[發(fā)明專利]一種電磁波隨鉆測量防磨損絕緣短節(jié)

有效

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• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103867191A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵春;徐林;沈傳波;李田軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電磁波隨鉆測量防磨損絕緣短節(jié)。

背景技術(shù)

電磁波隨鉆測量技術(shù)(EM－MWD)是一項新的鉆井技術(shù)，具有信號傳輸速度高、不需要循環(huán)鉆井液便可傳送數(shù)據(jù)、測量時間短和成本低等優(yōu)勢。絕緣短節(jié)是電磁波隨鉆測量系統(tǒng)中一個重要組成部分，將絕緣短節(jié)連接在鉆柱中，其主要作用是將鉆柱分割成相互不導(dǎo)電的兩段，從而實現(xiàn)電磁信號主要經(jīng)過地層傳播，被地面接收裝置檢測到。

國外在絕緣短節(jié)研制方面較為成功，其研制的絕緣短節(jié)本體全部采用絕緣材料，目前已經(jīng)應(yīng)用于實際鉆探作業(yè)中，但購買費用昂貴。國內(nèi)近幾年，對絕緣短節(jié)也做了很多的研究，由于很難找到一種具有鋼材機械材性能的絕緣材料，因此目前研究路線基本都集中于在鋼材短節(jié)上鍍上一層絕緣層，以實現(xiàn)絕緣性能。但在實際鉆進過程中，絕緣短節(jié)易與井壁及鉆井液所攜帶的巖屑發(fā)生摩擦、碰撞，導(dǎo)致絕緣層容易磨損脫落，絕緣短節(jié)絕緣性能降低，甚至絕緣短節(jié)與鉆柱導(dǎo)通，使隨鉆測量系統(tǒng)不能正常工作。

另外，絕緣短節(jié)在搬運和裝配過程中，時常會與其它硬質(zhì)物體摩擦碰撞，導(dǎo)致絕緣短節(jié)表層絕緣材料遭到破壞而脫落，絕緣短節(jié)失去絕緣的功效。而一旦絕緣短節(jié)表層絕緣層磨損脫落，絕緣層的修復(fù)也很棘手，因為直接在脫落區(qū)域鍍上一層絕緣層，新舊絕緣層不能完全融合，新的絕緣層將會很容易再次脫落。唯一的方法是將表層絕緣層全部刮除，再重新鍍上一層絕緣層。但絕緣材料的附著力很強，需要完全清除也是一項費時費力的工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)難題，而提供一種能有效地保護短節(jié)絕緣層，同時能使得絕緣短節(jié)表面絕緣層的修復(fù)工作更簡單，能延長短節(jié)使用壽命的電磁波隨鉆測量防磨損絕緣短節(jié)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種電磁波隨鉆測量防磨損絕緣短節(jié)，包括設(shè)有中心通孔的短節(jié)本體、保護接頭和防磨損接頭；以所述的短節(jié)本體為中心，兩端分別通過螺紋對稱地連接保護接頭和防磨損接頭；所述的短節(jié)本體外表面被環(huán)狀保護帶均勻地分割成等間隔的絕緣帶，間隔分布的絕緣帶為先加工出來的兩端寬度大、中間段寬度小的凹槽，兩端凹槽、中間段凹槽分別為等寬等深的凹槽，在凹槽的表面先均勻噴涂柔性陶瓷，再均勻纏繞玻璃鋼布，形成一層硬質(zhì)耐磨絕緣層；所述短節(jié)本體中兩端螺紋表面、與螺紋交接處兩側(cè)端面及本體中心通孔的內(nèi)表面均噴涂有柔性陶瓷；所述的保護帶在圓周表面鑲有硬質(zhì)合金齒；所述的保護接頭外徑與短節(jié)本體的絕緣帶外徑相等；所述的防磨損接頭外表面直徑比短節(jié)本體的保護帶外徑大，防磨損接頭為小型螺旋扶正器，外表面直徑比常規(guī)螺旋扶正器小。

本發(fā)明所述的短節(jié)本體長度為450～800mm，短節(jié)本體的兩側(cè)環(huán)狀絕緣帶寬度為40～60mm，中間段每個環(huán)狀絕緣帶寬度為15～30mm；所述的每個環(huán)狀保護帶的寬度為5～15mm，保護帶外徑比絕緣帶外徑大2～20mm；所述的保護接頭長度為150～300mm；所述的防磨損接頭長度為150～300mm，外徑比保護帶外徑大20～40mm。

本發(fā)明所述的絕緣帶外表面所噴涂柔性陶瓷層厚度為0.2～2mm，玻璃鋼絕緣層厚度為1～10mm。

本發(fā)明所述的短節(jié)本體中與螺紋交接處兩側(cè)端面、本體中心通孔的內(nèi)表面噴涂的柔性陶瓷層厚度為0.2～1mm，兩端螺紋表面柔性陶瓷層厚度為0.2～0.5mm。

本發(fā)明所述短節(jié)本體兩端均以螺紋方式連接保護接頭，短節(jié)本體一旦與保護接頭連接后即不再拆卸，以防止由于多次裝配在松緊螺紋過程中導(dǎo)致的短節(jié)本體螺紋上的柔性陶瓷絕緣層損壞脫落。

本發(fā)明的電磁波隨鉆測量防磨損絕緣短節(jié)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的短節(jié)本體與兩端保護接頭及防磨損接頭均以螺紋方式連接，短節(jié)本體外表面由絕緣帶與保護帶相間隔組成，保護帶外徑比絕緣帶大，而防磨損接頭表面直徑較短節(jié)本體保護帶直徑大，可以減少短節(jié)本體直接與井壁碰撞或摩擦，起到保護短節(jié)本體絕緣帶和保護帶表面的作用，能有效地延長絕緣短節(jié)使用壽命。另外所使用的防磨損接頭選用小型螺旋扶正器的結(jié)構(gòu)，因外表面直徑比常規(guī)螺旋扶正器小，其不起扶正作用，但可以避免由于絕緣短節(jié)兩端防磨損接頭直徑較大在井眼曲率較大處被卡的狀況。

2、本發(fā)明的防磨損絕緣短節(jié)能夠有效地減少搬運和裝配過程中遭到其它硬質(zhì)物體的敲擊碰撞帶來的損傷。

3、本發(fā)明的防磨損絕緣短節(jié)不僅能夠起到絕緣的作用，即將整個鉆柱分割成上下不導(dǎo)通的兩段以實現(xiàn)電磁波隨鉆測量，同時，絕緣帶和保護帶間隔分布的設(shè)計使得絕緣層的修復(fù)工作變得簡單。當(dāng)絕緣帶部分受損時，只需將受損的絕緣帶絕緣層刮除，再噴涂柔性陶瓷和纏繞玻璃鋼布即可。