Электрический разделитель буровой колонны

Изобретение относится к устройствам для электрического разобщения буровой колонны и обеспечения бескабельной двусторонней связи скважинной телесистемы с наземной аппаратурой. Техническим результатом является повышение прочности электрического разделителя при кручении. Электрический разделитель включает верхний и нижний переводники, электрически изолированные друг от друга, внутреннюю трубу и изолирующие слои. При этом соединения внутренней трубы и верхнего переводника, а также верхнего и нижнего переводников выполнены по коническим поверхностям с малым углом конусности при помощи сварки, или шпонки, или штифта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и предназначено для использования в составе бескабельных телеметрических систем для электрического разобщения буровой колонны и обеспечения двусторонней связи телесистемы с наземной аппаратурой.

Применяющиеся в настоящее время электрические разделители колонны бурильных труб включают верхний и нижний переводники, соединенные между собой конической резьбой с электроизоляционной прокладкой. Внутри и снаружи разделители покрыты электроизоляционным материалом (авт. св. СССР №941554, МКИ Е21В 47/00, заявл.21.12.79 г.; авт. св. №994704, МКИ Е21В 47/02, заявл. 31.12.80 г.; патент на ПМ №17196, МПК Е21В 47/00, заявл. 23.10.00 г.; патент на ПМ №37138 МПК Е21В 17/12, заявл. 15.07.03 г.; патент на ПМ №54397, МПК Е21В 44/00, заявл. 08.02.06 г. и др.).

Общей чертой известных разделителей является значительная толщина переводников, необходимая для создания резьбового соединения. При бурении скважин достаточно большого диаметра такие электрические разделители могут успешно использоваться. Но при бурении скважин малого диаметра эти конструкции малопригодны, т.к. приходится выбирать между уменьшением наружного диаметра разделителя (за счет уменьшения длины резьбового соединения) при сохранении диаметра внутренней полости и уменьшением диаметра внутренней полости при сохранении длины резьбового соединения. Оба варианта имеют свои недостатки. Уменьшение длины резьбового соединения ведет к снижению прочности конструкции, а уменьшение диаметра внутренней полости разделителя увеличивает гидравлические потери при бурении.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является конструкция разделителя по патенту на изобретение №2295640, МПК Е21В 47/12, заявл. 20.03.2007 г. Электрический разделитель включает верхний и нижний переводники, электрически изолированные друг от друга. Между верхним и нижним переводниками установлены внутренняя труба и внешний корпус, разделенные диэлектрической прокладкой. Внутренняя труба и внешний корпус соединены по конической поверхности с малым углом конусности. Между внутренней трубой и верхним переводником установлена изолирующая шайба. На наружную поверхность внутренней трубы между внешним корпусом и нижним переводником нанесен слой электроизоляционного материала.

Внутри разделителя зона соединения верхнего переводника и внутренней трубы снабжена изолирующим слоем.

Крутящий момент, передаваемый соединением с малым углом конуса, зависит от силы затяжки. Однако в данной конструкции величина прилагаемого усилия лимитируется прочностью изолирующей шайбы, размещенной между верхним переводником и внутренней трубой.

Задачей изобретения является повышение прочности электрического разделителя при кручении.

Требуемый технический результат достигается тем, что в электрическом разделителе буровой колонны, включающем верхний и нижний переводники, электрически изолированные друг от друга, внутреннюю трубу, выполненную с малым углом конусности по наружной поверхности и имеющую электроизоляционное покрытие, внутренний и наружный изолирующие слои, соединения внутренней трубы и верхнего переводника, верхнего и нижнего переводников выполнены по коническим поверхностям с малым углом конусности. При этом внутренняя труба соединена с нижним переводником, например при помощи сварки или любым другим известным способом.

На чертеже представлен электрический разделитель.

Электрический разделитель включает верхний переводник 1, нижний переводник 2, внутреннюю трубу 3, изолирующие слои 4, наружный изолирующий слой 5, внутренний изолирующий слой 6, гайку 7.

Внутренняя и наружная поверхности верхнего переводника 1 в зоне соединения с внутренней трубой 3 и нижним переводником 2, а также соответствующие им (сочлененные с ними) поверхности внутренней трубы и нижнего переводника выполнены коническими с малым углом конусности.

Между верхним переводником 1 и внутренней трубой 3, верхним переводником и нижним переводником 2 размещены изолирующие слои 4.

Снаружи нижний переводник 2 и частично верхний переводник 1 покрыты изолирующим материалом 5.

На внутренней поверхности верхнего переводника, начиная от внутренней трубы 3, размещен изолирующий слой 6, выполненный в виде тонкостенной трубы из электроизоляционного материала, закрепленной любым известным способом.

Внутренняя труба 3 и нижний переводник 2 соединены между собой, например, сваркой 8 или любым другим известным способом (шпонкой, штифтом и т.д.).

Изолирующие слои 4 могут быть выполнены путем нанесения на соединяемые поверхности полимерного композиционного материала.

Наружный изолирующий слой 5 выполнен из полимерного композиционного материала.

Сборку разделителя проводят в следующей последовательности. На коническую часть внутренней трубы 3 наносят изолирующий слой 4. Вставляют внутреннюю трубу 3 в верхний переводник 1. На коническую наружную поверхность верхнего переводника наносят изолирующий слой 4. Вставляют сборку внутренняя труба - верхний переводник в нижний переводник 2. Заворачивают с определенным моментом гайку 7 до заклинивания соединения.

Соединяют внутреннюю трубу и нижний переводник, например сваркой 8. Сварное соединение, а также установку шпонки или штифта осуществляют через отверстие, выполненное в нижнем переводнике (на чертеже показано, но не выделено отдельной позицией). Наносят на наружную поверхность разделителя в зоне соединения переводников изолирующий слой 5. Устанавливают внутри разделителя изолирующий слой 6, выполненный в виде тонкостенной трубы из электроизоляционного материала.

В предлагаемой конструкции разделителя крутящий момент передается через два соединения с малым углом конусности. Общий передаваемый крутящий момент представляет собой сумму крутящих моментов, передаваемых каждым коническим соединением:

Мкр12

где Р - сила затяжки;

Мкр - крутящий момент;

d1 и d2 - средний диаметр первого и второго конусов;

f - коэффициент трения;

К1 и К2 - конусность;

К1=2tgα1, К2=2tgα2, где α1 и α2 - половина угла при вершине первого и второго конусов.

При одном и том же усилии, создаваемом при свинчивании (затяжке) переводников, крутящий момент, передаваемый через двойное коническое соединение, практически в два раза больше, чем крутящий момент, передаваемый через простое коническое соединение (прототип).

Таким образом, достигнуто решение поставленной задачи: повышена прочность электрического разделителя при кручении.

1. Электрический разделитель буровой колонны, включающий верхний и нижний переводники, электрически изолированные друг от друга, внутреннюю трубу, выполненную с малым углом конусности по наружной поверхности и имеющую электроизоляционное покрытие, внутренний и наружный изолирующие слои, отличающийся тем, что соединения внутренней трубы и верхнего переводника, верхнего и нижнего переводников выполнены по коническим поверхностям с малым углом конусности.

2. Электрический разделитель буровой колонны по п.1, отличающийся тем, что внутренняя труба соединена с нижним переводником при помощи сварки или шпонки, или штифта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к устройствам, системам и способам измерения и снятия показаний параметров нефтяной скважины. .

Изобретение относится к промысловой геофизике, а именно к средствам передачи сигналов измерения из скважины на дневную поверхность в процессе бурения. .

Изобретение относится к области геологии, а именно к скважинным телеметрическим системам. .

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при одновременно-раздельной эксплуатации электропогружным насосом многопластовой скважины.

Изобретение относится к области геофизических методов исследований, предназначается для передачи данных от контрольно-измерительных приборов к наземной аппаратуре.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано в скважинах, оборудованных электроцентробежными насосами (ЭЦН), для исследования в динамике параметров нефти или газа геофизическими методами.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при оперативных исследованиях на скважине. .

Изобретение относится к области геофизических исследований в скважинах, а именно к приборам электрического каротажа в процессе бурения. .

Изобретение относится к приводным телеметрическим системам в бурильных трубах и к передаче сигналов через бурильную колонну (БК)

Изобретение относится к бурению и может быть использовано в качестве составной части (излучателя) бескабельных телеметрических систем, использующихся в процессе бурения, и, в частности, для контроля навигационных параметров траектории ствола скважин с использованием беспроводного электромагнитного канала связи через разбуриваемые породы

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины, оборудованной электроцентробежным насосом (ЭЦН)

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при геофизических исследованиях скважин с работающим в них добычным насосом

Изобретение относится к дистанционному контролю потокопроводов, в частности к системе автономных измерительных станций для измерения интересующих параметров потокопроводов

Изобретение относится к аппаратуре, используемой при бурении скважин, и предназначено для отображения инклинометрической информации и технологических параметров в режиме реального времени в наглядном и удобном для анализа виде

Изобретение относится к технике для геофизических и геолого-технологических исследований скважин автономными скважинными приборами (АСП) в процессе бурения
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к забойным телеметрическим системам с бескабельным каналом связи, и может быть использовано при формировании пакетов данных измерений телеметрической системы для передачи информации с забоя буровой скважины на поверхность

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для управления добычей углеводородного сырья
Наверх