CN113818818A - 一种钻具过线组件及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油勘探井下仪器技术领域,涉及一种钻具过线组件及其应用,本发明钻具过线组件包括公接头、第一绳帽头、插头、弹簧、连接柱、第一接线头、第一绝缘套、垫圈、第二绝缘套、悬挂垫圈、螺钉、连接杆、第二接线头、第三绝缘套、绝缘垫、正极接线头、堵头、电缆组件、第一电缆卡头、第一电缆帽、第一顶丝、第二电缆卡头、第二电缆帽、第二顶丝以及母接头。根据本发明的钻具过线组件,可以提高侧钻开窗导向的精度,实现曲率半径小于16米的超短半径施工。
Description
技术领域
本发明属于石油勘探井下仪器技术领域,涉及一种钻具过线组件及其应用。
背景技术
能源供给是社会经济发展的重要支撑和基础,随着油田开发进入中后期阶段,油田领域逐渐面临单井产量逐年下降、大量的剩余储量不能被有效开采以及低品位油气藏达50%以上的现状和瓶颈。为了应对上述问题,在油气田勘探开发后期,普遍采用套管开窗侧钻井、侧钻水平井、以及径向水平井技术等技术来提高钻井效益。径向水平井是一种具有低成本特点并且能提高单井产量的有效技术手段,但在实际应用时存在以下不足:1)在侧钻开窗过程中,因为MWD仪器受套管磁场的影响,其误差比较大,无法满足侧钻施工需求;2)可以使用有线陀螺仪进行施工,但钻进过程中只能滑动钻井,不能满足客户进行复合钻井的要求;
3)当在侧钻开窗时,无法满足曲率半径小于16米的超短半径施工要求。因此,优化井下测量仪器的设计,使其既可以使用陀螺仪进行井下测量,又可以使用MWD的泥浆脉冲方式上传测试数据,还能够满足曲率半径小于16米的超短半径施工要求,是领域内研究的重要方向。
发明内容
本发明旨在提供一种钻具过线组件及其应用。
根据本发明的一方面,一种钻具过线组件,包括公接头、第一绳帽头、插头、弹簧、连接柱、第一接线头、第一绝缘套、垫圈、第二绝缘套、悬挂垫圈、螺钉、连接杆、第二接线头、第三绝缘套、绝缘垫、正极接线头、堵头、电缆组件、第一电缆卡头、第一电缆帽、第一顶丝、第二电缆卡头、第二电缆帽、第二顶丝以及母接头;其中,公接头与第一绳帽头固定连接,插头、弹簧以及连接柱依次连接并同轴心设置在公接头的内侧,第一绝缘套、第二绝缘套分别同轴心设置在公接头第一装配腔体和公接头第二装配腔体内,第一接线头通过连接柱与第二绝缘套的外端部固定连接;母接头与第二绳帽头固定连接,连接同轴心设置在母接头的内侧,第三绝缘套、绝缘垫分别同轴心设置在母接头与连接杆的间隙内;第二接线头通过连接杆与第三绝缘套的外端部固定连接;柔性电缆组件的一端与第一接线头连接,柔性电缆组件的另一端与第二接线头连接,第一电缆卡头、第一电缆帽由内向外同轴心设置在柔性电缆组件与第一绳帽头的间隙内,第二电缆卡头、第二电缆帽由内向外同轴心设置在柔性电缆组件与第二绳帽头的间隙内。
根据本发明的示例性实施例,垫圈设置在连接柱、第二绝缘套与第一绝缘套的间隙内。
根据本发明的示例性实施例,第一绳帽头的一端圆周设置多个第一顶丝装配孔,多个第一顶丝一一对应地设置在第一顶丝装配孔内对第一电缆卡头和第一电缆帽进行固定。
根据本发明的示例性实施例,第二顶丝对第二电缆卡头和第二电缆帽进行固定。
根据本发明的示例性实施例,第一绳帽头内侧设置内径依次减小的第一绳帽头第一装配腔体和第一绳帽头第二装配腔体,其中,第一绳帽头第一装配腔体的内径大于第二电缆帽的外径,第一绳帽头第二装配腔体的内径大于等于柔性电缆组件的外径。
根据本发明的示例性实施例,公接头的公接头第一装配部上圆周分布多个公接头螺钉孔,悬挂垫圈通过螺钉同轴心固定在公接头第一装配部的外侧。
根据本发明的示例性实施例,母接头内侧设置内径依次增大的母接头第一装配腔体、母接头第二装配腔体、母接头第三装配腔体和母接头第四装配腔体,第三绝缘套、绝缘垫、堵头分别同轴心设置在母接头第一装配腔体、母接头第二装配腔体以及母接头第四装配腔体内。
根据本发明的示例性实施例,正极接线头同轴心设置在母接头第三装配腔体内,并通过与连接杆与绝缘垫固定连接。
根据本发明的另一方面,一种超短半径随钻陀螺装置,包括上述的钻具过线组件。
最后,本发明还涉及上述钻具过线组件在石油、煤矿及地质勘探钻井工程领域的应用。
与现有技术相比,根据本发明实施例的钻具过线组件,可以提高侧钻开窗导向的精度,实现曲率半径小于16米的超短半径施工。
附图说明
图1为根据本发明实施例的钻具过线组件的结构示意图;
图2为根据本发明实施例的钻具过线组件的公接头的结构示意图;
图3为根据本发明实施例的钻具过线组件的母接头的结构示意图。
图中,100-公接头,200-第一绳帽头,300-插头,301-弹簧,302- 连接柱,303-第一接线头,304-第一绝缘套,305-垫圈,306-第二绝缘套,307-悬挂垫圈,308-螺钉,309-连接杆,310-第二接线头,311-第三绝缘套,312-绝缘垫,313-正极接线头,314-堵头,400-柔性电缆组件,401-第一电缆卡头,402-第一电缆帽,403-第一顶丝,404-第二电缆卡头,405-第二电缆帽,406-第二顶丝,500-母接头,600-第二绳帽头;
101-公接头第一装配腔体,102-公接头第二装配腔体,103-公接头第一装配部,104-公接头第二装配部;105-公接头螺钉孔;
501-母接头第一装配腔体,502-母接头第二装配腔体,503-母接头第三装配腔体,504-母接头第四装配腔体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示,根据本发明实施例的一种钻具过线组件,包括公接头 100、第一绳帽头200、插头300、弹簧301、连接柱302、第一接线头 303、第一绝缘套304、垫圈305、第二绝缘套306、悬挂垫圈307、螺钉308、连接杆309、第二接线头310、第三绝缘套311、绝缘垫312、正极接线头313、堵头314、电缆组件400、第一电缆卡头401、第一电缆帽402、第一顶丝403、第二电缆卡头404、第二电缆帽405、第二顶丝406以及母接头500。
具体的,如图1和图2所示,公接头100通过公接头第二装配部104 与第一绳帽头200固定连接,插头300、弹簧301以及连接柱302依次连接并同轴心设置在公接头100的内侧,第一绝缘套304、第二绝缘套 306分别同轴心设置在公接头第一装配腔体101和公接头第二装配腔体 102内,第一接线头303通过连接柱302与第二绝缘套306的外端部固定连接。弹簧301用于实现插头300与连接柱302之间的电气导通,并使插头300具有弹性。
如图1所示,母接头500与第二绳帽头600固定连接,连接杆309 同轴心设置在母接头500的内侧,第三绝缘套311、绝缘垫312分别同轴心设置在母接头500与连接杆309的间隙内;第二接线头310通过连接杆309与第三绝缘套311的外端部固定连接;柔性电缆组件400的一端与第一接线头303连接,柔性电缆组件400的另一端与第二接线头310 连接,第一电缆卡头401、第一电缆帽402由内向外同轴心设置在柔性电缆组件400与第一绳帽头200的间隙内,第二电缆卡头404、第二电缆帽405由内向外同轴心设置在柔性电缆组件400与第二绳帽头600的间隙内。
垫圈305设置在连接柱302、第二绝缘套306与第一绝缘套304的间隙内。
如图1所示,第一绳帽头200的一端圆周设置多个第一顶丝装配孔,多个第一顶丝403一一对应地设置在第一顶丝装配孔内对第一电缆卡头 401和第一电缆帽402进行固定。
第二绳帽头600采用与第一绳帽头200相同的结构。
第二顶丝406对第二电缆卡头404和第二电缆帽405进行固定。
第一绳帽头200内侧设置内径依次减小的第一绳帽头第一装配腔体和第一绳帽头第二装配腔体,其中,第一绳帽头第一装配腔体的内径大于第二电缆帽405的外径,第一绳帽头第二装配腔体的内径大于等于柔性电缆组件400的外径。
如图1和图2所示,公接头100的公接头第一装配部103上圆周分布多个公接头螺钉孔105,悬挂垫圈307通过螺钉308同轴心固定在公接头第一装配部103的外侧。
如图1和图3所示,母接头500内侧设置内径依次增大的母接头第一装配腔体501、母接头第二装配腔体502、母接头第三装配腔体503 和母接头第四装配腔体504,第三绝缘套311、绝缘垫312、堵头314 分别同轴心设置在母接头第一装配腔体501、母接头第二装配腔体502 以及母接头第四装配腔体504内。
正极接线头313同轴心设置在母接头第三装配腔体503内,并通过与连接杆309与绝缘垫312固定连接。
基于本实施例的钻具过线组件,可与现有技术中的测量组件组成一种在侧钻开窗时能实现曲率半径小于16米的超短半径施工的超短半径随钻陀螺装置,具体的,超短半径随钻陀螺装置由现有技术组件保护接头、3.5寸悬挂钻铤、连接钻铤、2.5寸旋转阀脉冲器阀头、机械组件、控制电路短节、加长扶正器、电池短节、FSK接收短节、短半径有线陀螺探管短节、减震式引斜、陀螺循环套以及本实施例的钻具过线组件组成。
本实施例的钻具过线组件将超短半径随钻陀螺装置分为两部分。第一部分由短半径有线陀螺探管短节、减震式引斜、陀螺循环套组成,用于实现侧开窗数据测量,为满足曲率半径小于16米的施工要求,在短半径有线陀螺探管短节两端设置可弯曲正负4°的柔性接头。第二部分由保护接头、3.5寸悬挂钻铤、连接钻铤、2.5寸旋转阀脉冲器阀头、机械组件、控制电路短节、加长扶正器、电池短节、FSK接收短节、钻具过线组件组成,用于实现对第一部分供电以及实现跨仪器无线信号传输和井下与井上的通讯,第二部分悬挂在竖井内,不增加侧开窗仪器长度。第一部分和第二部分之间两部分之间通过柔性电缆组件400(可采用外径为5.6mm的钢丝铠装电缆)实现柔性连接,柔性电缆组件400 将电池短节的电压传送到短半径有线陀螺探管短节的电路板组件上。
本实施例的钻具过线组件在石油、煤矿及地质勘探钻井工程领域的应用。
本实施例的钻具过线组件可以提高侧钻开窗导向的精度,实现曲率半径小于16米的超短半径施工,提高钻井过程的安全性和钻井时效。
上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钻具过线组件,其特征在于,所述钻具过线组件包括公接头(100)、第一绳帽头(200)、插头(300)、弹簧(301)、连接柱(302)、第一接线头(303)、第一绝缘套(304)、垫圈(305)、第二绝缘套(306)、悬挂垫圈(307)、螺钉(308)、连接杆(309)、第二接线头(310)、第三绝缘套(311)、绝缘垫(312)、正极接线头(313)、堵头(314)、电缆组件(400)、第一电缆卡头(401)、第一电缆帽(402)、第一顶丝(403)、第二电缆卡头(404)、第二电缆帽(405)、第二顶丝(406)以及母接头(500);其中,公接头(100)与第一绳帽头(200)固定连接,插头(300)、弹簧(301)以及连接柱(302)依次连接并同轴心设置在公接头(100)的内侧,第一绝缘套(304)、第二绝缘套(306)分别同轴心设置在公接头第一装配腔体(101)和公接头第二装配腔体(102)内,第一接线头(303)通过连接柱(302)与第二绝缘套(306)的外端部固定连接;母接头(500)与第二绳帽头(600)固定连接,连接杆(309)同轴心设置在母接头(500)的内侧,第三绝缘套(311)、绝缘垫(312)分别同轴心设置在母接头(500)与连接杆(309)的间隙内;第二接线头(310)通过连接杆(309)与第三绝缘套(311)的外端部固定连接;柔性电缆组件(400)的一端与第一接线头(303)连接,柔性电缆组件(400)的另一端与第二接线头(310)连接,第一电缆卡头(401)、第一电缆帽(402)由内向外同轴心设置在柔性电缆组件(400)与第一绳帽头(200)的间隙内,第二电缆卡头(404)、第二电缆帽(405)由内向外同轴心设置在柔性电缆组件(400)与第二绳帽头(600)的间隙内。
2.根据权利要求1所述的钻具过线组件,其特征在于,垫圈(305)设置在连接柱(302)、第二绝缘套(306)与第一绝缘套(304)的间隙内。
3.根据权利要求1所述的钻具过线组件,其特征在于,第一绳帽头(200)的一端圆周设置多个第一顶丝装配孔,多个第一顶丝(403)一一对应地设置在第一顶丝装配孔内对第一电缆卡头(401)和第一电缆帽(402)进行固定。
4.根据权利要求1所述的钻具过线组件,其特征在于,第二顶丝(406) 对第二电缆卡头(404)和第二电缆帽(405)进行固定。
5.根据权利要求1所述的钻具过线组件,其特征在于,第一绳帽头(200)内侧设置内径依次减小的第一绳帽头第一装配腔体和第一绳帽头第二装配腔体,其中,第一绳帽头第一装配腔体的内径大于第二电缆帽(405)的外径,第一绳帽头第二装配腔体的内径大于等于柔性电缆组件(400)的外径。
6.根据权利要求1所述的钻具过线组件,其特征在于,公接头(100)的公接头第一装配部(103)上圆周分布多个公接头螺钉孔(105),悬挂垫圈(307)通过螺钉(308)同轴心固定在公接头第一装配部(103)的外侧。
7.根据权利要求1所述的钻具过线组件,其特征在于,母接头(500)内侧设置内径依次增大的母接头第一装配腔体(501)、母接头第二装配腔体(502)、母接头第三装配腔体(503)和母接头第四装配腔体(504),第三绝缘套(311)、绝缘垫(312)、堵头(314)分别同轴心设置在母接头第一装配腔体(501)、母接头第二装配腔体(502)以及母接头第四装配腔体(504)内。
8.根据权利要求1所述的钻具过线组件,其特征在于,正极接线头(313)同轴心设置在母接头第三装配腔体(503)内,并通过与连接杆(309)与绝缘垫(312)固定连接。
9.一种超短半径随钻陀螺装置,其特征在于,所述超短半径随钻陀螺装置包括权利要求1-8任一所述的钻具过线组件。
10.根据权利1-8任一所述的钻具过线组件在石油、煤矿及地质勘探钻井工程领域的应用。
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