[发明专利]可插入管状钻柱部件的中心腔的保持装置和管状钻柱部件

说明书

技术领域

本发明涉及油气钻探，并且更具体地涉及用于沿钻柱传输信息的装置和工具。

背景技术

管状钻柱部件包括但不限于钻管、重型钻管、井底组件、辅助件、主动钻杆。

在油气钻探行业中，使用各种传感器来测量井底地质构造、井底工具状态、运行情况等。

测量数据对于地面上的操作者和工程师是有用的。可在沿钻柱的各点处进行测量。测量数据可用以确定钻探参数，比如钻探方向、钻机穿进速度等，以精确地钻入油、气或其它矿物的储层。

测量数据应被传输到地表。传统的传输方法比如泥浆脉冲具有非常慢的数据率。已经研究沿直接整合在钻柱部件内比如整合在钻管的部分内的传输线比如例如电缆来传输数据。

电触点或者其它的传输元件比如电磁感应耦合器被用以跨过钻柱中的结合部或连接结合部传输数据。

将传输线收纳在形成在钻柱部件的壁内的通道在所述壁较薄时可使壁弱化，例如钻管的中心部分，或者当壁在流动部分较厚(重型钻管，钻环…)但局部较薄并且不能在其中耐受通道。穿过中心腔靠着壁安装传输线使传输线暴露于穿过中心腔的钻井流体和工具或其它物质或物体。这能够对传输线造成损坏。

钻柱部例如在水平钻探中可弯曲。如果传输线通过粘结剂涂层附接到壁，传输线可由于该弯曲而损伤，如果传输线未通过粘结剂涂层被保护，则传输线可破裂或可偏移离开中心腔的内表面。

已知使用可插入钻柱部件的腔内的衬套。但是，衬套不能容易地收纳在中心腔内，特别是当钻柱部件在其端部附近具有小的直径时。衬套减小了钻柱部件的流动部，由此增大钻柱中的水头损失。

发明内容

本发明提供了对于配备有信息传输部件的井底钻柱的显著改进。

着眼于前述内容，保持装置可插入钻柱部件的中心腔。该中心腔具有沿钻柱部件的中心部分的第一直径和在钻柱部件的端部附近的第二直径，该第二直径小于第一直径。保持装置包括至少部分地形成用于传输线的壳体的长形体，所述长形体具有小于第二直径的横向尺寸，并且多个弓形元件沿长形体布置并且与长形体不同且附接到长形体。弓形元件可弹性弯曲以能够移动过第二直径并且在自由状态下具有比第一直径大的最大弦长，以能够一旦穿过第二直径则在第一直径内膨胀。

管状钻柱部件包括管状构件和插入在其中的保持装置。管状构件包括中心腔，该中心腔具有沿管状构件的中心部分的第一直径和在管状构件的端部附近的第二直径，第二直径小于第一直径，并且保持装置可插入管状构件的中心腔。保持装置包括至少部分地形成用于传输线的壳体的长形体，所述长形体具有小于第二直径的横向尺寸，并且多个弓形元件沿长形体布置且与所述长形体不同并且附接到所述长形体。所述弓形元件可弹性弯曲以可移动过第二直径并且在自由状态下具有大于第一直径的最大弦长，从而一旦穿过第二直径能够在第一直径内膨胀。

在一个实施方式中，弓形元件具有大于管的中心部分的周长的、延展的长度，但它们的端部离开。

附图说明

根据下面的说明和附图，本发明将被更好地理解并且将变得完全清楚。这些附图仅示出了典型的、非限定性实施方式。

图1是示出钻柱部件的实施方式的截面图。

图2是示出插入钻柱部件内的保持装置的透视图。

图3是示出自由状态下的保持装置的透视图。

图4是示出安装于长形体上的弓形构件的透视图。

图5示出了弓形构件和直径减小元件的透视图。

图6示出了保持装置插入在钻柱部件内的透视图。

图7示出了长形体的实施方式的截面图。

图8示出了长形体的实施方式的截面图。

图9示出了长形体的实施方式的截面图。

具体实施方式

应该理解，这里总体上所述的和在附图中示出的部件能够以各种不同的构造布置和设计。如图中所示出的，下面对于本发明的装置的更为详细的说明并不意图限定所要求的本发明的范围，而仅是说明本发明的各种选择的实施方式并且可以可选地作用为对本发明的限定的帮助。

所述的本发明的实施方式通过参考附图将得以更好的理解，其中在全部附图中，相同的部件标示为相同的附图标记。

当然，本领域普通技术人员将理解，在不偏离本发明的基本特征的前提下，可容易地对这里所述的装置进行各种修改，如结合附图所述的。

由此，下面的附图说明意图仅作为示例，并且仅简单地说明与这里要求的本发明一致的一些选择的实施方式。