CN107701120A - 井下电动钻井用的钻杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下电动钻井用的钻杆，其涉及石油天然气钻完井领域，井下电动钻井用的钻杆包括：第一固定接头、第二固定接头、连接第一固定接头和第二固定接头的钻杆本体；第一固定接头内设置有第一电缆接头，第一电缆接头包括：第一固定壳体，设置在第一固定壳体上的第一绝缘件和电缆；第一绝缘件上设置有第一导电环和第二导电环；第二固定接头内设置有第二电缆接头，第二电缆接头包括：第二固定壳体，设置在第二固定壳体上的第二绝缘件和电缆；第二绝缘件上设置有第三导电环和第四导电环。本申请中的井下电动钻井用的钻杆能够在不改变常规钻杆结构的基础上，在常规钻杆中实现电缆内置，使其满足井下电动钻井电力及井下数据传输通道的需求。

Description

井下电动钻井用的钻杆

技术领域

本发明涉及石油天然气钻完井领域，特别涉及一种井下电动钻井用的钻杆。

背景技术

井下电动钻井利用电缆实现井下电机及控制部件的动力电力传输及井下数据双向通讯通道，同时，其利用井下电机直接驱动钻头破岩，具有以下多种优势：电机直接驱动钻头，转速无极可调，高效工作区宽；适合空气、泡沫、泥浆等各种循环介质；独立控制钻压(扭矩)、泵排量(泵压)和钻头转速，可优化钻井参数，提高钻井速度；实时进行地质和工程参数数据分析，地面、井下闭环控制，可实现智能钻井。因此，井下电动钻井技术符合钻井智能化信息化发展趋势。

电力传输及井下数据双向通讯通道是井下电动钻井的关键核心技术，目前传统的智能钻杆通过加工专用钻杆并预置电缆、钻杆间通过耦合的方式进行井下电力及井下数据传输，在一定程度上满足了旋转导向钻井技术、随钻测井和随钻地震等地质导向钻井技术的需求。但是传统智能钻杆不能满足井下电机大功率供电的要求，且加工专用钻杆会造成使用成本的增加，无法满足井下电动钻井使用要求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种井下电动钻井用的钻杆，其能够在不改变常规钻杆结构的基础上，在常规钻杆中实现电缆内置，使其满足井下电动钻井电力及井下数据传输通道的需求。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种井下电动钻井用的钻杆，所述井下电动钻井用的钻杆包括：第一固定接头、第二固定接头、连接所述第一固定接头和第二固定接头的钻杆本体；

所述第一固定接头内设置有第一电缆接头，第一电缆接头包括：第一固定壳体，设置在所述第一固定壳体上的第一绝缘件和电缆；所述第一绝缘件上设置有与所述电缆相连通的第一导电环和第二导电环；

所述第二固定接头内设置有第二电缆接头，第二电缆接头包括：第二固定壳体，设置在所述第二固定壳体上的第二绝缘件和所述电缆；所述第二绝缘件上设置有与所述电缆相连通的第三导电环和第四导电环。

在一种优选的实施方式中，所述第一固定接头上设置有第一固定耳板，所述第一固定壳体上具有第一凸起部，所述第一固定耳板和所述第一凸起部均具有通孔，所述第一固定耳板和所述第一凸起部通过第一螺栓连接。

在一种优选的实施方式中，所述第二固定接头上设置有第二固定耳板，所述第二固定壳体上具有第二凸起部，所述第二固定耳板和所述第二凸起部均具有通孔，所述第二固定耳板和所述第二凸起部通过第二螺栓连接。

在一种优选的实施方式中，所述第一绝缘件由橡胶制成，所述第一导电环和所述第二导电环与所述第一绝缘件通过硫化固定在一起。

在一种优选的实施方式中，所述第二绝缘件由橡胶制成，所述第三导电环和所述第四导电环与所述第二绝缘件通过硫化固定在一起。

在一种优选的实施方式中，所述第一导电环和所述第二导电环设置在所述第一绝缘件的内侧壁上。

在一种优选的实施方式中，所述第三导电环和所述第四导电环设置在所述第二绝缘件的外侧壁上。

在一种优选的实施方式中，所述电缆的一端穿设在所述第一固定壳体和所述第一绝缘件中，所述电缆的另一端穿设在所述第二固定壳体和所述第二绝缘件中。

在一种优选的实施方式中，所述第一固定接头的侧壁上开设有第一开口，所述第一固定耳板插设在所述第一开口中，所述第二固定接头的侧壁上开设有第二开口，所述第二固定耳板插设在所述第二开口中。

在一种优选的实施方式中，所述电缆的一端与所述第一导电环、第二导电环通过焊接或压接的方式相连接；所述电缆的另一端与所述第三导电环、第四导电环通过焊接或压接的方式相连接。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

现场作业时，将第一固定接头、第二固定接头与钻杆本体连接在一起，然后将第一电缆接头、第二电缆接头以及电缆插入钻杆本体中，分别将第一电缆接头与第一固定接头相固定，第二电缆接头与第二固定接头相固定，如此组成整个井下电动钻井用的钻杆。使用时，将第二固定接头朝上，两个井下电动钻井用的钻杆中的第一固定接头和第二固定接头相紧扣到位，如此，第一固定接头的第一导电环和第二导电环与第二固定接头的第三导电环和第四导电环分别相接触，形成电缆之间的连通，进而实现信号与电力通道。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆的结构示意图。

图2为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第一固定接头的结构示意图。

图3为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第二固定接头的结构示意图。

图4为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第一电缆接头的结构示意图。

图5为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第二电缆接头的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、第一固定接头；11、第一固定耳板；12、第一开口；2、第二固定接头；21、第二固定耳板；22、第二开口；3、钻杆本体；4、第一电缆接头；41、第一固定壳体；411、第一凸起部；42、第一绝缘件；43、第一导电环；44、第二导电环；45、第一螺栓；5、第二电缆接头；51、第二固定壳体；511、第二凸起部；52、第二绝缘件；53、第三导电环；54、第四导电环；55、第二螺栓；6、电缆。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够在不改变常规钻杆结构的基础上，在常规钻杆中实现电缆6内置，使其满足井下电动钻井电力及井下数据传输通道的需求，在本申请中提出了一种井下电动钻井用的钻杆，图1为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆的结构示意图，如图1所示，井下电动钻井用的钻杆可以包括：第一固定接头1、第二固定接头2、连接第一固定接头1和第二固定接头2的钻杆本体3；第一固定接头1内设置有第一电缆接头4，第一电缆接头4包括：第一固定壳体41，设置在第一固定壳体41上的第一绝缘件42和电缆6；第一绝缘件42上设置有与电缆6相连通的第一导电环43和第二导电环44；第二固定接头2内设置有第二电缆接头5，第二电缆接头5包括：第二固定壳体51，设置在第二固定壳体51上的第二绝缘件52和电缆6；第二绝缘件52上设置有与电缆6相连通的第三导电环53和第四导电环54。

现场作业时，将第一固定接头1、第二固定接头2于钻杆本体3连接在一起，然后将第一电缆接头4、第二电缆接头5以及电缆6插入钻杆本体3中，分别将第一电缆接头4与第一固定接头1相固定，第二电缆接头5与第二固定接头2相固定，如此组成整个井下电动钻井用的钻杆。使用时，将第二固定接头2朝上，两个井下电动钻井用的钻杆中的第一固定接头1和第二固定接头2相紧扣到位，如此，第一固定接头1的第一导电环43和第二导电环44与第二固定接头2的第三导电环53和第四导电环54分别相接触，形成电缆6之间的连通，进而实现信号与电力通道。

为了更好的了解本申请中的井下电动钻井用的钻杆，下面将对其做进一步解释和说明。图2为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第一固定接头1的结构示意图，如图1和图2所示，第一固定接头1的上端与钻杆本体3的下端通过螺纹相连接，第一固定接头1的上端侧壁加工有外螺纹，钻杆本体3的下端加工有内螺纹。第一固定接头1内设置有第一电缆接头4，图4为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第一电缆接头4的结构示意图，如图4所示，第一电缆接头4可以包括：第一固定壳体41，设置在第一固定壳体41上的第一绝缘件42和电缆6；第一绝缘件42上设置有与电缆6相连通的第一导电环43和第二导电环44。第一固定接头1上设置有第一固定耳板11。在一种可行的实施方式中，第一固定接头1的侧壁上开设有第一开口12，第一固定耳板11插设在第一开口12中。第一开口12可以呈具有阶梯的圆柱状，第一固定耳板11可以呈具有阶段的圆柱，以便第一固定耳板11可以插入第一开口12中。第一固定壳体41上具有第一凸起部411，第一固定耳板11和第一凸起部411均具有通孔，第一固定耳板11和第一凸起部411通过第一螺栓45连接。通过上述方式可以实现第一固定接头1与第一电缆接头4之间的牢固可拆卸固定。

为了避免电缆6可能接触第一固定壳体41而导致漏电现象，第一绝缘件42可以由橡胶制成，第一导电环43和第二导电环44与第一绝缘件42通过硫化固定在一起。如图4所示，第一导电环43和第二导电环44设置在第一绝缘件42的内侧壁上。第一绝缘件42的内壁可以呈一具有阶段的圆锥形，如此，可以便于与另外一井下电动钻井用的钻杆的第二电缆接头5的第二绝缘件52相插接在一起。

如图1所示，电缆6的一端穿设在第一固定壳体41和第一绝缘件42中，从而使得电缆6中相对应的线路分别与第一导电环43和第二导电环44相连接，电缆6的一端与第一导电环43、第二导电环44可以通过焊接或压接的方式相连接。电缆6的中部穿过钻杆本体3的中部通向第二固定接头2。

图3为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第二固定接头2的结构示意图，如图1和图3所示，第二固定接头2的下端与钻杆本体3的上端通过螺纹相连接，第二固定接头2的下端内侧壁可以加工有内螺纹，钻杆本体3的上端可以加工有外螺纹。第二固定接头2内设置有第二电缆接头5，图5为本发明实施例中井下电动钻井用的钻杆中第二电缆接头5的结构示意图，如图5所示，第二电缆接头5可以包括：第二固定壳体51，设置在第二固定壳体51上的第二绝缘件52和电缆6；第二绝缘件52上设置有与电缆6相连通的第三导电环53和第四导电环54。第二固定接头2上设置有第二固定耳板21。在一种可行的实施方式中，第二固定接头2的侧壁上开设有第二开口22，第二固定耳板21插设在第二开口22中。第二开口22可以呈具有阶梯的圆柱状，第二固定耳板21可以呈具有阶段的圆柱，以便第二固定耳板21可以插入第二开口22中。第二固定壳体51上具有第二凸起部511，第二固定耳板21和第二凸起部511均具有通孔，第二固定耳板21和第二凸起部511通过第二螺栓55连接。通过上述方式可以实现第二固定接头2与第二电缆接头5之间的牢固可拆卸固定。

同样的，为了避免电缆6可能接触第一固定壳体41而导致漏电现象，第一绝缘件42可以由橡胶制成，第一导电环43和第二导电环44与第一绝缘件42通过硫化固定在一起。如图5所示，第三导电环53和第四导电环54设置在第二绝缘件52的外侧壁上。第二绝缘件52的外侧壁可以呈一具有阶段的圆锥形，如此，可以便于与另外一井下电动钻井用的钻杆的第一电缆接头4的第一绝缘件42相插接在一起。

如图1所示，电缆6的另一端穿设在第二固定壳体51和第二绝缘件52中，从而使得电缆6中相对应的线路分别与第三导电环53和第四导电环54相连接，具体而言，电缆6的另一端可以与第三导电环53、第四导电环54通过焊接或压接的方式相连接。第一固定接头1的下端加工有内螺纹，第二固定接头2的上端加工有外螺纹，如此，可以便于井下电动钻井用的钻杆与其它部件相连接。

本申请中的井下电动钻井用的钻杆中的钻杆本体可以直接利用普通常用钻杆，无需加工专用的钻杆,通过上述方式在常规的钻杆上实现电缆的内置，并保证钻杆在彼此之间连接时，使得钻杆内部的电缆相互连通，实现井下电动钻井电力及井下数据传输通道的需求。同时，该井下电动钻井用的钻杆不仅适用于钻杆之间的连接，也可以适用于和立柱相连接。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述井下电动钻井用的钻杆包括：第一固定接头、第二固定接头、连接所述第一固定接头和第二固定接头的钻杆本体；

所述第一固定接头内设置有第一电缆接头，第一电缆接头包括：第一固定壳体，设置在所述第一固定壳体上的第一绝缘件和电缆；所述第一绝缘件上设置有与所述电缆相连通的第一导电环和第二导电环；

所述第二固定接头内设置有第二电缆接头，第二电缆接头包括：第二固定壳体，设置在所述第二固定壳体上的第二绝缘件和所述电缆；所述第二绝缘件上设置有与所述电缆相连通的第三导电环和第四导电环。

2.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述第一固定接头上设置有第一固定耳板，所述第一固定壳体上具有第一凸起部，所述第一固定耳板和所述第一凸起部均具有通孔，所述第一固定耳板和所述第一凸起部通过第一螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述第二固定接头上设置有第二固定耳板，所述第二固定壳体上具有第二凸起部，所述第二固定耳板和所述第二凸起部均具有通孔，所述第二固定耳板和所述第二凸起部通过第二螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述第一绝缘件由橡胶制成，所述第一导电环和所述第二导电环与所述第一绝缘件通过硫化固定在一起。

5.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述第二绝缘件由橡胶制成，所述第三导电环和所述第四导电环与所述第二绝缘件通过硫化固定在一起。

6.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述第一导电环和所述第二导电环设置在所述第一绝缘件的内侧壁上。

7.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述第三导电环和所述第四导电环设置在所述第二绝缘件的外侧壁上。

8.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述电缆的一端穿设在所述第一固定壳体和所述第一绝缘件中，所述电缆的另一端穿设在所述第二固定壳体和所述第二绝缘件中。

9.根据权利要求2所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述第一固定接头的侧壁上开设有第一开口，所述第一固定耳板插设在所述第一开口中，所述第二固定接头的侧壁上开设有第二开口，所述第二固定耳板插设在所述第二开口中。

10.根据权利要求1所述的井下电动钻井用的钻杆，其特征在于，所述电缆的一端与所述第一导电环、第二导电环通过焊接或压接的方式相连接；所述电缆的另一端与所述第三导电环、第四导电环通过焊接或压接的方式相连接。