[实用新型]用于电力和信号传输的方钻杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力和信号传输的方钻杆

背景技术

随着钻井技术的逐渐向智能化发展，钻具生产企业已经开始了智能钻井技术的探索研究。智能钻井技术主要包括井内电力、电信号的双向传送和钻井作业的计算机控制，其研发工作的难点是电力、信号输送线路在钻柱内的有效连接。目前有采用电磁感应技术进行钻杆间电力的传递，但由于钻杆材料和钻杆结构的制约，传递效率逐级衰减较大，效果达不到要求。

一般方钻杆位于钻井钻柱的最上端，有四方形和六方形两种。在转盘钻井中，钻进时，方钻杆与方补心、转盘补心配合，将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转，并承受钻柱悬重重量。在涡轮和螺杆的钻井中，承受钻柱悬重重量和反扭矩。方钻杆的结构如图1所示，其杆体1两端为圆柱形，圆柱形一端为具有一定锥度内螺纹3的母接头、另一端为具有一定锥度外螺纹2的公接头，内螺纹3与外螺纹2的锥度匹配，杆体1中段是方形，整根杆体内圈是圆形；因此方钻杆中的电连接是实现智能钻柱的一个难题，且电磁感应装置的成本相对较高，其安装和操作也不方便。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于电力和信号传输的方钻杆，利用本方钻杆实现钻杆内的电连接，实现井内电力、电信号的输送，克服了采用电磁感应传递衰减大的缺陷，其连接可靠，制作成本低，安装使用方便。

本实用新型用于电力和信号传输的方钻杆包括方钻杆本体，所述方钻杆本体一端设有具有锥度的外螺纹，所述方钻杆本体另一端设有具有锥度的内螺纹，所述方钻杆本体的外螺纹锥度与内螺纹锥度匹配；还包括内衬管、导线、三个内接触环、三个外接触环和密封绝缘垫圈，所述方钻杆本体的外螺纹端设有外台肩，所述方钻杆本体的内螺纹根部设有内台肩，所述外台肩和内台肩的圆弧面上分别沿轴向间隔设有三个环形槽，所述外台肩的三个环形槽槽底垂直轴向分别设有通孔，所述内台肩的圆弧面沿轴向自垂直面至三个环形槽分别设有三个连接槽，所述三个内接触环和三个外接触环通过绝缘固化剂分别设于所述内台肩和外台肩的三个环形槽内，所述导线沿轴向敷设于所述内衬管的外表面，所述内衬管通过水压复合设于所述方钻杆本体内圈，所述导线一端分别穿入所述外台肩三个环形槽的通孔后连接三个外接触环，所述通孔采用绝缘固化剂密封，所述导线另一端分别通过三个连接槽连接所述内台肩三个环形槽内的三个内接触环，所述连接槽采用绝缘固化剂填充，所述密封绝缘垫圈粘接于所述外台肩端面。

为保证方钻杆在钻井液中的耐腐蚀性能，上述内衬管采用不锈钢材料制成。

为便于方钻杆内台肩处的导线连接，上述内台肩的三个环形槽自内向外依次是沿圆周方向的200°～240°的弧形槽、300°～350°的弧形槽和360°的环形槽，所述三个内接触环分别与所述内台肩的三个环形槽匹配。

为保证良好的电接触，上述三个内接触环和三个外接触环是铜质接触环，其电气接触面沿轴向呈锥面。

为确保方钻杆旋合后在内台肩处具有良好的密封和绝缘效果，防止钻井液渗入引起的漏电、短路等故障，上述密封绝缘垫圈采用聚四氟乙烯材料制成。

为使导线连接方便，上述内台肩圆弧面的三个连接槽沿圆周方向均布。

由于本实用新型用于电力和信号传输的方钻杆采用了上述技术方案，即在方钻杆本体的外螺纹端和内螺纹根部分别设有外台肩和内台肩，内、外台肩的圆弧面上沿轴向分别间隔设有三个环形槽，三个内接触环和外接触环通过绝缘固化剂分别设于内、外台肩的环形槽内，外台肩环形槽底设有通孔，内台肩圆弧面设有三个连接槽，导线敷设于内衬管外表面，内衬管通过水压复合设于方钻杆本体内圈，导线一端穿入外台肩环形槽底的通孔连接外接触环，导线另一端通过连接槽连接内台肩环形槽内的内接触环，通孔和连接槽采用绝缘固化剂密封，密封绝缘垫圈粘接于外台肩端面；利用本方钻杆实现井内电力、电信号输送线路的直接连接，其连接可靠，制作成本低，安装使用方便。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为标准方钻杆的结构示意图，

图2为本实用新型用于电力和信号传输方钻杆的结构示意图。

图3为图2的A-A向视图。

具体实施方式