水膠帶纏繞電纜芯實現(xiàn)密
封，而隨著陀螺測斜儀下井深度的增加，所受液柱
壓力增大，防水膠帶纏繞連接部位在巨大的液柱壓
力下進(jìn)水(或鉆井液、原油等)，儀器供電出現(xiàn)短
路，發(fā)生燒壞儀器或地面操控箱的情況。
為此，中油長城鉆探工程公司工程技術(shù)研究院
于2010年研制了陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置。
1 技術(shù)分析
1．1 結(jié)構(gòu)
陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置主要由上密封主
體、上密封頂心、連接主體、下密封主體、下密封
頂心、密封螺旋橡膠、頂蓋、銅心和0形密封圈
等組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。
該裝置的特點(diǎn)在于：上密封主體與連接主體、
連接主體與下密封主體之間均為螺紋連接且采用0
形密封圈密封；上密封主體與上密封頂心、下密封
頂心與下密封主體之間均為螺紋連接，上密封主體
與上密封頂心之間、下密封主體與下密封頂心之間
均裝有密封螺旋橡膠；頂蓋固定在下密封主體的下
部，銅心固定在頂蓋中。
圖1 陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖
1一上密封主體；2-~~*A-13i心；3一連接主體；4一下密封頂心；510形圈；6一下密封主體；7一密封螺旋橡膠；8一銅心；9-NN．。
1．2 安裝過程 頂心，將密封頂心旋進(jìn)上密封主體，密封螺旋橡膠
在進(jìn)行下井測試施工前，將從陀螺馬籠頭伸出 在上密封頂心的擠壓下緊緊包住電纜芯，實現(xiàn)上部
的電纜芯穿過上密封主體、密封螺旋橡膠和上密封 密封；將與銅心連接的一段金屬導(dǎo)線穿過下密封主
2011年 第39卷第12期 尹方雷等：陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置的研制與應(yīng)用 ～ 85一
體、密封螺旋橡膠、下密封頂心，將下密封頂心旋
進(jìn)下密封主體中，密封螺旋橡膠在上密封頂心的擠
壓下緊緊包住金屬導(dǎo)線，實現(xiàn)下部密封；將電纜心
和金屬導(dǎo)線在連接主體中進(jìn)行連接，然后將連接主
體的上、下接頭分別與上密封主體的下接頭和下密
封主體的上接頭用螺紋旋緊并用O形密封圈密封，
實現(xiàn)中間密封；將以上連接好的工具串上部通過上
密封主體的內(nèi)螺紋與馬籠頭連接，下部通過下密封
主體的外螺紋與陀螺測斜儀的外筒連接，并采用O
形密封圈實現(xiàn)外部密封。此時銅心與陀螺測斜儀探
管的探針處于接觸狀態(tài)，可進(jìn)行下井測試施工。
1．3 工作原理
馬籠頭安全鎖定密封裝置能夠?qū)崿F(xiàn)完全密封，
阻斷液體由馬籠頭根部進(jìn)入儀器的通道；同時上密
封主體、下密封主體與連接主體及儀器之間的螺紋
連接采用O形密封圈密封，阻斷液體由外筒各部
分螺紋連接處進(jìn)入儀器通道。由于采用了螺紋連
接，摒棄了常規(guī)旋轉(zhuǎn)鎖定的弊病，可有效避免電纜
芯折斷現(xiàn)象的發(fā)生。 ’
2 現(xiàn)場應(yīng)用
2010年，安裝了馬籠頭安全鎖定密封裝置的
陀螺測斜儀在遼河油田和冀東油田共應(yīng)用25井次，
其中側(cè)鉆井斜向器的定向13井次、老井井斜數(shù)據(jù)
校測11井次、新井井斜數(shù)據(jù)校測1井次。安裝原
馬籠頭施工的10口井中，平均每2口井就需要重
新纏1次電纜接頭，儀器在井下發(fā)生短路或斷路故
障3井次；應(yīng)用裝配有馬籠頭安全鎖定密封裝置的
陀螺測斜儀進(jìn)行施工的l5口井中，電纜接頭密封
連接良好，儀器在井下無短路或斷路故障。
3 結(jié) 論
(1)陀螺馬籠頭安全鎖定密封裝置能夠有效
解決現(xiàn)有陀螺測斜儀普遍存在的電纜連接頭短路和
斷路問題，提高了現(xiàn)場施工的效率和安全性，延長
了儀器的使用壽命。．
(2)從現(xiàn)場應(yīng)用可以看出，該裝置應(yīng)用效果
良好，在施工的15口井中，電纜接頭密封連接良
好，儀器在井下無短路或斷路故障。
參考文獻(xiàn)
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第一作者簡介：尹方雷，助理工程師，生于1984年，
2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從
事鉆完井工具及工藝技術(shù)研究和陀螺測試現(xiàn)場服務(wù)工作。
地址：(124010)遼寧省盤錦市。電話： (0427)7800872。
E—mail：yin—fan~ei@163．tom。
收稿日期：2011—04 —29
(本文編輯王剛慶)
(上接第72頁)
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199．
第一作者簡介：王進(jìn)全，教授級高級工程師，生于
1956年，1981年畢業(yè)于西南石油學(xué)院礦機(jī)專業(yè)，現(xiàn)從事技
術(shù)及管理工作，任公司副總經(jīng)理及總工程師，中石油集團(tuán)
高級技術(shù)專家，享受國務(wù)院政府特殊津貼。地址：(721002)
陜西省寶雞市。電話：(0917)9462007。E—mail：posffiend99
@ 126．com。
收稿日期：2011—05一l1
(本文編輯劉峰)

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