[发明专利]一种插接传扭传电分体式连接的动力钻杆

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井管(杆)具领域，更具体的说是一种用于 动力与信号传输的钻杆。

背景技术

随着海洋油气资源的扩大开发、陆上复杂油气田和难采难动用储量勘 探开发需求的增加，水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井以及欠平 衡钻井、气体钻井等特殊工艺井的数量和比例正在不断增加。现代旋转导 向钻井技术、随钻测井和随钻地震技术等地质导向钻井技术、钻井动态参 数的井下诊断和控制技术等也随之不断发展；石油钻井、完井进入信息化、 智能化和自动化阶段，要求对钻井过程能随钻实时采集、传输、处理、反 馈并应用地质和井眼的各种信息，以便能及时调整施工工艺，确保作业快 速、安全。泥浆脉冲测量是随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)工具数据传 输到地面的现代工业标准之一，理想的传输速率是2～5bit/s；而在实际的 钻井过程中，泥浆脉冲的数据传输速度往往只有1～2bit/s，甚至更低。泥 浆脉冲数据传输不能真正满足众多参数随钻实时快速传输的要求，更难建 立地面与井下双向闭环信息传输的高速通道，限制了信息技术等高新技术 与钻井技术的结合，已成为制约新技术发展的瓶颈。与此同时，随着钻井 新工艺、新技术的发展，井下测量控制仪表和井下硬件对电能的需求越来 越高，电池和井下涡轮发电机已远不能满足要求。研究既能由地面向井下 输送电能，在井下使用井下工具、仪表和传感器等电控钻井硬件，又能建 立有线随钻实时快速的双向闭环测控信息高速通道的新一代有线传输技术 成为一个关键和当务之急；因而，动力及信号传输钻杆技术得到了广泛认 可。动力及信号传输钻杆同普通钻杆一样，由动力及信号传输钻杆接头和 动力及信号传输钻杆本体组成。电流及信号从地面传输到动力及信号传输 钻杆公接头上，公接头通过与动力及信号传输钻杆母接头紧密接触，将电 流与信号传输给母接头，母接头再通过动力及信号传输钻杆本体上的电缆 将电流与信号传给下一个电接头，依次循环，从而，成功地将地面电流与 信号输送给井下各种用仪器。

目前抑制信号传输钻杆发展的则是钻杆接头技术，如何能解决在有腐 蚀性、有研磨作用的高压钻井液中接头连接的安全性、密封的可靠性，以 及减少相互干扰、反复使用后接头导电性能下降等难题，使得信号传输更 稳定，成为当务之急。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术中的不足，解决在有腐蚀性、有研磨 作用的高压钻井液中接头连接的安全性、密封的可靠性，以及减少相互干 扰、反复使用后接头导电性能下降等难题，提供一种插接传扭传电分体式 连接的动力钻杆。

本发明为解决上述技术问题通过以下技术方案实现的：

一种插接传扭传电分体式连接的动力钻杆，包括钻杆本体和设置在钻 杆本体两端的公接头和母接头，公接头与母接头通过螺纹连接配合，其中： 所述母接头为分体式结构，即由独立结构的单体母接头通过内台阶与钻杆 本体外台形成周向旋转、轴向限位阶配合；单体母接头内的钻杆本体端部 轴向设有间隔分布的花键体，公接头端部轴向设有间隔分布的花键体，公 接头端部花键体与单体母接头内的钻杆本体端部花键体构成轴向插接配 合，在公、母接头处的花键体对对合上沿轴向开设导线孔，导线孔贯穿有 电缆和电缆绝缘层，在花键体端口处的电缆端分别连接有母接触座和公接 触座，母接触座和公接触座构成插接配合，母接触座和公接触座外设有绝 缘支撑座。

上述方案进一步包括：

所述花健体连同所在的公接头和母接头内端部钻杆本体为墩粗体，导 线孔从两端沿墩粗体向内倾斜延伸至钻杆本体内。

所有绝缘支撑座通过硫化方式与导线孔和母接触座、公接触座绝缘连 接，并通过硫化方式和电缆绝缘层连接；公、母接触座均通过螺纹或者焊 接方式与电缆芯线连接。

公接触头与母接触座插接配合处具有弹性爪。