CN104956239A - 在绝缘短节上的隔离环 - Google Patents

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Abstract

绝缘短节包括在导电管状钻环中的至少一个电隔离螺纹接头,且在优选的实施例中,包括两个电隔离螺纹接头。根据现有技术,接头的螺纹通过非导电涂层隔离。接头的台肩通过隔离环分开。环上的环形面接触接头中的台肩。环由导电材料制成,非导电涂层被设置于下者上:(1)环的至少一个环形面且有利地两个环形面,以及(2)环的内表面。钻环中的环形凹部阻止在各个螺纹接头的任一侧的环近旁的钻环区段之间的电接触。

Description

在绝缘短节上的隔离环
技术领域
本公开大体涉及石油和天然气勘探领域中的用于在钻井的同时进行测量("MWD")应用中的技术,并且更具体而言涉及电磁("EM")遥测中的隔离技术。
背景技术
对于地下无线遥测应用,超低频(ULF)电磁(EM)波是优选的传输机制,因为ULF波能够通过地球岩层传播长距离。在典型的地下遥测应用中,期望的遥测信息以数字编码成数据包且作为ULF载波的经调制的"脉冲"而发送。通过使用功率放大器来在联接到地球介质上的两个传输电极之间产生时变电压势而将经调制的电流注入地球介质来在物理上促进载波的传输。电极间隔开,使得引起的电流横穿地球介质的区段,从而产生相关联的电场和磁场能量,这些能量作为时变波前锋而辐射通过地球介质。
根据传统的EM遥测系统,钻柱的下部部分典型地与上部部分电隔离开,使得电隔离的下部部分可用作天线,以通过地球岩层将ULF载波发送到地面或从地面接收ULF载波。天线所进行的发送和接收通过位于电隔离点下面的下部钻柱部分中的收发器内的电路实现。收发器传统上置于刚好位于电隔离点下面的天线短节(sub)中。在接收模式中,收发器连接到用作与地面电隔离开的天线的下部钻柱部分上。收发器可因而接收通过地球岩层传播自地面的EM波。在发送模式中,收发器的意图是想使用整个钻柱作为天线来进行发送。但是,收发器传播的EM波被迫通过经过周围的地球介质而"跳过"电隔离点。这样做时,EM波因而被迫传播通过地球介质,在这里,它们可被地面天线接收。EM系统可因此使得钻柱上的工具可通过调制到转送的载波上的编码数据包而与地面相互通信。
为了构造成天线的下部钻柱部分良好地工作,下部部分应当理想地与上部部分尽可能完全地电隔离开。在完全电隔离方面的任何损失将使下部钻柱开始损失其作为天线的特性,从而降低EM系统通过地球岩层通信的效果。对尽可能完全的电隔离的这个需求由于地球岩层的高阻抗的"现实"而放大,载波在正常运行模式中必须通过地球岩层。为了促进通过地球岩层的稳定可靠的波传播(并且减少波通过钻柱的上部部分传播到地面的损失),电隔离的阻抗必须对应地甚至更高。但是,将理解到,在实践中,很少可实现完全电隔离。大多数运行隔离将"损失"达一定程度。EM遥测中的钻柱的电隔离的目标因而是将"损失"最大程度地减少到接近"没有损失"。
进一步的"现实"是,钻柱上的收发器发送的EM波可能与发送自地面的对应部分相比而较弱。在工具柱上的收发器可获得的局部功率有限。因而,与地面发送相比,由于钻柱的上部部分和下部部分之间的不良隔离产生的任何波传播损失都可能导致工具柱收发器的发送的效果更加降低。
钻柱的上部和下部部分的电隔离通常由在期望隔离处将"绝缘短节(gap sub)"技术布置在钻柱中而实现。绝缘短节技术提供隔离结构来尽可能完全地在绝缘短节技术的上方和下方的钻柱的部分之间阻止通过钻柱的任何导电。
本公开在之前的段落中使用用语"绝缘短节技术",因为在备选的实现中,钻柱的上部部分和下部部分的电隔离可使用不同的布置实现。例如,电隔离可通过在钻柱上的一个或多个位置上使用单个集成的电中断件,其中这样的电中断件集成在管状钻环钻环内的工具上且是连续的。在其它布置中,电隔离可通过单独的但协作的电中断件而实现:在管状钻环上的一个(或多个)电中断件加上在设置于钻环内部的工具结构内的一个(或多个)单独的电中断件。本公开涉及后面的(单独的但协作的)布置,并且特别涉及钻环本身的电隔离。
作为进一步解释,钻柱通常在期望隔离点处和周围包括设置于中空圆柱形外钻环内部的操作井下工具结构。钻环大体表示由非磁性材料(通常不锈钢)制成的级联中空管柱。在这种布置中,通常有利的是,在工具和钻环本身中进行单独的但是协作的物理电中断,以便实现整个钻柱的整个电隔离。
在钻环的内部,提供"内部间隙(gap)",其通常刚好定位在转发器工具的上方。内部间隙电隔离开在内部间隙下面的钻环内部与内部间隙上方的钻环内部。如所提到的那样,本公开不涉及内部间隙。
在钻环本身上,提供"绝缘短节",其包括插入包括钻环的级联中空管中的中空管。钻环的级联连接部传统上为销和箱螺纹连接部,并且钻环本身在传统上为非磁性材料(通常为不锈钢)。绝缘短节因而传统上为非磁性管,其在任一端部处具有销和箱连接部,销和箱连接部构造成在期望位置处插入类似地连接的非磁性钻环管的级联柱中。将理解到,钻环本质上且本身为整个钻柱的一部分。因此,在功能上,绝缘短节电隔离开绝缘短节上方和下方的钻环(且因此,作为扩展,整个钻柱)的部分。
本公开涉及改进的绝缘短节,从而在绝缘短节上方和下方对非磁性钻环提供良好的(几乎完全的)电隔离。改进的绝缘短节进一步在历史上已知会使现有技术的绝缘短节的隔离结构损毁或失效从而在现场钻井操作期间产生不可接受的隔离损失(以及对应的EM遥测损失)的运行状况中展示良好的性能。
发明内容
本发明解决了现有技术的一个或多个上面描述的缺点。在优选的实施例中,提供一种绝缘短节,其中,改进大体包括由导电材料制成的隔离环。在优选的实施例中,导电材料为非磁性材料诸如不锈钢。绝缘短节在非磁性管状钻环中包括至少一个电隔离螺纹接头,并且在优选的实施例中,包括两个电隔离螺纹接头。接头的螺纹通过非导电涂层隔离,根据现有技术,非导电涂层可设置于销螺纹的外侧上。接头的台肩通过公开的新的隔离环分开,其中环在下者上涂覆有非导电材料:(1)其上部面和下部面中的至少一个,以及有利地上部面和下部面两者,以及(2)其内表面。钻环中的环形凹部阻止各个螺纹接头的任一侧的环近旁的钻环区段之间的电接触。在优选的实施例中,非导电涂层为陶瓷涂层。涂层本身和其设置方法可根据现有技术获得。(1)隔离接头的台肩的非导电涂层环和(2)接头上的匹配螺纹之间的非导电涂层的组合实现各个螺纹接头的任一侧的稳定可靠的电隔离。
因此,公开的绝缘短节的技术优点在于,在上面描述的电隔离螺纹接头的任一侧提供良好的(几乎完全的)钻环隔离。如所提到,当设置一个和有利地两个上面描述的螺纹接头时,(1)隔离接头的台肩的非导电涂层环和(2)在接头上的匹配螺纹之间的非导电涂层实现接头的任一侧的稳定可靠的电隔离。结果,提供在下部钻柱(即在绝缘短节下面)和地面之间前后通过地球岩层的优化EM波传播。
公开的绝缘短节的另一个技术优点在于在运行状况中在上面公开的螺纹接头的任一侧提供持续的电隔离。在井孔改变方向时,现代定向钻井操作需要钻柱经历弯曲载荷。历史上,已知这种弯曲载荷会使设置于之前的绝缘短节上的电隔离涂层破裂或开裂,从而失去隔离性。但是,构造在本文公开的新的绝缘短节上(且特别是在经涂覆的非磁性环上)的非导电涂层被显示为非常稳定可靠的,甚至在绝缘短节经历高的运行弯曲载荷时。
前述内容已经相当宽泛地概述了本发明的特征和技术优点,以便可更好地理解本发明的下面的详细描述。下面将描述本发明的额外的特征和优点,它们形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解,公开的概念和具体实施例可容易地用作修改或设计执行本发明的相同目标的其它结构的基础。本领域技术人员还应当认识到,这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点,现在参照结合附图得到的以下描述,其中:
图1A以透视图示出根据本公开的组装的钻环绝缘短节的当前优选的实施例;
图1B再次以透视图示出呈现分解形式的图1A的绝缘短节;以及。
图2进一步结合隔离环106以横截面图详细示出隔离销连接部107(如图1B上所指示)。
具体实施方式
描述图1A和1B分别以组装图和分解图示出管状钻环绝缘短节100的当前优选的实施例。在图1A中,绝缘短节100包括销端部分101和箱端部分102,其隔开隔离部分105。隔离环106设置在隔离部分105的任一端部处。一个隔离环106设置在各个两个带螺纹式隔离接头120中(一个带螺纹式隔离接头120在销端部分101和隔离部分105之间,另一个带螺纹式隔离接头120在隔离部分105和箱端部分102之间)。图1A示出的所有构件(销端部分101,隔离部分105,箱端部分102和隔离环106)都由诸如不锈钢的非磁性材料制成。
将理解,图1A中描绘为完全组装好的绝缘短节100设置成插入钻柱中。更精确地,如本公开中之前所描述,完全组装好的绝缘短节100可插入非磁性钻环管的级联柱中。进一步参照图1A,在完全组装好的绝缘短节100的任一端部处的传统的销连接部103和箱连接部104(在图1A上看不到)使得能够这样插入钻环管的级联柱中。当插入钻环柱中时,绝缘短节100在钻环内在绝缘短节100的任一侧提供电隔离。非磁性钻环管的级联柱又在任一端部处连接到整个钻柱的其它(上部和下部)部分上。绝缘短节100因而在钻环中在整个钻柱的上部和下部部分之间提供电隔离。
如所提到的那样,图1B以分解的形式示出图1A的绝缘短节100。在图1A上通过部件号所参照的所有物品在图1B上以相同部件号示出。图1B中显示的绝缘短节100的分解进一步示出隔离部分105的各个端部的带螺纹式隔离接头120(在图1A上标识)。图1B显示隔离部分105,其在各个端部处包括隔离销连接部107,各个隔离销连接部107构造成分别接收到销端部分101和箱端部分102上的匹配的隔离箱连接部108中。图1B还描绘隔离环106,其插入隔离部分105和销端部分101之间和隔离部分105和箱端部分102之间的带螺纹式隔离接头中。
对应于图1B上所指示的图,图2更详细地示出图1B的隔离销连接部107。但是,将理解,虽然图2示出箱端部分102近旁的隔离销连接部107 (对应于图1B),但是图2上示出的细节在功能和结构上对于销端部分101近旁的隔离销连接部107 是相同的(也对应于图1B)。
现在参照图2,隔离销连接部107包括在其端部处的外凸式螺纹112。外凸式螺纹112涂覆有(图2上在功能上描绘为物品C)非导电涂层,如现有技术中已知的那样。在当前优选的实施例中,非导电涂层为陶瓷涂层。进一步,如现有技术中已知的那样,外凸式螺纹112在大小、形状和结构上设置成使得一旦涂覆有非导电涂层,经涂覆的外凸式螺纹12与箱端部分102上的隔离箱连接部108 上的对应的内凹式螺纹匹配(为了清楚,物品108和102未显示在图2上,但是描绘在图1B上)。
图2还描绘隔离环106,其设置成接收到隔离部分105上的环切口110中(在下面更详细地描述物品110)。虽然未在图2上示出,但是将理解,隔离环106在面表面106F1和106F2上以及在内表面106I上接收非导电涂层。在优选的实施例中,隔离环106上的非导电涂层为陶瓷涂层。应当注意,测试已经揭示,涂覆整个隔离环(即在外部环表面上,以及在面表面106F1和106F2和内表面106I上)不是特别有利的。已经发现,在运行状况下,在外部环表面上的涂层非常快地破碎和开裂。这些碎片和裂纹传播和延伸到面表面106F1和106F2上的涂层中,从而使电隔离过早损毁。已经观察到,面表面106F1和106F2上的涂层在外部环表面上没有涂层时性能更好。
进一步参照图2,隔离销连接部107还包括台肩109,其在隔离部分105过渡成外凸式螺纹112所处的点处。台肩109与外凸式螺纹112由环切口110和凹部111分开。环切口110的大小和形状设置成在非导电涂层应用到隔离环106上之后接收隔离环106,如上面不远处描述的那样。凹部111在位置、大小、形状和轮廓上设置成使得当隔离环106接收到环切口110中,并且当外凸式螺纹112操作性地接合在隔离箱连接部108上的对应的内凹式螺纹上时(为了清楚而在图2上省略物品108),除了经由外凸式螺纹112的螺纹接合或经由通过隔离环106的接触,在隔离部分105和箱端部分102(为了清楚而省略物品102)之间没有物理(或电)接触。
因而实现功能完全的隔离。因为外凸式螺纹112具有非导电涂层,所以实现了在外凸式螺纹112的螺纹接合部上的电隔离。此外,因为隔离环106也具有非导电涂层,所以还实现了台肩109上的电隔离。如上面所提到,凹部111阻止隔离部分105和箱端部分102之间的任何其它物理(或电)接触(物品102显示在图1B上,但是为了清楚,在图2上被省略)。
现场测试已经显示,根据本公开设计的运行钻环绝缘短节在正常定向钻井工作中显示良好的(几乎完全的)隔离。隔离环106(对应于图1B)具有非磁性金属的压缩强度和耐久性,同时仍然通过其涂层提供电隔离。因而,理论上,隔离环106的属性的这个混合特性实现了优越的性能。
现场测试进一步显示,根据本公开设计的绝缘短节甚至在置于与提高的造斜(build)率相关联的高弯曲载荷下也显示良好的隔离性能(以及非导电涂层的损伤有限)。例如,设计一种测试来模拟将绝缘短节置于井下并且使其在定向钻井期间可期望的最高运行弯曲应力下经历大约连续140小时。在这个测试中,在绝缘短节上施加等效于12°折弯(dogleg)的模拟造斜的弯曲应力。这个弯曲应力施加在绝缘短节上,在6个小时时期内每秒25.2次。电隔离在整个测试中保持基本完整且不改变。
以下段落描述进一步的备选实施例(虽然未示出,但是它们被看作在本公开的范围内),以及本文描述的创造性材料。
在图1B上将看到,隔离销连接部107设置在隔离部分105的各个端部上。这将简化制造。本领域要理解,与设置在箱端中内凹式螺纹上相比,更容易将稳定可靠和精确的非导电螺纹涂层设置在销端上的外凸式螺纹上。因而,通过在隔离部分105的各个端部上提供隔离销连接部,仅需要处理一个管(隔离部分105)来接收两个隔离螺纹接头的非导电涂层。但是,在缺少制造经济性和便利性的情况下,其它实施例可以等效的实现效果将隔离销连接部107设置于销端部分101和/或箱端部分102上。
如所提到的,在外凸式螺纹112和隔离环106(对应于图2)上的当前优选的非导电涂层为陶瓷涂层。这是因为在根据本公开设计的绝缘短节中,陶瓷涂层展现了良好的性能。但是,本公开不受此限制。可以等效的实现效果使用其它非导电涂层(诸如,例如,塑料、玻璃纤维或复合物)。
本公开中描述的当前优选的实施例示出绝缘短节100,其具有两个带螺纹式隔离接头120(对应于图1A)。但是,本公开不应当解释为将本公开限制于两个隔离接头。绝缘短节100的其它实施例可仅设置一个隔离接头,或超过两个隔离接头,这取决于用户和工作需要。在存在仅一个带螺纹式隔离接头120的实施例中,将理解,进一步参照图1A和1B,可消除箱端部分102,并且箱端部分102近旁的隔离销连接部107可代替传统的箱连接部。在存在超过两个带螺纹式隔离接头120的实施例中,隔离部分105可设置于销端部分101和箱端部分102之间,对应于图2,相关联的额外的结构设置于这样的额外的隔离部分105上。
将理解,在整个本公开中,根据当前优选的实施例来参照和标识了销和箱连接部。但是,本文不应当解释为将本公开限制于在特定位置需要销连接部或箱连接部。将理解,销连接部和箱连接部可互换地设置于旋拧在一起的部件上。
本公开描述了绝缘短节,在当前优选的实施例中,其完全由非磁性材料(诸如不锈钢)制成。但是,本公开的范围不限于非磁性材料。将理解,绝缘短节的一部分(或全部)可备选地以等效实现效果由其它可用材料(包括磁性材料,诸如碳钢)制成。
虽然详细地描述了本发明和其优点,但是应当理解,可在本文中进行各种改变、替代和更改,而不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种绝缘短节,包括:
管状钻环短节,所述钻环短节包括导电中空圆柱形销体和导电中空圆柱形箱体,所述圆柱形销体和所述圆柱形箱体构造成通过电隔离螺纹连接部匹配;
所述圆柱形箱体的至少一个端部以带螺纹式箱连接部终止,所述带螺纹式箱连接部包括带螺纹式箱端轮廓,所述带螺纹式箱端轮廓在其远侧端部上包括平坦环形箱端表面,所述箱端表面定向在基本横向于所述圆柱形箱体的纵向轴线的平面上;
所述圆柱形销体的至少一个端部以带螺纹式销连接部终止,所述带螺纹式销连接部包括构造成与所述带螺纹式箱端轮廓匹配的带螺纹式销端轮廓,第一非导电涂层被设置于所述带螺纹式销端轮廓和所述带螺纹式箱端轮廓中的至少一个上的螺纹上;
所述圆柱形销体通过隔离部分过渡成所述带螺纹式销端轮廓,所述隔离部分包括形成于所述圆柱形销体中的台肩,所述台肩包括平坦环形台肩面,所述台肩面定向在基本横向于所述圆柱形销体的纵向轴线的平面上;
由导电材料制成的隔离环,所述隔离环包括第一和第二平坦环形环面,第二非导电涂层被设置于所述第一和第二环形环面中的至少一个上;
所述隔离环进一步包括圆柱形内部和外部环表面;
所述隔离环的大小设置成配合在所述带螺纹式销连接部上且配合到所述台肩面上,所述隔离环进一步构造成当所述带螺纹式箱端轮廓可旋拧地接合在所述带螺纹式销端轮廓上时分开所述台肩面与所述箱端表面;以及
所述隔离部分进一步包括环形凹部,其形成于所述圆柱形销体中,使得当所述带螺纹式箱端轮廓可旋拧地接合在所述带螺纹式销端轮廓上且所述隔离环位于它们之间时,所述凹部阻止所述圆柱形箱体接触所述隔离环近旁的所述圆柱形销体。
2.根据权利要求1所述的绝缘短节,其特征在于,所述第二非导电涂层被设置于所述内部环表面上,并且设置于所述第一和第二环形环面两者上。
3.根据权利要求1所述的绝缘短节,其特征在于,避免任何非导电涂层在所述外部环表面上。
4.根据权利要求1所述的绝缘短节,其特征在于,所述第一非导电涂层被设置于所述带螺纹式销端轮廓和所述带螺纹式箱端轮廓两者上的螺纹上。
5.根据权利要求1所述的绝缘短节,其特征在于,所述第一和第二非导电涂层选择自下者:
(a)陶瓷;
(b)塑料;
(c)玻璃纤维;以及
(d)复合物。
6.根据权利要求1所述的绝缘短节,其特征在于,所述圆柱形箱体、所述圆柱形销体和所述隔离环中的至少一个由非磁性材料制成。
7.根据权利要求1所述的绝缘短节,其特征在于,所述圆柱形箱体、所述圆柱形销体和所述隔离环中的至少一个由选择自下者的材料制成:
(a)不锈钢;以及
(b)碳钢。
8.一种绝缘短节,包括:
管状钻环短节,所述钻环短节包括导电中空圆柱形销体和两个导电中空圆柱形箱体,所述圆柱形销体和所述圆柱形箱体构造成通过电隔离螺纹连接部匹配在一起;
各个圆柱形箱体的至少一个端部以公共带螺纹式箱连接部终止,各个带螺纹式箱连接部包括带螺纹式箱端轮廓,各个带螺纹式箱端轮廓在其远侧端部上包括平坦环形箱端表面,各个箱端表面定向在基本横向于其对应的圆柱形箱体的纵向轴线的平面上;
所述圆柱形销体的两个端部以公共带螺纹式销连接部终止,各个带螺纹式销连接部包括构造成与所述公共带螺纹式箱端轮廓匹配的带螺纹式销端轮廓,第一非导电涂层在所述圆柱形销体的任一端部处被设置于所述带螺纹式销端轮廓和所述带螺纹式箱端轮廓中的至少一个上的螺纹上;
各个圆柱形销体通过隔离部分过渡成其对应的带螺纹式销端轮廓,各个隔离部分包括形成于所述圆柱形销体中的台肩,各个台肩包括平坦环形台肩面,各个台肩面定向在基本横向于所述圆柱形销体的纵向轴线的平面上;
由导电材料制成的两个隔离环,各个隔离环包括第一和第二平坦环形环面,第二非导电涂层被设置于各个隔离环上的所述第一和第二环形环面中的至少一个上;
各个隔离环进一步包括圆柱形内部和外部环表面;
各个隔离环的大小设置成在所述圆柱形销体的任一端部上配合在所述带螺纹式销连接部上且配合到所述台肩面上,各个隔离环进一步构造成在所述带螺纹式箱端轮廓在所述圆柱形销体的任一端部上可旋拧地接合在所述带螺纹式销端轮廓上时分开一个台肩面与相对的箱端表面;以及
各个隔离部分进一步包括形成于所述圆柱形销体中的环形凹部,使得在所述圆柱形销体的任一端部处,当所述带螺纹式箱端轮廓中的一个可旋拧地接合在所述带螺纹式销端轮廓上且所述隔离环中的一个位于其之间时,所述凹部阻止所述圆柱形箱体接触所述隔离环近旁的所述圆柱形销体。
9.根据权利要求8所述的绝缘短节,其特征在于,在所述隔离环中的至少一个上,所述第二非导电涂层被设置于所述内部环表面上且设置于所述第一和第二环形环面两者上。
10.根据权利要求8所述的绝缘短节,其特征在于,避免任何非导电涂层在所述隔离环中的至少一个上的外部环表面上。
11.根据权利要求8所述的绝缘短节,其特征在于,在所述圆柱形销体的至少一个端部上,所述第一非导电涂层被设置于所述带螺纹式销端轮廓和所述带螺纹式箱端轮廓两者上的螺纹上。
12.根据权利要求8所述的绝缘短节,其特征在于,所述第一和第二非导电涂层选择自下者:
(a)陶瓷;
(b)塑料;
(c)玻璃纤维;以及
(d)复合物。
13.根据权利要求8所述的绝缘短节,其特征在于,所述圆柱形箱体、所述圆柱形销体和所述隔离环中的至少一个由非磁性材料制成。
14.根据权利要求8所述的绝缘短节,其特征在于,所述圆柱形箱体、所述圆柱形销体和所述隔离环中的至少一个由选择自下者的材料制成:
(a)不锈钢;以及
(b)碳钢。
15.一种在管状钻环中的电隔离螺纹接头,包括:
第一和第二导电钻环部件,所述第一钻环部件在一个端部上提供外凸式螺纹,其与设置在所述第二钻环部件的一个端部上的内凹式螺纹匹配,非导电螺纹涂层对所述外凸式螺纹和内凹式螺纹进行电隔离,所述第一和第二钻环部件进一步各自提供相对的基本平坦环形台肩表面;
置于所述第一和第二钻环部件的相对的台肩表面之间的隔离环,所述隔离环提供第一和第二平坦环形环面,各个环面接触所述第一和第二钻环部件的相对的台肩表面中的对应的一个,
所述隔离环进一步提供圆柱形内部和外部环表面;
非导电环涂层被设置于所述第一和第二环面中的至少一个上;以及
在所述第一钻环部件中的环形凹部,其阻止所述隔离环近旁的所述第一和第二钻环部件之间的接触。
16.根据权利要求15所述的电隔离螺纹接头,其特征在于,所述非导电环涂层被设置于所述内部环表面上且被设置于所述第一和第二环面两者上。
17.根据权利要求15所述的电隔离螺纹接头,其特征在于,避免任何非导电涂层在所述外部环表面上。
18.根据权利要求15所述的电隔离螺纹接头,其特征在于,所述非导电螺纹涂层和所述非导电环涂层选择自下者:
(a)陶瓷;
(b)塑料;
(c)玻璃纤维;以及
(d)复合物。
19.根据权利要求15所述的电隔离螺纹接头,其特征在于,所述第一钻环部件、所述第二钻环部件和所述隔离环中的至少一个由非磁性材料制成。
20.根据权利要求15所述的电隔离接头,其特征在于,所述第一钻环部件、所述第二钻环部件和所述隔离环中的至少一个由选择自下者的材料制成:
(a)不锈钢;以及
(b)碳钢。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108037369A (zh) * 2018-01-17 2018-05-15 佛山市川东磁电股份有限公司 一种tds检测器及其封装工艺

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10634473B2 (en) 2014-01-29 2020-04-28 Raytheon Company Internally coupleable joint
US10487645B2 (en) * 2015-11-02 2019-11-26 Schlumberger Technology Corporation System and method for reducing rig noise transmitted downhole
CN106099592B (zh) * 2016-05-26 2018-06-22 杭州电子科技大学 随钻仪器短节电连接中导电液体介质的绝缘方法
TWM549471U (zh) * 2017-01-11 2017-09-21 明和電子企業有限公司 感應器的套管及外殼組件
US10822884B1 (en) * 2019-08-05 2020-11-03 Isodrill, Inc. Data transmission system
US10641050B1 (en) * 2019-08-05 2020-05-05 Isodrill, Inc. Data transmission system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4496174A (en) * 1981-01-30 1985-01-29 Tele-Drill, Inc. Insulated drill collar gap sub assembly for a toroidal coupled telemetry system
US20070247328A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 John Petrovic System and Method For Downhole Telemetry
US20110254695A1 (en) * 2010-04-19 2011-10-20 Camwell Paul L Tapered thread em gap sub self-aligning means and method
CN102305029A (zh) * 2011-08-12 2012-01-04 中国地质大学(武汉) 一种地矿钻探用绝缘短节及其制造方法
CN202348135U (zh) * 2011-11-23 2012-07-25 德州联合石油机械有限公司 电磁波短节

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE25047E (en) * 1961-10-03 E risley
US2104799A (en) * 1935-12-20 1938-01-11 Evans Seth Packing for pipe joints
US2752579A (en) * 1953-03-30 1956-06-26 Exxon Research Engineering Co Pipe union with insulated contact plate
US3150889A (en) * 1960-10-11 1964-09-29 Gray Tool Co Coupling with rigidly fixed sealing ring
US3489438A (en) * 1968-04-08 1970-01-13 Denali Services Co Inc Oil well tubing having noncommunicating fluid passages
US3822902A (en) * 1972-12-13 1974-07-09 Exxon Production Research Co Connection for pipe joints
US4348672A (en) 1981-03-04 1982-09-07 Tele-Drill, Inc. Insulated drill collar gap sub assembly for a toroidal coupled telemetry system
US7252160B2 (en) 1995-06-12 2007-08-07 Weatherford/Lamb, Inc. Electromagnetic gap sub assembly
US6098727A (en) 1998-03-05 2000-08-08 Halliburton Energy Services, Inc. Electrically insulating gap subassembly for downhole electromagnetic transmission
GB0116120D0 (en) 2001-06-30 2001-08-22 Maxwell Downhole Technology Lt Insulating device and assembly
US7032930B2 (en) * 2003-02-28 2006-04-25 Ryan Energy Technologies Electrical isolation connector subassembly for use in directional drilling
US7080699B2 (en) 2004-01-29 2006-07-25 Schlumberger Technology Corporation Wellbore communication system
US7151466B2 (en) 2004-08-20 2006-12-19 Gabelmann Jeffrey M Data-fusion receiver
GB2437877B (en) 2005-01-31 2010-01-13 Baker Hughes Inc Telemetry system with an insulating connector
US7255183B2 (en) * 2005-03-08 2007-08-14 Phoenix Technology Services, Lp Gap sub assembly
CA2577734C (en) 2007-02-09 2014-12-02 Extreme Engineering Ltd. Electrical isolation connector for electromagnetic gap sub
US20090066334A1 (en) 2007-09-10 2009-03-12 Baker Hughes Incorporated Short Normal Electrical Measurement Using an EM-Transmitter
RU2378509C1 (ru) 2008-07-08 2010-01-10 Владимир Игоревич Розенблит Телеметрическая система
WO2010121346A1 (en) 2009-04-23 2010-10-28 Schlumberger Canada Limited Drill bit assembly having electrically isolated gap joint for measurement of reservoir properties

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4496174A (en) * 1981-01-30 1985-01-29 Tele-Drill, Inc. Insulated drill collar gap sub assembly for a toroidal coupled telemetry system
US20070247328A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 John Petrovic System and Method For Downhole Telemetry
US20110254695A1 (en) * 2010-04-19 2011-10-20 Camwell Paul L Tapered thread em gap sub self-aligning means and method
CN102305029A (zh) * 2011-08-12 2012-01-04 中国地质大学(武汉) 一种地矿钻探用绝缘短节及其制造方法
CN202348135U (zh) * 2011-11-23 2012-07-25 德州联合石油机械有限公司 电磁波短节

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108037369A (zh) * 2018-01-17 2018-05-15 佛山市川东磁电股份有限公司 一种tds检测器及其封装工艺

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014028217A1 (en) 2014-02-20
HRP20190863T1 (hr) 2020-07-10
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CA2881827A1 (en) 2014-02-20
US20140049036A1 (en) 2014-02-20
CN104956239B (zh) 2017-11-17
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US9829133B2 (en) 2017-11-28

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