阅读说明：本技术 无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构以及无线随钻测斜仪 (Self-cleaning filtering mechanism of wireless inclinometer and wireless inclinometer ) 是由 王和顺 吴金昕 朱维兵 柳在鑫 张均富 向中凡 杨伟 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构,包括支撑座、过滤筒和连接轴,所述支撑座设置有中心通孔,所述过滤筒内设置有过滤腔,且过滤筒的顶部封口,底部与支撑座相连；所述连接轴贯穿支撑座并延伸至过滤筒的过滤腔的顶部,且所述中心通孔和过滤腔均与连接轴间隙配合；所述过滤筒的顶部设置有轴向的条形滤槽,所述连接轴内设置有轴向延伸至连接轴下端的流道,流道与过滤腔连通；所述连接轴的外壁设置有叶片,所述叶片位于条形滤槽内并与条形滤槽间隙配合。本发明能够将条形滤槽内的清理掉,防止钻井液中的杂质将条形滤槽堵死,提高无线随钻测斜仪过滤机构使用的可靠性。(The invention discloses a self-cleaning filtering mechanism of a wireless inclinometer while drilling, which comprises a supporting seat, a filter cylinder and a connecting shaft, wherein the supporting seat is provided with a central through hole, a filter cavity is arranged in the filter cylinder, the top of the filter cylinder is sealed, and the bottom of the filter cylinder is connected with the supporting seat; the connecting shaft penetrates through the supporting seat and extends to the top of the filter cavity of the filter cartridge, and the central through hole and the filter cavity are in clearance fit with the connecting shaft; the top of the filter cylinder is provided with an axial strip-shaped filter groove, a flow passage axially extending to the lower end of the connecting shaft is arranged in the connecting shaft, and the flow passage is communicated with the filter cavity; the outer wall of the connecting shaft is provided with blades, and the blades are positioned in the strip-shaped filter cells and are in clearance fit with the strip-shaped filter cells. The invention can clean the strip-shaped filter cell, prevent impurities in drilling fluid from blocking the strip-shaped filter cell, and improve the use reliability of the filter mechanism of the wireless inclinometer while drilling.)

无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构以及无线随钻测斜仪

技术领域

本发明涉及石油钻井设备领域，具体涉及一种无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构以及无线随钻测斜仪。

背景技术

目前，无线随钻测斜仪已普遍地使用在石油钻井及钻探行业。无线随钻测斜仪的滤网，作为过滤流入无线随钻测斜仪脉冲发生器内部钻井液杂质的部件，其使用的可靠性，已经成为油田使用者较为关心的问题。一般的无线随钻测斜仪滤网采用开槽、开孔的方式过滤钻井液中的杂质，无主动清洁功能，在使用中，钻井液中的杂质会慢慢将滤网本体缝隙堵塞，尤其当钻井液中杂质含量高时，滤网很快被堵死，从而使无线随钻测斜仪无法正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构以及无线随钻测斜仪，能够防止过滤机构被堵塞。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构，包括支撑座、过滤筒和连接轴，所述支撑座设置有中心通孔，所述过滤筒内设置有过滤腔，且过滤筒的顶部封口，底部与支撑座相连；所述连接轴贯穿支撑座并延伸至过滤筒的过滤腔的顶部，且所述中心通孔和过滤腔均与连接轴间隙配合；所述过滤筒的顶部设置有轴向的条形滤槽，所述连接轴内设置有轴向延伸至连接轴下端的流道，流道与过滤腔连通；所述连接轴的外壁设置有叶片，所述叶片位于条形滤槽内并与条形滤槽间隙配合。

进一步地，所述条形滤槽为多个，连接轴的外壁设置有多个叶片，每个叶片位于一条形滤槽中。

进一步地，所述流道贯穿连接轴，使流道的上端口与过滤腔相连。

进一步地，所述连接轴的侧壁设置有径向连通流道与过滤腔的引流孔。

进一步地，所述过滤筒的侧壁设置有多个径向的导流孔。

进一步地，所述叶片设置在定位套的外壁，连接轴为阶梯轴，所述定位套的一端与连接轴的阶梯面贴合，另一端通过卡簧卡紧。

进一步地，所述过滤筒的外壁设置有装卸槽。

进一步地，叶片上端面远离连接轴的一端设置为上斜面，叶片下端面远离连接轴的一端设置为下斜面，上斜面和下斜面均与过滤筒轴向围成40°至60°的角度；上斜面和下斜面的径向长度大于条形滤槽的厚度。

进一步地，所述过滤筒的过滤腔为阶梯孔，过滤腔的上部直径小于过滤腔的下部直径，且过滤腔的上部直径大于叶片外沿到过滤筒中心线的距离。

采用上述无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构的无线随钻测斜仪，包括本体，本体的上端设置有支撑盘，内部设置有中心杆，所述支撑座与支撑盘相连，所述连接轴与中心杆相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用时，本自清洁过滤机构的连接轴与无线随钻测斜仪的中心杆相连，无线随钻测斜仪的中心杆会带动连接轴沿轴向往复运动，从而带动连接轴上的叶片沿轴向往复运动，叶片在运动的过程中，就能够将条形滤槽内的杂质清理掉，防止钻井液中的杂质将条形滤槽堵死，提高无线随钻测斜仪过滤机构使用的可靠性。

附图说明

图1为本发明无线随钻测斜仪的剖视示意图；

图2为本发明自清洁过滤机构的外部主视示意图；

图3为叶片的俯视示意图；

图4为叶片的形状示意图；

图5为图1中A部分的放大示意图；

附图标记：1—过滤筒；11—条形滤槽；12—装卸槽；13—导流孔；2—支撑座；3—连接轴；31—流道；32—引流孔；41—叶片；42—定位套；43—上斜面；44—下斜面；5—卡簧；100—本体；110—支撑盘；120—中心杆；β—上斜面和下斜面与过滤筒轴向的角度；t1—条形滤槽的厚度；t2—上斜面和下斜面的径向长度；t3—叶片的外沿直径；t4—过滤腔的上部外径；t5—过滤腔的下部内径；t6—条形滤槽的长度；t7—叶片的厚度；t8—条形滤槽的宽度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构，如图1和图2所示，包括支撑座2、过滤筒1和连接轴3，所述支撑座2设置有中心通孔，所述过滤筒1内设置有过滤腔，且过滤筒1的顶部封口，底部与支撑座2相连；所述连接轴3贯穿支撑座2并延伸至过滤筒1的过滤腔的顶部，且所述中心通孔和过滤腔均与连接轴3间隙配合；所述过滤筒1的顶部设置有轴向的条形滤槽11，所述连接轴3内设置有轴向延伸至连接轴3下端的流道31，流道31与过滤腔连通；所述连接轴3的外壁设置有叶片41，所述叶片41位于条形滤槽11内并与条形滤槽11间隙配合，使得叶片41能够在条形滤槽11内移动，从而刮掉条形滤槽11内残留的杂质。

支撑座2用于将过滤筒1安装在无线随钻测斜仪上，支撑座2可与过滤筒1一体成型、焊接连接或者螺纹连接。过滤筒1用于过滤钻井液，避免钻井液中的杂质进入无线随钻测斜仪。为了实现过滤功能，过滤筒1的顶部设置了轴向的条形滤槽11，钻井液可通过条形滤槽11进入过滤腔，为了将钻井液导流至无线随钻测斜仪内，设置了连接轴3，连接轴3的流道31与过滤腔连通，过滤腔中的钻井液即可沿着流道31流动至无线随钻测斜仪内。此外，连接轴3可与无线随钻测斜仪的中心杆120相连，并且随着中心杆120往复运动，连接轴3运动时带动叶片41往复运动，叶片41即能够将停留在条形滤槽11中的杂质刮掉，避免杂质不断堆积而导致条形滤槽11被堵塞。

条形滤槽11可以是1个，为了提高过滤效率，所述条形滤槽11为多个，具体可以是2个、3个、6个等，优选采用4个，且均匀分布在过滤筒1的侧壁，同样的，连接轴3的外壁设置有多个叶片41，叶片41的数量与条形滤槽11的数量一致，使得每个叶片41位于一条形滤槽11中。

流道31可以是连接轴3内的盲孔，孔口位于连接轴3的下端，通过设置在连接轴3侧壁的连接孔与过滤腔连通，作为优选的实施方式：所述流道31贯穿连接轴3，使流道31的上端口与过滤腔相连。此外，为了提高钻井液进入流道31的效率，所述连接轴3的侧壁设置有径向连通流道31与过滤腔的引流孔32，引流孔32优选采用三个，可以减小流入过滤筒1内的钻井液对过滤筒1内壁和连接轴3的冲蚀。

为了增加钻井液进入过滤腔的流道面积，所述过滤筒1的侧壁设置有多个径向的导流孔13。导流孔13连通过滤腔与外界空间，钻井液可通过导流孔13进入过滤腔，增加了钻井液进入过滤腔的通道面积，减少了钻井液对条形滤槽11和叶片41的冲蚀。

叶片41可直接设置在连接轴3上，如与连接轴3焊接连接或者螺钉连接，优选的，所述叶片41设置在一定位套42的外壁，叶片41与定位套42一体成型，定位套42呈圆筒形，连接轴3为阶梯轴，所述定位套42的一端与连接轴3的阶梯面贴合，另一端通过卡簧5卡紧，可快速拆装。

由于本过滤机构为细长件，一般是通过螺纹将其安装在过滤机构上，安装时需要转动过滤筒1，过滤筒1容易产生变形，因此，所述过滤筒1的外壁设置有装卸槽12，装卸槽12为多个且在周向上均匀布置。安装时，采用一辅助套筒，该辅助套筒的内壁设置有凸台，凸台与装卸槽12相配合，转动辅助套筒时即可带动过滤筒1转动，从而将支撑座2安装到无线随钻测斜仪的支撑盘110上，避免过滤筒1变形。

如图3、图4和图5所示，叶片41上端面远离连接轴3的一端设置为上斜面43，叶片41下端面远离连接轴3的一端设置为下斜面44，将叶片41的上下两段设置为斜面，叶片41在沿轴向上下运动清理条形滤槽11时可将杂质推出。具体地，上斜面43和下斜面44与过滤筒1轴向的角度β为40°至60°。同时，上斜面43和下斜面44的径向长度t2大于条形滤槽11的厚度t1。

所述过滤筒1的过滤腔为阶梯孔，过滤腔的上部外径t4小于过滤腔的下部内径t5，且叶片41的外沿直径t3位于过滤腔的上部外径t4与过滤腔的下部内径t5之间。条形滤槽11的长度t6是叶片41轴向长度的3倍以上，使叶片41沿轴向运动时有足够的空间，防止叶片41撞击条形滤槽11的上端；另一方面可保证钻井液流入过滤腔的通道面积，减小钻井液对叶片41的冲蚀。叶片41的厚度t7与条形滤槽11的宽度t8满足：0.9×t8<t7<t8。

上述无线随钻测斜仪的自清洁过滤机构的无线随钻测斜仪，包括本体100，本体100采用现有的各种无线随钻测斜仪结构，本体100的上端设置有支撑盘110，内部设置有中心杆120，所述支撑座2与支撑盘110相连，所述连接轴3与中心杆120相连，具体地，支撑座2与支撑盘110螺纹连接，连接轴3与中心杆120螺纹连接。

本发明的无线随钻测斜仪的工作原理为：启动后，脉冲发生器的中心杆120会沿轴向上下运动，中心杆120带动连接轴3上下运动，从而带动叶片41上下运动，条形滤槽11内的杂质随着叶片41沿轴向的运动被清理，防止钻井液中的杂质将条形滤槽11堵死。

上文中的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上端”、“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。