CN106593317B - 一种绝缘内管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘内管及其制作方法。其中,绝缘内管至少包括:连接管、缠丝管及压紧环;所述连接管的第一端与所述缠丝管的一端连接;所述压紧环设置在所述连接管与所述缠丝管连接处的外部;所述连接管与所述缠丝管连接处为锯齿结构或波浪结构。本发明将连接管和缠丝管的连接处设计为锯齿结构或波浪结构,并在连接处设置有压紧环,不仅增加了连接管和缠丝管的接触面积,提高了连接管与缠丝管连接处的粘接力,而且限制了缠丝管在高压下的变形,从而降低了连接管与缠丝管连接处的用于破坏粘接的作用力,使本发明能够承受高压。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气、页岩气、地热、可燃冰等清洁能源的勘探开发技术领域,尤其涉及一种绝缘内管及其制作方法。
背景技术
随着石油、煤炭能源短缺的加剧,煤层气、页岩气、地热、可燃冰等清洁能源成为了各大石油公司勘探开发的重点。在勘探开发的过程中,钻井形成的井眼是获取地下煤层气、页岩气、地热、可燃冰能清洁能源的唯一通道和途径。在钻井过程中,需要根据钻井设计书确定钻进轨迹进行钻进,因此,需要实时获取井下钻进参数,即进行随钻测量。
随钻测量是指在钻进过程中连续不断地获取近钻头信息,并实时传输至地表,其是一种用于指导定向钻进作业的技术手段。随钻测量一般被分为有线随钻测量和无线随钻测量。有线随钻测量使用电缆传输井底信息,数据传输量大、传输速率高,但在测量时需要停泵并将钻杆提出井口,下入电缆测量,因而会影响钻进作业的正常进行。无线随钻测量可以在钻进的同时获得井下信息,一般包括泥浆脉冲随钻测量和电磁随钻测量。其中,泥浆脉冲随钻测量使用泥浆脉冲作为信息的载体,应用广泛,但由于为了保护在煤层气、页岩气、地热、可燃冰等清洁能源的勘探开发中的低压低渗储集层,往往采用泡沫、充气泥浆等欠平衡钻井,因而使得泥浆脉冲在可压缩循环介质中无法使用。而电磁随钻测量则是使用电磁波作为信息的载体,数据传输速率高、实时性好,能够用于各种钻井液的钻进。电磁随钻测量一般使用截断钻杆的偶极子发射天线,因此要求钻具在保证强度的同时保持绝缘,其结构大体分为绝缘外管和绝缘内管两部分。其中,绝缘外管即偶极子发射天线,承担钻铤的作用并保证绝缘,绝缘内管的内部为各种测量和控制模块,因此要求密封性好、抗高压并且保证绝缘。目前国内外关于绝缘外管的制作技术已相当成熟,已经能满足电磁随钻的需求。
关于电磁随钻测量系统的绝缘内管,由于需要同时满足绝缘、耐高压和高密封性的特点,因此,目前多采用在金属管接头上缠丝玻璃钢管的结构方式,但是由于材料本身粘接强度和加工工艺条件的限制,造成金属管与绝缘材料之间的粘接强度低。而且,金属材料和充当绝缘材料的缠丝玻璃钢管之间的弹性模量不同,在受压时细长的缠丝玻璃钢管收缩变形大,而金属材料变形小,从而造成金属管接头与缠丝玻璃钢管粘接部位的用于破坏粘接的作用力增大,使绝缘内管失效。
综上所述,随着钻井技术的不断发展,钻进深度的不断增加,电磁随钻测量的绝缘内管承受的钻井液压力也越来越大,现有的绝缘内管结构已无法适应日趋增加的高压。
发明内容
本发明通过提供一种绝缘内管及其制作方法,解决了现有技术中金属管与绝缘材料之间的粘接强度低和金属管接头与缠丝玻璃钢管粘接部位的用于破坏粘接的作用力大的技术问题,实现了能够承受高压的技术效果。
本发明提供了一种绝缘内管,至少包括:连接管、缠丝管及压紧环;所述连接管的第一端与所述缠丝管的一端连接;所述压紧环设置在所述连接管与所述缠丝管连接处的外部;所述连接管与所述缠丝管连接处为锯齿结构或波浪结构。
进一步地,在所述压紧环与所述缠丝管的连接处设置有环氧树脂结构胶。
进一步地,还至少包括:密封端盖;所述密封端盖设置在所述连接管的第二端。
进一步地,在所述密封端盖上有注液口。
进一步地,还至少包括:在所述注液口中设置有单向注油阀。
进一步地,还至少包括:测压部件;所述测压部件设置在所述单向注油阀安装处。
进一步地,还至少包括:控制器;所述控制器的信号输入端与所述测压部件的信号输出端通讯连接,所述控制器的信号输出端与所述单向注油阀的信号输入端通讯连接。
进一步地,还至少包括:密封圈;所述密封圈设置在所述密封端盖与所述连接管的连接处。
本发明提供的绝缘内管的制作方法,用于制作上述的绝缘内管,至少包括:
将所述连接管的第一端与所述缠丝管的一端进行粘接,所述连接管与所述缠丝管的连接处为锯齿结构或波浪结构;
将所述压紧环设置在所述连接管与所述缠丝管的连接处的外部;
将所述环氧树脂结构胶涂抹在所述压紧环与所述缠丝管的连接处;
将所述密封端盖设置在所述连接管的第二端。
进一步地,还至少包括:
在所述密封端盖上开设注液口;
将所述单向注油阀安装在所述注液口中;
将所述测压部件设置在所述单向注油阀安装处。
本发明中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
将连接管和缠丝管的连接处设计为锯齿结构或波浪结构,并在连接处设置有压紧环,不仅增加了连接管和缠丝管的接触面积,提高了连接管与缠丝管连接处的粘接力,而且限制了缠丝管在高压下的变形,从而降低了连接管与缠丝管连接处的用于破坏粘接的作用力,使本发明能够承受高压。
附图说明
图1为本发明实施例提供的绝缘内管的剖面图;
图2为本发明实施例提供的绝缘内管中连接管与缠丝管连接部的放大图;
图3为本发明实施例提供的绝缘内管中压紧环与缠丝管连接部的放大图;
图4为本发明实施例提供的制作方法的流程图。
其中,1-密封端盖,2-连接管,3-压紧环,4-缠丝管,5-单向注油阀,6-环氧树脂结构胶,7-密封圈。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种绝缘内管及其制作方法,解决了现有技术中金属管与绝缘材料之间的粘接强度低和金属管接头与缠丝玻璃钢管粘接部位的用于破坏粘接的作用力大的技术问题,实现了能够承受高压的技术效果。
本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
将连接管和缠丝管的连接处设计为锯齿结构或波浪结构,并在连接处设置有压紧环,不仅增加了连接管和缠丝管的接触面积,提高了连接管与缠丝管连接处的粘接力,而且限制了缠丝管在高压下的变形,从而降低了连接管与缠丝管连接处的用于破坏粘接的作用力,使本发明实施例能够承受高压。
为了更好地理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1、图2和图3,本发明实施例提供的绝缘内管,至少包括:连接管2、缠丝管4及压紧环3;连接管2的第一端与缠丝管4的一端连接;压紧环3设置在连接管2与缠丝管4连接处的外部;连接管2与缠丝管4连接处为锯齿结构或波浪结构。
具体地,连接管2与缠丝管4通过缠丝工艺粘接在一起。在连接管2和缠丝管4的外壁上有螺纹,在压紧环3的内壁上也有螺纹,压紧环3与连接管2、缠丝管4通过螺纹连接。压紧环3与缠丝管4的螺纹连接段的长度大于连接管2与缠丝管4的粘接长度。
为了加大本发明实施例的结构强度,在压紧环3与缠丝管4的连接处设置有环氧树脂结构胶6。
对本发明实施例的结构进行说明,还至少包括:密封端盖1;密封端盖1设置在连接管2的第二端。
具体地,在密封端盖1的内壁上有螺纹,密封端盖1与连接管2通过螺纹连接。
为了提高本发明实施例的密封性,还至少包括:密封圈7;密封圈7设置在密封端盖1与连接管2的连接处。
对本发明实施例的结构进行进一步说明,在密封端盖1上有注液口,可以向注液口中通入高压液体(高压硅油),从而在绝缘内管内形成预压力,平衡了绝缘内管外部的钻井液压力,使绝缘内管在保证绝缘的同时,提高了抗高压能力。
具体地,在注液口中设置有单向注油阀5,且单向注油阀5不超出密封端盖1的端面。
这里需要说明的是,单向注油阀5只设置在上密封端盖1上,在下密封端盖上不设置单向注油阀,且本发明实施例除单向注油阀5外左右结构对称。
为了对本发明实施例内部的压力进行测量,还至少包括:测压部件;测压部件设置在单向注油阀5安装处。
为了提高本发明实施例的自动化水平,还至少包括:控制器;控制器的信号输入端与测压部件的信号输出端通讯连接,控制器的信号输出端与单向注油阀5的信号输入端通讯连接。
具体地,由测压部件对本发明实施例内部的压力进行测量,并将测量到的压力数据发送到控制器。控制器根据具体的探测需求控制单向注油阀5的开度,以实现绝缘内管外部的钻井液压力的平衡。
在本实施例中,密封端盖1、压紧环3、缠丝管4的外径尺寸相同,连接管2和缠丝管4的内径尺寸相同。密封端盖1、连接管2、压紧环3的材质均为无磁钢金属材料,缠丝管4为缠丝玻璃钢,单向注油阀5和密封圈7为标准件。
进一步地,缠丝管4为在连接管2上利用玻璃钢布通过缠丝工艺形成的玻璃钢管。
参见图4,本发明实施例提供的绝缘内管的制作方法,至少包括:
步骤S110:按照设计尺寸加工密封端盖1、连接管2、压紧环3,并对连接管2与缠丝管4粘接的一段进行粗糙度加工、除砂、除油处理。
步骤S120:将上下连接管2按设计尺寸固定在工作台上,并保持中心轴线重合,利用缠丝机在连接管2上按设计尺寸缠丝形成缠丝玻璃钢管。
步骤S130:对连接管2、缠丝玻璃钢管和压紧环3进行螺纹加工;在密封端盖1上开设注液口;
步骤S140:将连接管2的第一端与缠丝玻璃钢管的一端进行粘接,连接管2与缠丝玻璃钢管的连接处为锯齿结构或波浪结构;
步骤S150:将压紧环3设置在连接管2与缠丝玻璃钢管的连接处的外部;
步骤S160:将环氧树脂结构胶6涂抹在压紧环3与缠丝玻璃钢管的连接处;
步骤S170:将密封端盖1设置在连接管2的第二端;
步骤S180:将单向注油阀5安装在密封端盖1的注液口中,将测压部件设置在单向注油阀5安装处,并将密封端盖1与连接管2旋紧。
【技术效果】
1、将连接管2和缠丝管4的连接处设计为锯齿结构或波浪结构,并在连接处设置有压紧环3,不仅增加了连接管2和缠丝管4的接触面积,提高了连接管2与缠丝管4连接处的粘接力,而且限制了缠丝管4在高压下的变形,从而降低了连接管2与缠丝管4连接处的用于破坏粘接的作用力,使本发明实施例能够承受高压。
2、压紧环3与缠丝管4通过螺纹连接且螺纹连接间隙充填环氧树脂结构胶6,进一步地限制了缠丝管4在受压时发生的变形,从而进一步降低了连接管2与缠丝管4连接处的用于破坏粘接的作用力。
3、通过密封端盖1上的注液口向连接管2中注入高压硅油,从而在绝缘内管内形成预压力,平衡了绝缘内管外部的钻井液压力,使绝缘内管在保证绝缘的同时,提高了抗高压能力,从而保证了电磁随钻测量作业的顺利进行。此外,通过调整注入高压硅油的压力,能实现不同的耐高压能力。与现有技术相比,本发明实施例能够承受更高的钻井液压力。
4、通过对测压部件的应用,实现了对绝缘内管中的压力的测量,以便于对通入的高压硅油的压力进行精确调整。
5、通过对控制器的应用,从而提高了本发明实施例的自动化水平。
6、将密封圈7设置在密封端盖1与连接管2的连接处,能有效对绝缘内管进行密封,从而提高了本发明实施例的密封性。
本发明实施例从结构设计及预应力上提高了抗压能力,保证了高压绝缘内管的结构强度,实现了电磁随钻测量结构的稳定性和钻进作业的正常进行。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种绝缘内管,其特征在于,至少包括:连接管、缠丝管及压紧环;所述连接管的第一端与所述缠丝管的一端连接;所述压紧环设置在所述连接管与所述缠丝管连接处的外部;所述连接管与所述缠丝管连接处为锯齿结构或波浪结构,增加了连接管和缠丝管的接触面积,限制了缠丝管在高压下的变形。
2.如权利要求1所述的绝缘内管,其特征在于,在所述压紧环与所述缠丝管的连接处设置有环氧树脂结构胶。
3.如权利要求2所述的绝缘内管,其特征在于,还至少包括:密封端盖;所述密封端盖设置在所述连接管的第二端。
4.如权利要求3所述的绝缘内管,其特征在于,在所述密封端盖上有注液口。
5.如权利要求4所述的绝缘内管,其特征在于,还至少包括:在所述注液口中设置有单向注油阀。
6.如权利要求5所述的绝缘内管,其特征在于,还至少包括:测压部件;所述测压部件设置在所述单向注油阀安装处。
7.如权利要求6所述的绝缘内管,其特征在于,还至少包括:控制器;所述控制器的信号输入端与所述测压部件的信号输出端通讯连接,所述控制器的信号输出端与所述单向注油阀的信号输入端通讯连接。
8.如权利要求3所述的绝缘内管,其特征在于,还至少包括:密封圈;所述密封圈设置在所述密封端盖与所述连接管的连接处。
9.一种绝缘内管的制作方法,其特征在于,用于制作如权利要求1-8中任一项所述的绝缘内管,至少包括:
将所述连接管的第一端与所述缠丝管的一端进行粘接,所述连接管与所述缠丝管的连接处为锯齿结构或波浪结构,增加了连接管和缠丝管的接触面积;
将所述压紧环设置在所述连接管与所述缠丝管的连接处的外部,限制了缠丝管在高压下的变形;
将所述环氧树脂结构胶涂抹在所述压紧环与所述缠丝管的连接处;将密封端盖设置在所述连接管的第二端。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,还至少包括:
在所述密封端盖上开设注液口;
将所述单向注油阀安装在所述注液口中;
将所述测压部件设置在所述单向注油阀安装处。
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