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陀螺马笼头安全锁定密封装置的研制与应用

文档作者：尹方雷龚建凯夏进军文档来源： 1．中油长城钻探工程公司工程技术研究院2．中油辽河金马油田股份有限公司		点击数：	更新时间： 2021年03月04日
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石 油机械
CHINA PETROLEUM MACHINERY 2011年第39卷第12期
．I经验集锦
陀螺马笼头安全锁定密封装置的研制与应用
尹方雷 龚建凯 夏进军
(1．中油长城钻探工程公司工程技术研究院2．中油辽河金马油田股份有限公司)
摘要 针对陀螺测斜仪马笼头在施工中出现的问题，研制了陀螺马笼头安全锁定密封装置。
该装置主要由上密封主体、上密封顶心、连接主体、密封螺旋橡胶、顶盖、铜心和0形密封圈等
组成，上密封主体与连接主体、连接主体与下密封主体之间均为螺纹连接且采用0形密封圈密
封，下密封主体与下密封顶心之间均装有密封螺旋橡胶。现场应用表明，该装置应用效果良好，
在施工的15口井中，电缆接头密封良好，仪器在井下无短路或断路故障。
关键词 陀螺测斜仪马笼头 密封装置锁定
0 引 言
陀螺测斜仪利用陀螺高速旋转原理工作，优点
是不受磁性干扰¨J，可以在套管内进行井斜角和
井斜方位角的测量，完成老井井斜数据校测；也可
以在套管内测量工具面角，进行侧钻井斜向器的定
向。陀螺测井技术在老井侧钻中起到了“眼睛”
的作用，为老井侧钻导航提供了技术保障 。
陀螺测斜仪的马笼头是用于绞车电缆挂接仪器
的部件，位于仪器顶部。施工过程中马笼头常出现
以下问题：①马笼头与下部接头依靠顶丝固定，使
用一段时间后会发生顶丝损坏的问题，使马笼头接
头能够随意旋转，导致在陀螺测斜仪安装、下井及
起出过程中常发生连接部位电缆芯折断，使仪器发
生断路，不得不将仪器从井下起出重新连接；②马
笼头电缆连接部位依靠防水胶带缠绕电缆芯实现密
封，而随着陀螺测斜仪下井深度的增加，所受液柱
压力增大，防水胶带缠绕连接部位在巨大的液柱压
力下进水(或钻井液、原油等)，仪器供电出现短
路，发生烧坏仪器或地面操控箱的情况。
为此，中油长城钻探工程公司工程技术研究院
于2010年研制了陀螺马笼头安全锁定密封装置。
1 技术分析
1．1 结构
陀螺马笼头安全锁定密封装置主要由上密封主
体、上密封顶心、连接主体、下密封主体、下密封
顶心、密封螺旋橡胶、顶盖、铜心和0形密封圈
等组成，结构如图1所示。
该装置的特点在于：上密封主体与连接主体、
连接主体与下密封主体之间均为螺纹连接且采用0
形密封圈密封；上密封主体与上密封顶心、下密封
顶心与下密封主体之间均为螺纹连接，上密封主体
与上密封顶心之间、下密封主体与下密封顶心之间
均装有密封螺旋橡胶；顶盖固定在下密封主体的下
部，铜心固定在顶盖中。
图1 陀螺马笼头安全锁定密封装置结构示意图
1一上密封主体；2-~~*A-13i心；3一连接主体；4一下密封顶心；510形圈；6一下密封主体；7一密封螺旋橡胶；8一铜心；9-NN．。
1．2 安装过程 顶心，将密封顶心旋进上密封主体，密封螺旋橡胶
在进行下井测试施工前，将从陀螺马笼头伸出 在上密封顶心的挤压下紧紧包住电缆芯，实现上部
的电缆芯穿过上密封主体、密封螺旋橡胶和上密封 密封；将与铜心连接的一段金属导线穿过下密封主
2011年 第39卷第12期 尹方雷等：陀螺马笼头安全锁定密封装置的研制与应用 ～ 85一
体、密封螺旋橡胶、下密封顶心，将下密封顶心旋
进下密封主体中，密封螺旋橡胶在上密封顶心的挤
压下紧紧包住金属导线，实现下部密封；将电缆心
和金属导线在连接主体中进行连接，然后将连接主
体的上、下接头分别与上密封主体的下接头和下密
封主体的上接头用螺纹旋紧并用O形密封圈密封，
实现中间密封；将以上连接好的工具串上部通过上
密封主体的内螺纹与马笼头连接，下部通过下密封
主体的外螺纹与陀螺测斜仪的外筒连接，并采用O
形密封圈实现外部密封。此时铜心与陀螺测斜仪探
管的探针处于接触状态，可进行下井测试施工。
1．3 工作原理
马笼头安全锁定密封装置能够实现完全密封，
阻断液体由马笼头根部进入仪器的通道；同时上密
封主体、下密封主体与连接主体及仪器之间的螺纹
连接采用O形密封圈密封，阻断液体由外筒各部
分螺纹连接处进入仪器通道。由于采用了螺纹连
接，摒弃了常规旋转锁定的弊病，可有效避免电缆
芯折断现象的发生。 ’
2 现场应用
2010年，安装了马笼头安全锁定密封装置的
陀螺测斜仪在辽河油田和冀东油田共应用25井次，
其中侧钻井斜向器的定向13井次、老井井斜数据
校测11井次、新井井斜数据校测1井次。安装原
马笼头施工的10口井中，平均每2口井就需要重
新缠1次电缆接头，仪器在井下发生短路或断路故
障3井次；应用装配有马笼头安全锁定密封装置的
陀螺测斜仪进行施工的l5口井中，电缆接头密封
连接良好，仪器在井下无短路或断路故障。
3 结 论
(1)陀螺马笼头安全锁定密封装置能够有效
解决现有陀螺测斜仪普遍存在的电缆连接头短路和
断路问题，提高了现场施工的效率和安全性，延长
了仪器的使用寿命。．
(2)从现场应用可以看出，该装置应用效果
良好，在施工的15口井中，电缆接头密封连接良
好，仪器在井下无短路或断路故障。
参考文献
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田开发中的应用[J]． 国外测井技术，2006，21
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第一作者简介：尹方雷，助理工程师，生于1984年，
2008年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业，现从
事钻完井工具及工艺技术研究和陀螺测试现场服务工作。
地址：(124010)辽宁省盘锦市。电话： (0427)7800872。
E—mail：yin—fan~ei@163．tom。
收稿日期：2011—04 —29
(本文编辑王刚庆)
(上接第72页)
参考文献
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199．
第一作者简介：王进全，教授级高级工程师，生于
1956年，1981年毕业于西南石油学院矿机专业，现从事技
术及管理工作，任公司副总经理及总工程师，中石油集团
高级技术专家，享受国务院政府特殊津贴。地址：(721002)
陕西省宝鸡市。电话：(0917)9462007。E—mail：posffiend99
@ 126．com。
收稿日期：2011—05一l1
(本文编辑刘峰)

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