[发明专利]电磁间隙接头及其安装方法

说明书

本发明属于钻探技术领域，具体涉及一种电磁间隙接头及其安装方法，旨在解决现有技术中间隙接头在组装过程中容易出现人为错误导致产品质量不合格的问题，本发明的电磁间隙接头通过简单的安装步骤，克服了组装现有电磁间隙接头安装困难且耗时耗力的缺点。同时，本申请通过螺纹固定件和绝缘限位结构的辅助装配提高了间隙接头的抗扭矩强度、耐冲击性以及高绝缘性能，通过向波纹管状空间注入可流动树脂以固化在保证绝缘的同时增强高抗压强度，延长使用命。进一步地，本申请特殊的电磁间隙接头装配方法能够提高电气性，并能在钻井现场有效操作，提高施工效率。

技术领域

本发明属于钻探技术领域，具体涉及一种电磁间隙接头及其安装方法。

背景技术

现有技术中，石油和天然气采矿勘探或公用事业过河的钻探通常利用地下传感器回传通信至地面。通常这些传感器位于钻头后面一小段距离处，并且可以测量地质参数、位置信息和/或钻井环境条件，这些信息用于评估地层，操纵井眼并监控钻井环境，以实现最佳钻井性能。

现有技术中，存在多种不同形式的遥测形式以将传感器信息从被测量的井下位置实时传回地面。这些遥测形式之一是电磁遥测(或EM遥测)。这种遥测形式使用钻柱作为天线，通过地球传输相对较低频率(约10Hz)的交变电信号，该电信号可以是由地面上的敏感接收器检测到。为了产生天线，利用本领域中已知的间隙接头将钻柱在某点电隔离，该装置沿钻柱的原本导电的钢产生电隔离间隙。

遥测探头通常位于与间隙接头相邻的钻柱内，其包含电源、传感器和用于驱动遥测的电子设备。遥测探针与间隙接头的任一侧都有电连接，并通过向这些连接施加交流电来实现传输。然后，电流优先流过低电阻接地层，而不是高电阻间隙子。使用敏感的接收器和先进的滤波技术，可以在地面上检测出一些流过地层的电流。

为了承受恶劣的钻井环境，遥测探头由固有导电性的高强度金属制成。为了使遥测探针本身不为传输电流提供导电路径，它还包含一个电绝缘间隙，在本领域中称为间隙接头。现有技术中，间隙接头的通常是由重叠的螺旋线形成的，并且需要复杂而精细的工艺来组装两个接头端，以便准确且对称地形成绝缘间隙。然而，这种螺纹接头在组装过程容易出现人为错误，有时会导致产品质量不合格，严重可能返工或报废。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中间隙接头在组装过程中容易出现人为错误导致产品质量不合格的问题，本申请第一方面提供了一种电磁间隙接头，包括芯轴和壳体，所述壳体内径大于所述芯轴外径，所述芯轴包括依次连接的第一结构部和第二结构部，所述壳体包括依次连接的第三结构部和第四结构部；

所述第一结构部设置有作用槽，所述作用槽内表面设置有螺纹；若干个所述作用槽沿所述第一结构部周向均匀分布；

所述第一结构部沿靠近所述第二结构部的方向径向逐渐减小，所述第二结构部的外表面设置有若干个沿所述芯轴长度方向依次排布的环状脊凸，若干个所述环状脊凸构成脊凸结构；所述脊凸结构外表面设置有沿其长度方向延伸的凹槽，若干个凹槽沿所述脊凸结构周向均匀阵列；

所述芯轴和所述壳体匹配，装配状态下，所述第一结构部与所述第三结构部间隙配合且所述第二结构部与所述第四结构部间隙配合；

装配时，所述芯轴的凹槽与所述壳体的脊凸结构对齐，以使所述芯轴能够插入至所述壳体内部，旋拧所述芯轴以使芯轴的作用槽与所述壳体的作用槽匹配形成定位螺纹孔、所述芯轴的凹槽与所述壳体的凹槽对齐形成装配空间、所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的脊凸结构匹配形成波纹管状空间；

所述定位螺纹孔用于由非导电材料制成的第一绝缘限位结构旋入并对所述芯轴和所述壳体进行初步限位，所述装配空间用于由非导电材料制成的第二绝缘限位结构插入并对所述芯轴和所述壳体进行二次限位，所述波纹管状空间用于填充绝缘材料。