CN85105408A

CN85105408A - 用于遥测的轴环部件

Info

Publication number: CN85105408A
Application number: CN198585105408A
Authority: CN
Inventors: 尼科尔森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-11-23
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1986-05-10

Abstract

一个包含在钻具中的遥测部件或它由一个轴环10和一个绕在铁磁性的螺旋管21上的绕组22组成。螺旋管和绕组置于轴环的凹槽内，而此凹槽为绝缘材料20所填充。绕组22为铁磁性的外壳30所包裹。

Description

本发明涉及到一个使遥测传输和（或）接收简便的部件，例如测量钻孔的数据并将其传输至远距离（如地面）进行分析的地方。本发明用于钻孔时，可用于钻探的任何时候，但主要用于靠近钻头尖在钻探的同时得到的大量数据的传输。这个原理被列入石油工业钻探时的测量（MWD）。

钻探时对这一测量的原理提供了大量的机会。这种原理将使生产安全和有比较高的效率，同时又能经济地钻探探测井和生产井。

目前用以传输从钻孔来的数据的一种方法包含通过钻管和地层的电磁波的传输。用这种方法时，载有钻孔数据的电磁脉冲输入到置于钻头尖上方钻具的螺旋管里。担负传输数据的原绕组环绕着螺旋管，而副绕组是由钻管形成的。在地面上的接收装置检测这编码的电磁脉冲，进而翻译、显示并记录这些数据，以备将来使用。

传统的钻具螺旋管中碰到的问题是这个必须保护螺旋管绕组的外壳而又必须保证该螺旋管结构的完整性。置于钻具上的螺旋管将承受各种机械应力，诸如拉伸、后缩、扭转和弯曲所产生的应力。当导电的钻头轴环固定在螺旋管外壳的两端时，这结构问题更加突出了。这样的结构型式使所传输的数据易于为地所短路。要能经受这样恶劣的环境条件，在螺旋管外壳与钻头轴环间设置绝缘是必不可少的。

本发明亦适用于来自其它地点的数据传输。其特有的意义在于是从管道内部进行数据传输。目前，管道检查车，或“故障检查装置”把数据记录在磁带或其它记录装置上，此时这些数据直至这故障发生以前是不可用的。这对同时分析的数据传输来说是大有好处的。

本发明相应地提供了一个遥测部件，其包含一个至少带有一个电绝缘材料环带的坚固圆柱体，一个螺旋管和一个设置在此环形带内绝缘材料里的原绕组，但是原绕组的轴向长度比上述的环带长度要短，原绕组用以接至与其相邻的传输或接收电路;还有一个铁制的套筒包在螺旋管的外面同时又成为上述圆柱体外表面的一部分。

本发明的一种形式，基本体是金属的，而螺旋管置于本体内的环形凹槽里，其套筒与凹槽配合所确定的环状空间置入螺旋管，在套筒每个顶端与凹槽的台肩间所确定的轴向空间与上述环状空间都用绝缘材料充填。

这本体可以是一个呈整体状态的钻头轴环，螺旋管和套筒安装在凹槽里，绝缘材料是一种可塑性的材料，浇铸在上述空间内以固定螺旋管和套筒的位置。或者，这轴环由可拆卸的两部分扣紧在一起，将绝缘材料预制成两部分或更多相配合的部分，而螺旋管和原绕组可嵌入上述部分的其中一部分，然后各部分间相配合以封固这套筒。

绝缘材料是一种合适的可塑性塑料，它有合乎要求的机械强度，耐磨性和绝缘性能。相应材料的例子是聚四氟乙烯和用聚酯或环氧树脂的玻璃纤维增强塑料（grp）。

本发明的另一种形式，这轴环是整体的绝缘材料，具有合适的机械强度、耐磨性和绝缘性能，同时又能模压或浇铸成型。一种合用的材料是（kevlar）（商标名）。

本发明的具体实施通过下面的实例并参照相应的附图来加以描述。其中：

图1是本发明的这个部件实施例的纵向剖面图;

图2是图1中沿截面2-2的剖面图;

图3是第二个实施例的透视图;

图4是图3所示部件的分解图;

图5是图3实施中的螺旋管及其相毗连的绝缘材料的一个纵剖面图;

图6是图3实施例的纵剖面图;

图7是另外一个实施例的纵剖面图。

参照图1和图2，这部件包括一个钻头轴环10，其上带有为容纳绝缘材料20的凹槽，一个螺旋管部件21、22和铁磁性套筒30。这螺旋管部件包括一个铁磁性的圆柱体21，其上沿轴向绕有原绕组22，原绕组与系统的接地在钻头轴环10的23处相连，同时经引线24和液体-空气连接器连向数据传输器（未画出）。

套筒30优先选用钢，这样它可起双重作用，即可做变压器的铁芯又可做螺旋管的机械保护用。

螺旋管部件21、22和套筒3。都制成相应的薄筒状，包在轴环10外围相应的位置上，同时它们的端头借钎焊或熔焊对接而成密封的结构。在本实施例中绝缘材料20是用手工把上边已提及的grp塑料加以安置的。

这螺旋管部件21、22同样用grp塑料薄层来与轴环10和套筒30两者进行绝缘的。应该注意的是：螺旋管部件21、22和套筒30有同样的轴向长度，同时在它们的两端至轴环的台肩都留出空隙，经充填绝缘材料后形成一个坚固的实体。这些要点对发明的充分实施是重要的。

再回到图3至图6的实施例上来，它们具有与上述实施例相似的结构，因此相同的序号可用以表示相同的部分。在这个实施例中，轴环包括一个主体部分10′和一个带螺纹的末端可以通过螺纹联接件而形成环状凹槽;还有一个由绝缘材料构成的环体20′和一个可以对接的末端部件40′。这螺旋管部件21、22浇铸到环体20′之中。本实施中的绝缘部分不需在施工现场浇铸，但是可以这样做，譬如用聚四氟乙烯灌注。这个实施例能够如图所示那样易于装配和拆卸。这简化了维修，但与第一实施相比它却更复杂和化费更多的生产费用。

图7的实施例类似于上边所述的内容，但又有下述的改进。

改进之一是图1中所示的钻头轴环10和环状绝缘材料20被整体的绝缘套筒70所取代，把轴环部件和外套筒浇铸在里面。这绝缘套筒70是由有合适的机械强度、耐磨性和绝缘性能的材料构成，且能模压或浇铸，可优先采用牌号为kevlar的塑料。

第二，这螺旋管部件的改进在于在铁磁圆柱体21′的外围沿轴向环绕一个原绕组22′。

上述实施例所描述的发明尤其适用于对钻孔的数据传输，这轴环部件成为钻具的一部分。实际上这个部件亦能用于其它情况的遥测。一个重要的意义在于从管道内部传输数据，这样，所使用的遥测部件相应地成为了检查装置的一部分，此时传输可以任意合适的已知方式通过管道。由此，可借助电磁波通过管道本身的传播来实现数据的遥测;在水下管道的情况下，可通过位于管道上面的水层而传至水面上的接收装置。

本发明的这个部件亦能用于接收数据。

Claims

1、一个遥测部件其特征包括：一个带有至少一个绝缘材料环形带的坚固本体，一个螺旋管和一个设置在上述环形带内绝缘材料里的原绕组，但是原绕组的轴向长度比上述环带的长度短，原绕组用以接至与其相邻的传输或接收电路，一个铁制的套筒包在螺旋管外面同时又成为上述本体外表面的一部分。

2、按照权项1的部件，其特征是本体由金属制成，而螺旋管置于本体的环形凹槽内，上述的套筒与凹槽相配合形成一个环形的空间，在此空间内设置螺旋管，同时在套筒的每一个顶端与环形凹槽的台肩间形成轴向空间，用绝缘材料充填此环形和轴向的空间。

3、按照权项2的部件，其特征是本体为整体件，螺旋管和套筒在凹槽内装配，浇铸在上述空间里的绝缘材料是可塑性的，用以固定螺旋管和套筒的位置。

4、按照权项2的部件，其特征是本体由可拆卸的两部卡紧在一起，而绝缘材料预制成二部分或更多互相配合的部分，螺旋管和原绕组嵌入在其中的一部分里，这些部分经配合把套筒封固起来。

5、按照权项2至权项4的任一部件，其特征是绝缘材料是聚四氟乙烯，玻璃纤维增强聚脂或环氧树脂或kevlar。

6、按照权项1的部件，其特征是本体是整体的绝缘材料，而该绝缘材料应有相应的机械强度、耐磨性和绝缘性能，又能模压和浇铸。

7、按照权项6的部件，其特征是该材料为kevlar。

8、按照权项1至权项7的任一遥测部件，其特征是本体呈轴环的形式而包含在钻具之内。

9、按照权项1至权项7的任一遥测部件，其特征是本部件适应于通过管道。