[发明专利]一种电磁波随钻测量防磨损绝缘短节

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁波随钻测量防磨损绝缘短节。

背景技术

电磁波随钻测量技术(EM－MWD)是一项新的钻井技术，具有信号传输速度高、不需要循环钻井液便可传送数据、测量时间短和成本低等优势。绝缘短节是电磁波随钻测量系统中一个重要组成部分，将绝缘短节连接在钻柱中，其主要作用是将钻柱分割成相互不导电的两段，从而实现电磁信号主要经过地层传播，被地面接收装置检测到。

国外在绝缘短节研制方面较为成功，其研制的绝缘短节本体全部采用绝缘材料，目前已经应用于实际钻探作业中，但购买费用昂贵。国内近几年，对绝缘短节也做了很多的研究，由于很难找到一种具有钢材机械材性能的绝缘材料，因此目前研究路线基本都集中于在钢材短节上镀上一层绝缘层，以实现绝缘性能。但在实际钻进过程中，绝缘短节易与井壁及钻井液所携带的岩屑发生摩擦、碰撞，导致绝缘层容易磨损脱落，绝缘短节绝缘性能降低，甚至绝缘短节与钻柱导通，使随钻测量系统不能正常工作。

另外，绝缘短节在搬运和装配过程中，时常会与其它硬质物体摩擦碰撞，导致绝缘短节表层绝缘材料遭到破坏而脱落，绝缘短节失去绝缘的功效。而一旦绝缘短节表层绝缘层磨损脱落，绝缘层的修复也很棘手，因为直接在脱落区域镀上一层绝缘层，新旧绝缘层不能完全融合，新的绝缘层将会很容易再次脱落。唯一的方法是将表层绝缘层全部刮除，再重新镀上一层绝缘层。但绝缘材料的附着力很强，需要完全清除也是一项费时费力的工作。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术难题，而提供一种能有效地保护短节绝缘层，同时能使得绝缘短节表面绝缘层的修复工作更简单，能延长短节使用寿命的电磁波随钻测量防磨损绝缘短节。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种电磁波随钻测量防磨损绝缘短节，包括设有中心通孔的短节本体、保护接头和防磨损接头；以所述的短节本体为中心，两端分别通过螺纹对称地连接保护接头和防磨损接头；所述的短节本体外表面被环状保护带均匀地分割成等间隔的绝缘带，间隔分布的绝缘带为先加工出来的两端宽度大、中间段宽度小的凹槽，两端凹槽、中间段凹槽分别为等宽等深的凹槽，在凹槽的表面先均匀喷涂柔性陶瓷，再均匀缠绕玻璃钢布，形成一层硬质耐磨绝缘层；所述短节本体中两端螺纹表面、与螺纹交接处两侧端面及本体中心通孔的内表面均喷涂有柔性陶瓷；所述的保护带在圆周表面镶有硬质合金齿；所述的保护接头外径与短节本体的绝缘带外径相等；所述的防磨损接头外表面直径比短节本体的保护带外径大，防磨损接头为小型螺旋扶正器，外表面直径比常规螺旋扶正器小。

本发明所述的短节本体长度为450～800mm，短节本体的两侧环状绝缘带宽度为40～60mm，中间段每个环状绝缘带宽度为15～30mm；所述的每个环状保护带的宽度为5～15mm，保护带外径比绝缘带外径大2～20mm；所述的保护接头长度为150～300mm；所述的防磨损接头长度为150～300mm，外径比保护带外径大20～40mm。

本发明所述的绝缘带外表面所喷涂柔性陶瓷层厚度为0.2～2mm，玻璃钢绝缘层厚度为1～10mm。

本发明所述的短节本体中与螺纹交接处两侧端面、本体中心通孔的内表面喷涂的柔性陶瓷层厚度为0.2～1mm，两端螺纹表面柔性陶瓷层厚度为0.2～0.5mm。

本发明所述短节本体两端均以螺纹方式连接保护接头，短节本体一旦与保护接头连接后即不再拆卸，以防止由于多次装配在松紧螺纹过程中导致的短节本体螺纹上的柔性陶瓷绝缘层损坏脱落。

本发明的电磁波随钻测量防磨损绝缘短节与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明的短节本体与两端保护接头及防磨损接头均以螺纹方式连接，短节本体外表面由绝缘带与保护带相间隔组成，保护带外径比绝缘带大，而防磨损接头表面直径较短节本体保护带直径大，可以减少短节本体直接与井壁碰撞或摩擦，起到保护短节本体绝缘带和保护带表面的作用，能有效地延长绝缘短节使用寿命。另外所使用的防磨损接头选用小型螺旋扶正器的结构，因外表面直径比常规螺旋扶正器小，其不起扶正作用，但可以避免由于绝缘短节两端防磨损接头直径较大在井眼曲率较大处被卡的状况。

2、本发明的防磨损绝缘短节能够有效地减少搬运和装配过程中遭到其它硬质物体的敲击碰撞带来的损伤。

3、本发明的防磨损绝缘短节不仅能够起到绝缘的作用，即将整个钻柱分割成上下不导通的两段以实现电磁波随钻测量，同时，绝缘带和保护带间隔分布的设计使得绝缘层的修复工作变得简单。当绝缘带部分受损时，只需将受损的绝缘带绝缘层刮除，再喷涂柔性陶瓷和缠绕玻璃钢布即可。