轴向限位定向短节技术领域
本实用新型涉及一种轴向限位定向短节。
背景技术
定向短节是坐键式无线随钻跟踪测量作业中使用的井下仪器串坐键装置，定向短节包括短节本体，短节本体设有沿其轴向贯通的阶梯孔，阶梯孔中装配有定位衬套。定位衬套通过定位螺栓固定在短节本体上，定位螺栓起到阻止定位衬套的旋转与轴向位移的作用。短节本体上设置的螺栓孔与短节本体内的阶梯孔相贯通，在安装定位衬套的过程中，定位衬套下端的O形密封圈在通过螺栓孔处的相贯面时容易受到损坏，导致O形密封圈密封失效。定向短节与相应的钻具组合入井后，随着钻具内外压差的增大及跟踪测量作业时间的延续，定位衬套下端的O形密封圈失效的效果进一步凸显。钻具内的高压泥浆流穿过失效的O形密封圈经过螺栓孔进入井眼环空，造成泥浆短路循环。定向短节被高压泥浆流刺坏，随钻测量仪器的脉冲信号消失，钻井作业意外中断，被迫起钻检查与更换，影响无线随钻测量作业的可靠性与时效。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种轴向限位定向短节，以解决现有的定向短节由于其侧壁上设置螺栓孔而导致在安装定位衬套时容易损坏定位衬套上的密封圈的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型一种轴向限位定向短节采用如下技术方案：定向短节包括短节本体，短节本体具有沿其轴向方向贯通的阶梯孔，阶梯孔内安装有定位衬套，所述定位衬套与所述短节本体之间通过键进行止转连接，所述短节本体内设有对所述定位衬套轴向进行限位的限位结构。
所述限位结构包括第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构包括安装在短节本体内壁上的弹性挡圈。
所述第一限位结构还包括一端贴紧在所述定位衬套端部的、位于定位衬套与弹性挡圈之间的限位环。
所述阶梯孔具有用于对所述定位衬套的一端轴向限位的台阶面，所述台阶面形成所述第二限位结构。
所述阶梯孔具有与所述定位衬套密封配合的密封段及供定位衬套沿轴向装入的插装段，所述密封段的孔径小于所述插装段的孔径。
所述定位衬套的与所述密封段密封配合段外周设有密封圈。
所述短节本体内壁上设有与所述键导向配合的沿短节本体轴向延伸的限位槽。
所述短节本体外壁上设有用于标识所述限位槽所在位置的标识槽。
所述定位衬套侧壁上设有沿其径向贯通的键槽，所述键的两端分别凸出于键槽。
所述短节本体的两端均设有用于与相应的钻具连接的螺纹。
本实用新型的有益效果为：本实用新型使用键连接实现对定位衬套旋转的限位，键起到径向限位的作用，同时短节本体内还设有对定位衬套轴向进行限位的限位结构。相对于现有技术中的定向短节，可以省去定位螺栓。进而不用在短节本体上设置径向贯通的螺栓孔，避免在安装定位衬套时损坏密封圈，消除了高速泥浆流经径向泄露通道，不会在定向短节中发生泥浆短路循环或定向短节先期报废，从而提高了无线随钻跟踪测量作业的安全性、可靠性及稳定性。
附图说明
图1是本实用新型轴向限位定向短节的实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型轴向限位定向短节的实施例，如图1所示：该定向短节包括沿左右方向延伸的短节本体1及装配在短节本体1内的定位衬套3，定位衬套3与所述短节本体1之间通过键5连接。短节本体内设有对所述定位衬套轴向进行限位的限位结构，限位结构包括第一限位结构和第二限位结构。短节本体1内设有沿其轴向方向贯通的阶梯孔，阶梯孔具有用于对定位衬套3的左端进行轴向限位的台阶面9，台阶面形成上述的第二限位结构。
阶梯孔内于定位衬套3的右端设有用于对定位衬套3进行轴向限位的第一限位结构。第一限位结构包括一端贴紧在定位衬套3右端部的限位环6及位于阶梯孔内的对限位环6的右端进行轴向限位的弹性挡圈7。弹性挡圈7嵌装在短节本体1内壁上，短节本体1内壁上设有容纳弹性挡圈7的挡圈槽。定位衬套3的靠近台阶面的一端部的外周设有用于与短节本体1内壁密封配合的O形密封圈2。阶梯孔具有与定位衬套3密封配合的密封段及供定位衬套3沿轴向装入的插装段，为了便于轴向装入定位衬套及在装入过程中不损坏O形密封圈2，密封段的孔径小于插装段的孔径。
短节本体1内壁上设有与键5导向配合的沿短节本体轴向延伸的限位槽。定位衬套3侧壁上设有沿其径向贯通的键槽，键槽为阶梯孔，键5的两端分别凸出于键槽。键5的一端与限位槽导向配合，对定位衬套3的旋转进行限位。键5的凸出于键槽的另一端51用于与仪器串的斜口引鞋的键槽配合，限制仪器串旋转。
短节本体1的两端均设有用于与相应的钻具连接的螺纹8。短节本体1的外壁上设有沿其轴向方向延伸的V型标识槽4，标识槽4用于识别限位槽的位置，以便于定位衬套3的安装。标识槽与限位槽处于径向的同一平面。
本实用新型定向短节在组装时，先将短节本体1内的阶梯孔及定位衬套3清洗干净并涂抹润滑脂，然后将O形密封圈2安装在定位衬套3的左端的相应的凹槽内，将键5安装在定位衬套3的键槽中，将定位衬套3从短节本体的右端推入阶梯孔中。在此过程中注意将键5所在位置对准标识槽，定位衬套3安装到位后，再安装限位环6，最后使用卡钳安装弹性挡圈7。在作业现场下钻时，将定向短节连接到无线随钻跟踪测量作业的钻具中，在井口将井下仪器串的斜口引鞋骑坐在定位衬套上，键5的凸出于定位衬套内的一端51与斜口引鞋的键槽相匹配从而限制仪器串的径向位移，保持准确的工具面。定向短节与现有的采用螺栓进行限位的定向短节相比，消除了高速泥浆流经径向泄露通道，不会在定向短节中发生短路循环或定向短节先期报废，从而提高了无线随钻跟踪测量作业的安全性、可靠性及稳定性，为节约钻井施工时间，降低工程成本。
当定向短节从井下起出需要检查保养时，先用水将定向短节清洗干净，再用卡钳取出弹性挡圈，然后将取出杆从轴向限位定向短节本体下端插入其内孔中将限位环与定位衬套依次推移出本体，清洗所有组件，更换O型密封圈及损坏件，然后组装备用。
在本实施例中，限位环采用中空的筒状结构，在其左端设有压紧爪；在其它实施例中，如果定位衬套的右端是平面结构，适于弹性挡圈直接对其固定，则可以采用弹性挡圈直接对定位衬套的右端进行轴向限位，而省去限位环；在其它实施例中，限位环可以采用不设置压紧爪，而是一个套筒。
在其它实施例中，定位衬套上设置的键槽可以不是阶梯孔，设置成锥孔；或者将键槽设置成不贯通的键槽，键仅仅凸出于定位衬套的外壁，对定位衬套的旋转起限位作用，对于上述实施例中对仪器串的限位可以通过其它的设置于定位衬套上的定位键。
其它实施例中，标识槽由于仅仅起标识作用，可以设置成沿短节本体轴向延伸的长条形，而是设置成沿轴向方向间隔布置的盲孔；或者在短节本体外壁上加工标识线。
在其它实施例中，也可将阶梯孔的密封段的孔的形状设置成锥形，利用锥形结构对定位衬套的一端进行轴向限位。