專利名稱：用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油鉆采領(lǐng)域，特別涉及一種用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)。
背景技術(shù)：
在油氣鉆井作業(yè)中，需要把井底所測的信息傳輸?shù)降孛?，現(xiàn)有的傳輸技術(shù)方法有泥衆(zhòng)壓力脈沖方式，電磁波，聲波，智能鉆桿等。鉆井液壓力脈沖波信號傳輸方式，是目前泥漿鉆井液鉆井作業(yè)中應(yīng)用最廣泛、最實(shí)用、最可靠的方法。但自上世紀(jì)出現(xiàn)氣體鉆井技術(shù)以來，由于其多方面的優(yōu)勢，在國際石油鉆井市場上發(fā)展迅速、全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，適用于氣體鉆井的電磁波隨鉆測量技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。關(guān)于MWD(MeasureWhile Drilling,隨鉆測量)和 LWD(Logging While Drilling,隨鉆錄井)的電磁波傳輸技術(shù)，就目前而言，它是在氣體鉆井中實(shí)時傳輸井下數(shù)據(jù)的一種最有效的技術(shù)。其傳輸原理為在鉆柱中，將靠近鉆頭端的鉆鋌斷開，在斷開處接入由絕緣材料做成的絕緣短節(jié)，這樣整個鉆柱就成了電偶極子發(fā)射天線的兩極，從而發(fā)射調(diào)制后的信息，信息是以弱電流的方式傳輸，該電流通過井眼所在的地層的傳導(dǎo)傳到地面，在地面接收解調(diào)?，F(xiàn)有的絕緣短節(jié)通過削減連接螺紋的尺寸或在螺紋上加工溝槽來達(dá)到上下鉆柱絕緣的功能，這樣大大的削弱連接螺紋的強(qiáng)度；還有在截面形狀為三角形的螺紋表面進(jìn)行噴涂陶瓷，并用環(huán)氧材料涂在陶瓷上面從而絕緣鉆柱，但是由于螺紋牙頂?shù)募饨翘幍奶沾稍谶B接螺紋時很容易磨掉，從而失去了絕緣的能力。還有的絕緣短節(jié)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械強(qiáng)度大的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是—種用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，包括依次連接的第一連接短節(jié)、第一過渡短節(jié)、主體短節(jié)、第二過渡短節(jié)及第二連接短節(jié)，所述主體短節(jié)與第一過渡短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、所述主體短節(jié)與第二過渡短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、所述第一過渡短節(jié)與第一連接短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、所述第二過渡短節(jié)與第二連接短節(jié)連接的接頭螺紋牙型均為非標(biāo)特殊螺紋牙型，所述第一連接短節(jié)用于與第一鉆柱連接的接頭螺紋牙型、第二連接短節(jié)用于與第二鉆柱連接的接頭螺紋牙型均為美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙型；所述非標(biāo)特殊螺紋牙型的牙型高度為5. 330-5. 335mm，錐度為1:5_7，螺距為6. 33-6. 37mm，牙型角為 28-32。。所述非標(biāo)特殊螺紋牙型的牙型高度為5. 333mm，錐度為1:6、螺距為6. 35mm、牙型角為30。。所述主體短節(jié)包括兩個以上的第一主體短節(jié)，每個第一主體短節(jié)之間的接頭螺紋牙型均為非標(biāo)特殊螺紋牙型。所述主體短節(jié)為依次相連的3個第一主體短節(jié)。所述主體短節(jié)內(nèi)表面設(shè)有絕緣材料層。所述主體短節(jié)外表面設(shè)有紡織纖維的絕緣材料層。所述主體短節(jié)外表面設(shè)有陶瓷環(huán)絕緣層。所述第一過渡短節(jié)和/或主體短節(jié)和/或第二過渡短節(jié)的材質(zhì)為高強(qiáng)度的鈦合金。所述主體短節(jié)與第一過渡短節(jié)連接的公、母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，所述主體短節(jié)與第二過渡短節(jié)連接的公、母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，所述第一過渡短節(jié)與第一連接短節(jié)連接的母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，所述第二過渡短節(jié)與第二連接短節(jié)連接的母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是:I)本實(shí)用新型的絕緣短節(jié)結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械強(qiáng)度大。2)本實(shí)用新型的絕緣短節(jié)采用的特殊螺紋牙型的力學(xué)性能與API (美國石油協(xié)會)同規(guī)格的力學(xué)性能等同。3)本實(shí)用新型絕緣短節(jié)的絕緣阻值可達(dá)30ΜΩ以上(1000V的搖表測量)。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種絕緣短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種絕緣短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的絕緣短節(jié)井場應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的非標(biāo)特殊螺紋牙型結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙型結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的組件列表如下:1.第一鉆柱；2.絕緣短節(jié)，21.第一連接短節(jié)，22.第一過渡短節(jié)，23.主體短節(jié)，24.絕緣材料層，25.紡織纖維的絕緣材料層，26.第二過渡短節(jié)，27.第二連接短節(jié)，28.陶瓷環(huán)絕緣層，230第一主體短節(jié)；3.第二鉆柱；4.接收天線；5.電流。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。參見圖1和圖3、圖4和圖5，一種用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，包括依次連接的第一連接短節(jié)21、第一過渡短節(jié)22、主體短節(jié)23、第二過渡短節(jié)26及第二連接短節(jié)27，主體短節(jié)23與第一過渡短節(jié)22連接的接頭螺紋牙型、主體短節(jié)23與第二過渡短節(jié)26連接的接頭螺紋牙型、第一過渡短節(jié)22與第一連接短節(jié)21連接的接頭螺紋牙型、第二過渡短節(jié)26與第二連接短節(jié)27連接的接頭螺紋牙型均為非標(biāo)特殊螺紋牙型，第一連接短節(jié)21用于與第一鉆柱I連接的接頭螺紋牙型、第二連接短節(jié)27用于與第二鉆柱3連接的接頭螺紋牙型均為美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙型。其中，所述非標(biāo)特殊螺紋牙型的牙型高度為5.330-5.335mm，錐度為1:5_7，螺距為6.33_6.37mm，牙型角為28-32°。作為優(yōu)選，非標(biāo)特殊螺紋牙型的牙型高度為5.333mm，錐度為1:6、螺距為6.35mm、牙型角為30°。參見圖3，絕緣短節(jié)2把位于其上面的第一鉆柱I和下面的第二鉆柱3連接起來；這樣鉆柱I和3就是形成了 EM-MWD (電磁波隨鉆測量)系統(tǒng)電偶極子發(fā)射天線的兩極，井底測得的信息經(jīng)過調(diào)制后并以電流5形式發(fā)射，該電流5經(jīng)過井眼鉆進(jìn)地層的傳導(dǎo)傳到地面，并被接收天線4接收檢測，解調(diào)后獲得到井底的信息。本實(shí)用新型的絕緣短節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械強(qiáng)度大。參見圖1和圖2，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，主體短節(jié)23包括兩個以上的第一主體短節(jié)230，每個第一主體短節(jié)230之間的接頭螺紋牙型均為非標(biāo)特殊螺紋牙型。優(yōu)選主體短節(jié)23為依次相連的3個第一主體短節(jié)230。為了增大絕緣短節(jié)的阻值，把整個絕緣短節(jié)分為幾節(jié)以便增加螺紋的絕緣面。本實(shí)用新型用1000V搖表測得的絕緣短節(jié)的阻值可達(dá)30ΜΩ以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足井底低電壓的使用要求。計(jì)算證明本實(shí)用新型的螺紋的力學(xué)性能等同于API同種規(guī)格的力學(xué)性能，并且螺紋表面的絕緣層在上扣時不易磨掉。參見圖1，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，主體短節(jié)23內(nèi)表面設(shè)有絕緣材料層24。主體短節(jié)23外表面嵌入高性能的紡織纖維的絕緣材料層25。參見圖2，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，主體短節(jié)23內(nèi)表面設(shè)有絕緣材料層24。主體短節(jié)23外表面粘連陶瓷環(huán)絕緣層28。作為優(yōu)選，第一過渡短節(jié)22和/或主體短節(jié)23和/或第二過渡短節(jié)26的材質(zhì)為高強(qiáng)度的鈦合金。過渡短節(jié)及主體短節(jié)的外徑要比同一鉆柱中的鉆鋌外徑小、內(nèi)孔大，這樣絕緣短節(jié)的力學(xué)性能要比正常鉆柱的差，所以采用高強(qiáng)度的鈦合金材料，使其力學(xué)性能等同于同一鉆柱中其他鉆鋌的力學(xué)性能。參見圖1和圖2，作為優(yōu)選，主體短節(jié)23與第一過渡短節(jié)22連接的公、母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，主體短節(jié)23與第二過渡短節(jié)26連接的公、母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，第一過渡短節(jié)22與第一連接短節(jié)連接21的母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，第二過渡短節(jié)26與第二連接短節(jié)27連接的母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，即在圖1和圖2中，絕緣面II的公、母扣螺紋表面及臺肩面進(jìn)行表面絕緣層處理，另一絕緣面III僅母扣螺紋表面和臺肩面進(jìn)行表面絕緣層處理，即在表面涂覆絕緣材料層。本實(shí)用新型EM-MWD系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)采用高強(qiáng)度的鈦合金材料，滿足同規(guī)格鉆鋌力學(xué)性能，螺紋采用特殊螺紋牙型，在螺紋表面進(jìn)行一些絕緣處理，由于螺紋表面沒有尖角，所以在連接螺紋時，螺紋表面的涂層不容易被磨掉、撞擊，從而能夠保證短節(jié)的絕緣性能。同時在短節(jié)的內(nèi)孔涂一層與金屬表面結(jié)構(gòu)粘接牢固的高性能的絕緣材料；在短節(jié)的外表面也涂這種高性能的絕緣材料，為了增加其強(qiáng)度，把一種高性能的紡織纖維嵌入這種絕緣材料涂層中；或在接頭的接合臺肩處外套陶瓷環(huán)再注入這種絕緣材料粘接。這樣，絕緣短節(jié)完全地把鉆柱割斷成為上下兩個導(dǎo)體。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，包括依次連接的第一連接短節(jié)、第一過渡短節(jié)、主體短節(jié)、第二過渡短節(jié)及第二連接短節(jié)，所述主體短節(jié)與第一過渡短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、所述主體短節(jié)與第二過渡短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、所述第一過渡短節(jié)與第一連接短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、所述第二過渡短節(jié)與第二連接短節(jié)連接的接頭螺紋牙型均為非標(biāo)特殊螺紋牙型，所述第一連接短節(jié)用于與第一鉆柱連接的接頭螺紋牙型、第二連接短節(jié)用于與第二鉆柱連接的接頭螺紋牙型均為美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙型；所述非標(biāo)特殊螺紋牙型的牙型高度為5.330-5.335mm，錐度為1:5_7，螺距為6.33-6.37mm，牙型角為 28-32°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述非標(biāo)特殊螺紋牙型的牙型高度為5.333mm，錐度為1:6，螺距為6.35mm，牙型角為30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述主體短節(jié)包括兩個以上的第一主體短節(jié)，每個第一主體短節(jié)之間的接頭螺紋牙型均為非標(biāo)特殊螺紋牙型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述主體短節(jié)為依次相連的3個第一主體短節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述主體短節(jié)內(nèi)表面設(shè)有絕緣材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述主體短節(jié)外表面設(shè)有紡織纖維的絕緣材料層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述主體短節(jié)外表面設(shè)有陶瓷環(huán)絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述第一過渡短節(jié)和/或主體短節(jié)和/或第二過渡短節(jié)的材質(zhì)為高強(qiáng)度的鈦合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，其特征在于，所述主體短節(jié)與第一過渡短節(jié)連接的公、母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，所述主體短節(jié)與第二過渡短節(jié)連接的公、母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，所述第一過渡短節(jié)與第一連接短節(jié)連接的母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層，所述第二過渡短節(jié)與第二連接短節(jié)連接的母扣螺紋表面及臺肩面設(shè)有絕緣層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中的絕緣短節(jié)，包括依次連接的第一連接短節(jié)、第一過渡短節(jié)、主體短節(jié)、第二過渡短節(jié)及第二連接短節(jié)，主體短節(jié)與第一過渡短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、主體短節(jié)與第二過渡短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、第一過渡短節(jié)與第一連接短節(jié)連接的接頭螺紋牙型、第二過渡短節(jié)與第二連接短節(jié)連接的接頭螺紋牙型均為非標(biāo)特殊螺紋牙型，第一連接短節(jié)用于與第一鉆柱連接的接頭螺紋牙型、第二連接短節(jié)用于與第二鉆柱連接的接頭螺紋牙型為美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙型。本實(shí)用新型的絕緣短節(jié)結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械強(qiáng)度大。絕緣短節(jié)采用的特殊螺紋牙型的力學(xué)性能與美國石油協(xié)會同規(guī)格的力學(xué)性能等同。并且絕緣阻值可達(dá)30MΩ以上。
文檔編號E21B47/13GK202914090SQ20122056013
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者石榮 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院