EA031415B1 - Узел электрического разделителя с изолирующей муфтой для электромагнитной телеметрии - Google Patents

Abstract

Раскрыта изолирующая муфта для узла электрического разделителя для электромагнитной (ЭМ) телеметрии, применяемой при бурении с забойным двигателем. Узел электрического разделителя содержит охватывающий элемент, содержащий охватывающую сопрягаемую часть, и охватываемый элемент, содержащий охватываемую сопрягаемую часть и часть с зазором. Охватываемая сопрягаемая часть в сопряжении принимается в охватывающей сопрягаемой части и электрически изолирована от нее. На части с зазором расположена изолирующая муфта. Муфта изготовлена из каркаса с несколькими дискретными телами, разнесенными вокруг каркаса, и часть каждого из дискретных тел выступает над каркасом. Или каркас, или дискретные тела изготовлены из электроизоляционного материала для электрической изоляции одного конца муфты от другого конца муфты. Таким образом, муфта электрически изолирует охватываемый элемент от охватывающего элемента, и охватываемый элемент, охватывающий элемент и изолирующая муфта действуют как "электрический разделитель" для ЭМ-телеметрии.

Description

Настоящее изобретение относится в общем к узлам электрических разделителей и электроизолирующим муфтам для узлов электрических разделителей. В соответствии с вариантами осуществления изобретения предлагаются узлы электрических разделителей, подходящие для использования при измерениях во время бурения с использованием электромагнитной телеметрии, и способы изготовления узлов электрических разделителей.

Предпосылки изобретения

Добыча углеводородов из подземных зон основана на процессе бурения скважин. Этот процесс предусматривает применение бурильного оборудования, находящегося на поверхности, и бурильной колонны, проходящей от поверхностного оборудования до интересуемых продуктивного пласта или подземной зоны. Бурильная колонна может проходить на тысячи футов или метров ниже поверхности. Терминальный конец бурильной колонны содержит буровое долото, предназначенное для бурения, или удлинения, скважины. Процесс основан также на определенном виде системы бурового раствора, в большинстве случаев промывочной жидкости. Промывочная жидкость закачивается по бурильной колонне, охлаждает и смазывает буровое долото, а затем выходит из бурового долота и переносит выбуренную породу назад на поверхность. Кроме того, промывочная жидкость помогает регулировать забойное давление и предотвращает приток углеводородов из продуктивного пласта в скважину и их потенциальный выброс на поверхности.

Наклонно-направленное бурение - это процесс направления скважины от вертикали для пересечения с целевой конечной точкой или для следования заданным путем. На терминальном конце бурильной колонны находится оборудование низа бурильной колонны (ОНБК), которое может содержать (1) буровое долото, (2) управляемый гидравлический забойный двигатель роторной управляемой системы, (3) датчики оборудования для скважинных исследований для каротажа во время бурения (КВБ) и/или измерений во время бурения (ИВБ) для оценки забойных условий по мере продвижения бурения, (4) устройство для телеметрии данных на поверхность и (5) другое управляющее оборудование, такое как стабилизаторы или утяжеленные буровые трубы. ОНБК транспортируется в скважину колонной металлических труб, известной как бурильная колонна. Оборудование для ИВБ может использоваться для передачи информации с забойных датчиков и информации о состоянии на поверхность во время бурения в режиме почти реального времени. Эта информация используется буровой бригадой для принятия решений относительно управления и направления скважины для оптимизации скорости и траектории бурения исходя из целого ряда факторов, включая правовые границы, местонахождения существующих скважин, свойства продуктивного пласта, запасы и расположение углеводородов. Эти решения могут включать намеренные отклонения от проектного пути ствола скважины, если это необходимо, исходя из информации, собранной со скважинных датчиков в процессе бурения. Благодаря возможности получать данные в реальном времени ИВБ обеспечивают более экономичные и более эффективные буровые работы.

Для отправки данных из датчиков ИВБ или КВБ назад на поверхность могут использоваться различные телеметрические способы. Эти телеметрические способы включают, но без ограничения, использование жестко соединенной бурильной трубы, телеметрию по акустическому каналу связи, использование оптоволоконного кабеля, гидроимпульсную (ГИ) телеметрию и электромагнитную (ЭМ) телеметрию.

ЭМ-телеметрия включает генерирование в скважине электромагнитных волн, проходящих через окружающие формации и обнаруживаемых на поверхности.

Преимущества ЭМ-телеметрии по сравнению с ГИ-телеметрией включают обычно более высокие скорости передачи данных в бодах, более высокую надежность из-за отсутствия подвижных скважинных частей, высокую стойкость к использованию материала для ликвидации поглощений и приемлемость для бурения с очисткой забоя воздухом/бурения при пониженном гидростатическом давлении в стволе скважины. ЭМ-система может передавать данные без непрерывного столба флюидов; следовательно, она может использоваться в отсутствие потока промывочной жидкости. Это является преимущественным, когда буровая бригада добавляет новую секцию бурильной трубы, поскольку ЭМ-сигнал может передавать данные инклинометрических измерений, когда буровая бригада добавляет новую трубу.

Недостатки ЭМ-телеметрии включают меньшую предельную глубину, несовместимость с некоторыми формациями (например, формации с высоким содержанием солей и формации с большими скачками удельного сопротивления) и некоторое сопротивление рынка из-за приверженности к более старым проверенным способам. Кроме того, поскольку распространение ЭМ-сигналов на больших расстояниях

- 1 031415 через толщи пород связано с большим затуханием, для обнаружения сигналов на поверхности требуется относительно большое количество энергии. Более высокочастотные сигналы затухают быстрее, чем низкочастотные сигналы.

Металлическая труба ОНБК обычно используется в качестве симметричного вибратора для инструмента ЭМ-телеметрии с делением бурильной колонны на две электропроводные секции изолирующим стыком или соединителем, известным в области техники как электрический разделитель. Электрический разделитель является важным аспектом разработки системы ЭМ-телеметрии. Электрический разделитель должен отвечать требованиям к электрической изоляции, а также выдерживать механические нагрузки, возникающие при бурении, и высокие перепады давления, возникающие между срединой и затрубным пространством бурильной трубы. Эти механические нагрузки обычно весьма значительные, поэтому большинство компонентов бурильной колонны изготавливается из высокопрочных вязких сплавов металлов, чтобы без разрушения выдерживать нагрузку. Поскольку большинство материалов с высокими диэлектрическими свойствами, используемых в узлах электрических разделителей, либо имеют значительно меньшую прочность, чем сплавы металлов, либо являются очень хрупкими, механическая прочность электрического разделителя становится серьезной конструктивной проблемой. Электрический разделитель обычно является более слабым звеном в бурильной колонне.

Наклонно-направленное бурение обычно начинается с бурения вертикальной части ствола скважины. В некоторой точке буром управляют таким образом, что ствол скважины отклоняется от вертикали, образуя кривую или искривление ствола скважины. При образовании кривой в стволе скважины траектория ствола скважины может резко изменяться. Изменения направления, происходящие быстрее, чем намечено или требуется, могут вызывать проблемы. Например, обсадная колонна может не пройти легко через слишком плотно искривленную часть ствола скважины (иногда называемую частью микроискривления ствола скважины). Повторяющееся царапание бурильной колонной в искривлении ствола может привести к изношенным частям, в которых ОНБК может заклиниться. Чрезмерные искривления ствола скважины могут также увеличить общее трение бурильной колонны, приводя к большей вероятности повреждения ОНБК.

Прохождение через плотное искривление ствола скважины может вызывать особые проблемы для электрического разделителя, включая возможность повреждения и повышение чрезмерного износа диэлектрика. Меньшая механическая прочность электрического разделителя может вызвать действие разделителя как гибкого переводника, что может вызвать чрезмерное напряжение в электрическом разделителе, когда он претерпевает изгиб. Это напряжение может вызвать выкрашивание, растрескивание или продольный изгиб диэлектрического материала в электрическом разделителе из-за сжимающей нагрузки, от износа в стволе скважины или от удара о ствол скважины.

Краткое изложение сути изобретения

Изобретение имеет несколько аспектов. В соответствии с одним аспектом предлагаются конструкции для электрических разделителей. В соответствии с другим аспектом предлагаются способы изготовления электрических разделителей. В соответствии с еще одним аспектом предлагаются электрические разделители, имеющие увеличенные зазоры. В соответствии с еще одним аспектом предлагаются компоненты для электрических разделителей. В соответствии с еще одним аспектом предлагаются электрические разделители, имеющие электроизолирующие зазоры, с электрическими проводниками, проходящими через зазоры. В соответствии с еще одним аспектом предлагаются электроизолирующие муфты для электрических разделителей. Среди этих аспектов есть синергия. Однако эти аспекты имеют и независимое применение.

В соответствии с одним аспектом предлагается изолирующая муфта для узла электрического разделителя. Муфта имеет пару продольных концов, отстоящих друг от друга, и отверстие в ней. Муфта содержит каркас и несколько дискретных тел, разнесенных вокруг каркаса. Часть каждого из нескольких дискретных тел выступает над поверхностью каркаса. Каркас и несколько дискретных тел проходят между парой продольных концов муфты, и либо каркас, либо несколько дискретных тел содержат электроизоляционный материал, чтобы электрически изолировать один из пары продольных концов муфты от другого из пары продольных концов муфты.

Каркас может содержать металл или сплав металла. Несколько дискретных тел могут быть сферами.

Каркас может содержать одно или несколько колец с противоположными боковыми сторонами. Каркас может содержать пару концевых колец, и некоторые или все из нескольких дискретных тел расположены между концевыми кольцами. Каркас может дополнительно содержать одно или несколько внутренних колец, расположенных между парой концевых колец. По меньшей мере, некоторые из нескольких дискретных тел расположены между каждым из концевых колец и внутренним кольцом. Концевые кольца могут быть толще внутреннего кольца.

Каждое из пары концевых колец может содержать внешнюю боковую сторону и противоположную внутреннюю боковую сторону, при этом внутренние боковые стороны обращены друг к другу, каждая из внутренних боковых сторон содержит несколько разнесенных поверхностных углублений внутренней боковой стороны концевого кольца. Каждое поверхностное углубление внутренней боковой стороны

- 2 031415 концевого кольца предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел. Внешние боковые стороны пары концевых колец могут содержать несколько разнесенных поверхностных углублений внешней боковой стороны концевого кольца. Каждое поверхностное углубление внешней боковой стороны концевого кольца предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел. Каркас может дополнительно содержать одно или несколько внутренних колец, расположенных между парой концевых колец. Внутреннее кольцо может содержать две противоположные боковые стороны, при этом одна из противоположных боковых сторон обращена к внутренней боковой стороне одного из пары концевых колец, а другая из противоположных боковых сторон обращена к внутренней боковой стороне другого из пары концевых колец, при этом каждая из противоположных боковых сторон содержит несколько разнесенных поверхностных углублений внутреннего кольца. Каждое поверхностное углубление внутреннего кольца предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел. Поверхностные углубления на одной из противоположных боковых сторон внутренних колец могут быть смещены относительно поверхностных углублений на другой из противоположных боковых сторон внутренних колец. Альтернативно, поверхностные углубления одной из противоположных боковых сторон внутренних колец могут совпадать с поверхностными углублениями другой из противоположных боковых сторон внутренних колец.

Каркас может содержать винтовую пружину, и между внутренними боковыми сторонами винтовой пружины могут располагаться, по меньшей мере, некоторые из нескольких дискретных тел.

Каркас может дополнительно содержать диэлектрический материал между несколькими дискретными телами.

Каркас может содержать стакан с несколькими отверстиями, и каждое из нескольких отверстий принимает по меньшей мере часть одного из нескольких дискретных тел.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается узел электрического разделителя. Узел электрического разделителя содержит:

(a) охватывающий элемент, имеющий охватывающую сопрягаемую часть;

(b) охватываемый элемент, имеющий охватываемую сопрягаемую часть и часть с зазором, при этом охватываемая сопрягаемая часть вставлена в охватывающую сопрягаемую часть, за счет чего охватываемая и охватывающая сопрягаемые части совмещаются;

(c) электроизолирующий компонент, находящийся между совмещающимися охватываемой и охватывающей сопрягаемыми частями, так что охватываемый и охватывающий элементы механически соединены, но электрически изолированы друг от друга в их сопрягаемых частях;

(d) изолирующую муфту в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, расположенную на части с зазором, тем самым электрически изолируя охватываемый элемент от охватывающего элемента.

Часть с зазором может предназначаться для взаимодействия по меньшей мере с частью выступающей части нескольких дискретных тел изолирующей муфты для препятствования вращению изолирующей муфты относительно части с зазором. Часть с зазором может содержать несколько проходящих в продольном направлении канавок на ее наружной поверхности, и по меньшей мере часть выступающей части нескольких дискретных тел принимается в одной из нескольких проходящих в продольном направлении канавок.

Охватываемый элемент может дополнительно содержать плечевую часть, содержащую охватываемый кольцевой заплечик. Изолирующая муфта может располагаться между охватываемым кольцевым заплечиком и концом охватывающей сопрягаемой части, образующим охватывающий кольцевой заплечик. По меньшей мере один из охватываемого кольцевого заплечика или охватывающего кольцевого заплечика может содержать несколько разнесенных поверхностных углублений заплечика. Каждое поверхностное углубление заплечика предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел.

В соответствии с еще одним аспектом предлагается узел электрического разделителя, содержащий первый конец, содержащий первое соединение, и второй конец, содержащий второе соединение. Первый и второй концы соединены между собой и электрически изолированы друг от друга. Между первым и вторыми концами проходит часть меньшего диаметра, соединяющая их. Муфта проходит по окружности части меньшего диаметра и вдоль нее. Муфта содержит несколько металлических колец, и эти несколько металлических колец разнесены в аксиальном направлении и радиально отделены от части меньшего диаметра электроизолирующими телами, расположенными между соседними кольцами из указанных нескольких колец. Пустоты между металлическими кольцами заполнены диэлектрическим материалом.

В соответствии с еще одним аспектом предлагается способ изготовления электрического разделителя. Способ включает помещение муфты вокруг трубчатой части с зазором, соединение части с зазором по меньшей мере с одной другой частью для создания узла, при этом муфта находится между первым и вторым заплечиками, сжатие муфты в аксиальном направлении и заполнение пространств в муфте диэлектрическим материалом.

В соответствии с еще одним аспектом предлагается электрический разделитель, содержащий охватываемую часть и охватывающую часть, имеющую охватывающую сопрягаемую часть, предназначен

- 3 031415 ную для приема сопрягаемой части охватываемой части. Сопрягаемая часть охватываемой части содержит первые несколько канавок, проходящих в первом направлении на поверхности сопрягаемой части, и вторые несколько канавок, проходящих во втором направлении, не параллельном первому направлению; сопрягаемая часть охватывающей части содержит первые несколько канавок, проходящих в первом направлении на поверхности сопрягаемой части, и вторые несколько канавок, проходящих во втором направлении, не параллельном первому направлению.

В соответствии с еще одним аспектом предлагается электрический разделитель, содержащий охватываемую часть, содержащую отверстие, имеющее первый внутренний диаметр, нормальное сечение, имеющее первый наружный диаметр, зону зазора, имеющую второй наружный диаметр, который меньше первого наружного диаметра, и охватываемую сопрягаемую часть, соединенную с охватывающей частью, содержащей охватывающую сопрягаемую часть и отверстие. Охватывающая сопрягаемая часть предназначена для приема охватываемой сопрягаемой части. Зона зазора охватываемой части окружена электроизолирующей муфтой. Зона зазора имеет длину по меньшей мере 1 м.

Дополнительные аспекты изобретения и признаки большого ряда вариантов осуществления, не ограничивающих объем настоящего изобретения, описаны ниже и/или проиллюстрированы в графических материалах.

Краткое описание графических материалов

Прилагаемые чертежи иллюстрируют варианты осуществления изобретения, не ограничивающие его объем.

Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию буровой площадки, на которой для измерений во время бурения используется электромагнитная (ЭМ) телеметрия, в которой могут использоваться варианты осуществления изобретения.

Фиг. 2 представляет собой вид сбоку узла электрического разделителя в соответствии с первым вариантом осуществления.

Фиг. 3 представляет собой частичный разрез узла электрического разделителя на фиг. 2.

Фиг. 4А представляет собой вид в перспективе, а фиг. 4В - вид сбоку охватываемого элемента узла электрического разделителя на фиг. 2.

Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе изолирующей муфты узла электрического разделителя на фиг. 2.

Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе внутреннего кольца изолирующей муфты на фиг. 5.

Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе концевого кольца изолирующей муфты на фиг. 5.

Фиг. 8А, 8В и 8С представляют собой виды сбоку концевого кольца, внутреннего кольца и другого концевого кольца соответственно изолирующей муфты на фиг. 5.

Фиг. 9 представляет собой вид с торца внутреннего кольца изолирующей муфты на фиг. 5, на котором показаны керамические сферы, посаженные в поверхностные углубления на противоположных боковых сторонах внутреннего кольца.

Фиг. 10А, 10В и 10С представляют собой виды сбоку концевого кольца, внутреннего кольца и другого концевого кольца соответственно согласно одному альтернативному варианту осуществления изолирующей муфты.

Фиг. 11 представляет собой вид сбоку внутреннего кольца в соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления изолирующей муфты.

Фиг. 12 представляет собой вид сбоку части изолирующей муфты в соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления.

Фиг. 13 представляет собой разрез изолирующей муфты в соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления.

Фиг. 14 представляет собой частичный разрез узла электрического разделителя в соответствии со вторым вариантом осуществления.

Фиг. 15А, 15В и 15С представляют собой вид в перспективе изолирующей муфты, частичный вид в перспективе охватывающего элемента и частичный вид в перспективе охватываемого элемента соответственно узла электрического разделителя на фиг. 14.

Фиг. 16 представляет собой вид в перспективе внутреннего кольца изолирующей муфты в соответствии с одним примерным вариантом осуществления.

Фиг. 16А и 16В представляют собой виды спереди и сзади внутреннего кольца на фиг. 16.

Фиг. 17 представляет собой разрез штифтового соединения между охватываемым и охватывающим элементом в соответствии с одним примерным вариантом осуществления.

Фиг. 18 представляет собой разрез соединения между охватываемым и охватывающим элементом в соответствии с одним примерным вариантом осуществления.

Фиг. 19 и 20 представляют собой виды в перспективе охватываемого и охватывающего элементов соответственно соединения на фиг. 18.

Фиг. 21 представляет собой разрез соединения между охватываемым и охватывающим элементами с муфтой сжатия.

- 4 031415

Подробное описание

Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся в общем к узлам электрических разделителей для электромагнитной (ЭМ) телеметрии при бурении с забойным двигателем. Узлы электрических разделителей содержат муфту в части с зазором. Часть с зазором является полностью электроизолирующей. Муфта может быть образована одним или несколькими элементами, проходящими по окружности вокруг электрического разделителя и поддерживаемыми несколькими дискретными телами. В некоторых вариантах осуществления окружные элементы представляют собой кольца. В одном примерном варианте осуществления, не ограничивающем объем изобретения, кольца являются металлическими кольцами, а дискретные тела представляют собой керамические сферы. Кольца и дискретные тела могут быть заделаны в электроизолирующий материал. Кольца могут быть формованы для образования углублений, предназначенных для приема дискретных тел.

Муфта может, в целом, описываться как содержащая каркас с несколькими дискретными телами, отстоящими друг от друга в каркасе. В некоторых вариантах осуществления часть каждого из дискретных тел выступает радиально наружу из каркаса. Или каркас, или дискретные тела либо как то, так и другое изготовлены из электроизоляционного материала, благодаря чему электрически изолируют один конец муфты от другого конца муфты.

Муфта поддерживается между двух частей узла электрического разделителя. В некоторых вариантах осуществления узел электрического разделителя содержит охватывающий элемент, содержащий охватывающую сопрягаемую часть, и охватываемый элемент, содержащий охватываемую сопрягаемую часть, а также секцию с зазором. Охватываемая сопрягаемая часть с образованием сопряжения принимается в охватывающей сопрягаемой части и электрически изолируется от нее. Изолирующая муфта расположена на части с зазором.

Следовательно, муфта электрически изолирует охватываемый элемент от охватывающего элемента. Охватываемый элемент, охватывающий элемент и изолирующая муфта действуют как электрический разделитель для ЭМ-телеметрии. Каждый из охватываемого элемента и охватывающего элемента может содержать подходящее соединение (например, стандартную резьбовое соединение Американского института нефти) для соединения электрического разделителя с верхней по стволу скважины и нижней по стволу скважины частями бурильной колонны.

На фиг. 1 приведено схематическое представление буровой площадки, на которой для передачи данных на поверхность применяется ЭМ-телеметрия. При передаче сигналов ЭМ-телеметрии могут использоваться узлы электрических разделителей в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Внутрискважинное буровое оборудование, включая деррик 1 с полом 2 буровой установки и буровой лебедкой 3, обеспечивают вращение бурильной трубы 6 в грунте 5. Бурильная труба 6 заключена в обсадную колонну 8, которая фиксируется в положении цементом 9 обсадной колонны. Буровой раствор 10 закачивается вниз по бурильной трубе 6 и через электроизолирующий узел 100 электрического разделителя до бурового долота 7. Буровой раствор возвращается на поверхность по межтрубному пространству 11 и проходит через противовыбросовый превентор (ПВП) 4, расположенный выше поверхности грунта.

Узел 100 электрического разделителя может располагаться, например, в верхней части ОНБК, при этом каждая из ОНБК и бурильной трубы 6 образует часть конструкции симметричного вибратора. Концы узла 100 электрического разделителя электрически изолированы друг от друга. Узел 100 электрического разделителя эффективно обеспечивает изолирующий разрыв, известный как зазор, между нижней частью бурильной колонны с ОНБК и большей верхней частью бурильной колонны, включающей остальную часть бурильной трубы 6 до поверхности.

Переменный электрический ток 14 очень низкой частоты генерируется ЭМ-генератором 13 несущей частоты и проводится через узел 100 электрического разделителя. Напряжение переменного тока низкой частоты управляется во временной/кодовой последовательности для возбуждения земли и создания электрического поля 15. Кабели 17 связи передают измеряемую разность напряжений между верхом бурильной колонны и различными заземляющими стержнями 16 на поверхности, находящимися на буровой площадке, в коробку 18 приемника сигналов. Заземляющие стержни 16 могут произвольно располагаться на площадке с некоторым вниманием к операциям на площадке и безопасности. Кабель 19 связи коробки приемника передает полученные данные в устройство 12 отображения на буровой для передачи информации по результатам измерений во время бурения оператору буровой.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления предлагается конструкция электрического разделителя, в которой каркас сжат между верхним по стволу скважины и нижним по стволу скважины заплечиками. Каркас может содержать металлические части, но в целом является электроизолирующим. Каркас может быть заполнен подходящим диэлектрическим материалом. В таких вариантах осуществления каркас может придавать жесткость электрическому разделителю в отношении изгибающих усилий и может защищать диэлектрический материал от повреждения в результате контакта с материалом в стволе скважины.

В некоторых вариантах осуществления каркас содержит несколько металлических колец, разнесенными друг от друга и от других электропроводных частей электрического разделителя электроизоли- 5 031415 рующими телами. В некоторых вариантах осуществления электроизолирующие тела представляют собой керамические сферы.

Фиг. 2 и 3 иллюстрируют один примерный узел 100 электрического разделителя в соответствии с одним примерным вариантом осуществления изобретения. Узел 100 электрического разделителя содержит охватываемый элемент 20, сопрягаемый с охватывающим элементом 30, и изолирующую муфту 40, расположенную на охватываемом элементе 20 между первым заплечиком 27 на охватываемом элементе и вторым заплечиком 37 на охватывающем элементе. Когда узел 100 электрического разделителя расположен в бурильной трубе 6, как показано на фиг. 1, охватывающий элемент 30 может быть верхним по стволу скважины, а охватываемый элемент 20 может быть нижним по стволу скважины, хотя эта ориентация вовсе не обязательна.

Как показано на фиг. 4А и 4В, охватываемый элемент 20 является электропроводным телом 28, содержащим отверстие. Тело 28 может быть кольцевым в поперечном сечении. Тело 28 имеет плечевую часть 21, среднюю часть 22 с зазором и сопрягаемую часть 23. Плечевая часть 21 имеет диаметр, больший диаметров части 22 с зазором и сопрягаемой части 23, и образует часть наружной поверхности узла 100 электрического разделителя, показанного на фиг. 2. Плечевая часть 21 содержит кольцевой заплечик 27, прилегающий к части 22 с зазором.

Сопрягаемая часть 23 является сужающейся и имеет наружный диаметр, постепенно уменьшающийся, так что наружный диаметр сопрягаемой части 23 в зоне, прилегающей к части 22 с зазором, больше, чем наружный диаметр сопрягаемой части 23 на ее конце, наиболее удаленном от части 22 с зазором.

Охватывающий элемент 30 является электропроводным телом 32, содержащим отверстие. Тело 32 охватывающего элемента 30 может быть кольцевым в поперечном сечении. Тело 32 имеет сопрягаемую часть 31 и несопрягаемую часть. Внутренняя поверхность сопрягаемой части 31 имеет сужение, соответствующее сужению охватываемой сопрягаемой части 23. Внутренний диаметр каждой части охватывающей сопрягаемой части 31 больше наружного диаметра соответствующей части охватываемой сопрягаемой части 23, так что в собранном узле 100 электрического разделителя охватывающая сопрягаемая часть 31 точно садится на охватываемую сопрягаемую часть 23, как показано на фиг. 3.

Охватываемая и охватывающая сопрягаемые части 23, 31 размерно выполнены такими, что между наружной поверхностью охватываемой сопрягаемой части 23 и внутренней поверхностью охватывающей сопрягаемой части 31, когда охватываемый и охватывающий элементы 20, 30 сопряжены, имеется небольшой радиальный зазор 25. В радиальный зазор 25 может подаваться под давлением, вставляться, помещаться, заливаться и т.д. непроводящий материал с высокими диэлектрическими свойствами. Этот материал может вводиться в зазор 25, например, любым образом, известным в области техники.

В альтернативных вариантах осуществления охватываемая и охватывающая сопрягаемые части могут не быть сужающимися. Дополнительно или альтернативно, для обеспечения сопряжения охватываемого и охватывающего элементов 20, 30 на внутренней поверхности охватывающей сопрягаемой части 31 и/или наружной поверхности охватываемой сопрягаемой части 23 могут выполняться другие элементы, например среди прочего канавки, резьбы или кольца (не показаны).

На фиг. 3 показаны охватываемый элемент 20 и охватывающий элемент 30 в сопряжении. Муфта 40 расположена на части 22 с зазором между кольцевым охватывающим заплечиком 37 на одном конце охватывающей сопрягаемой части 31 и охватываемым кольцевым заплечиком 27. В некоторых вариантах осуществления муфта 40 сжата между заплечиками 27 и 37. В некоторых вариантах осуществления муфта 40 сжата давлением 500-8000 фунтов на квадратный дюйм. При сжатии муфта 40 может быть жесткой, так что взаимодействие между муфтой 40 и заплечиками 27 и 37 придает жесткость узлу 100 электрического разделителя при сгибании. Такая конструкция обычно предотвращает или уменьшает изгиб части 22 с зазором путем передачи механических нагрузок, возникающих в результате изгиба части 22 с зазором, в заплечики 27, 37.

На фиг. 5-9 показана примерная изолирующая муфта 40, содержащая несколько внутренних колец 41, расположенных между двумя концевыми кольцами 42. Несколько дискретных тел, которые в варианте осуществления, показанном на фиг. 5-9, представляют собой сферы 45, посажены между соседними кольцами 41, 42. В одном варианте осуществления кольца 41, 42 изготовлены из металла или сплава металла, например, но без ограничения, из меди, сплавов меди (например, бериллиево-медного сплава), алюминия или нержавеющей стали. В таких вариантах осуществления сферы 45 изготовлены из электроизоляционного материала, например, но без ограничения, из керамики, пластмассы, покрытых пластмассой металлов, композита или карбидов. В одном альтернативном варианте осуществления кольца 41, 42 изготовлены из электроизоляционного материала, например, но без ограничения, из пластмассы, и сферы 45 изготовлены из металла или сплава металла. В других альтернативных вариантах осуществления и кольца 41 и 42, и сферы 45 изготовлены из электроизолирующего материала (материалов).

Сферы 45 или другие дискретные тела могут поддерживать кольца 41 и 42 с их внутренними сторона, отнесенными от охватываемого элемента 20. Таким образом, даже если кольца 41, 42 изготовлены из материалов, являющихся электропроводными, кольца 41, 42 не создают прямой путь электропроводности к материалу охватываемого элемента 20.

- 6 031415

Внутренние кольца 41 имеют две противоположные боковые стороны 44, проходящие между внутренней стороной 46 и противоположной наружной стороной 47. Концевые кольца 42 имеют внутреннюю боковую сторону 48 и противоположную ей внешнюю боковую сторону 49, отстоящие друг от друга между внутренней стороной 50 и наружной стороной 51. В показанном варианте осуществления внутренняя и наружная стороны 50, 51 концевого кольца толще, чем внутренняя и наружная стороны 46, 47 внутренних колец 41.

Фиг. 16 иллюстрирует кольцо 41В усовершенствованной альтернативной конструкции. Кольцо 41В подобно кольцам 41, за исключением того, что оно сужается по толщине, так что внешние части кольца 41В, ближние к наружной стороне 47, толще, чем внутренние части кольца 41b, более близкие к внутренней стороне 46. В некоторых вариантах осуществления кольцо 41В сужается к краю, на котором сходятся боковые стороны 44. В этих вариантах осуществления внутренняя сторона 46 может быть очень узкой.

Если внутренние кольца 41 изготовлены из металла или сплава металла, может быть преимущественным, чтобы внутренняя и наружная стороны 46, 47 внутренних колец были тонкими для минимума электропроводного материала в непроводящем зазоре узла 100 электрического разделителя. Большая толщина внутренней и наружной сторон 50, 51 концевых колец может придать муфте 40 конструктивную устойчивость.

В альтернативных вариантах осуществления (не показанных) внутренняя и наружная стороны 46, 47 внутренних колец могут иметь такую же толщину, что и внутренняя и наружная стороны 50, 51 концевых колец, или внутренняя и наружная стороны 46, 47 внутренних колец могут быть толще внутренней и наружной сторон 50, 51 концевого кольца, или для различных конструктивных требований кольца 41, 42 могут иметь варьирующиеся размер, форму и размещение.

В некоторых вариантах осуществления кольца 41 и 42 захватывают сферы 45 или другие дискретные тела на охватываемом элементе 20. Это осуществляется в некоторых вариантах осуществления путем выполнения боковых сторон 44 колец 41 скошенными. В некоторых вариантах осуществления боковые стороны 44 имеют карманы для приема сфер 45 или других тел.

В вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 16А и 16В, боковые стороны 44 внутренних колец 41 имеют несколько поверхностных углублений или лунок 43, отстоящих друг от друга вокруг их поверхностей. Лунки 43 на одной боковой стороне 44А каждого внутреннего кольца 41 смещены относительно лунок 43 на противоположной боковой стороне 44В. Смещение лунок 43 на противоположных боковых сторонах 44А и 44В внутренних колец 41 обеспечивает более тонкие внутренние кольца 41, поскольку лунки 43 смещены, а не расположены напротив друг друга. Как уже отмечалось, использование более тонких внутренних колец 41 уменьшает количество электропроводного материала в непроводящем зазоре узла 100 электрического разделителя, если внутренние кольца 41 изготовлены из металла или сплава металла. Кроме того, если внутренние кольца 41 тоньше, в муфту 40 может быть включено больше сфер 45. Это может повысить износостойкость муфты 40, что подробнее рассмотрено ниже.

Внутренняя боковая сторона 48 каждого из концевых колец 42 также имеет несколько лунок 43, отстоящих друг от друга вокруг ее поверхности. Внешняя боковая сторона 49 может быть гладкой, так что может упираться в охватываемый или охватывающий заплечик 27, 37. Наличие лунок 43 на внешней боковой стороне 49 не требуется.

Муфта 40 может собираться на части 22 с зазором до сопряжения охватываемого и охватывающего элементов 20, 30. Один из концевых колец 42 помещается на часть 22 с зазором и располагается со своей внешней боковой стороной 49, прилегающей к охватываемому заплечику 27. Затем на часть 22 с зазором надеваются внутренние кольца 41, затем другое концевое кольцо 42 с его внутренней боковой стороной 48, обращенной к боковой стороне 44 соседнего внутреннего кольца 41.

Кольца 41, 42 расположены так, что лунки 43 соседних обращенных друг к другу боковых сторон 44 внутреннего кольца выровнены, равно как и лунки 43 внутренних боковых сторон 48 концевого кольца и соседней обращенной к ним боковой стороны 44 внутреннего кольца. Сферы 45 расположены между кольцами 41, 42 и сидят в совпадающих лунках 43. Профиль лунок 43 соответствует криволинейным профилям сфер 45, благодаря чему каждая сфера 45 в собранной муфте 40 фиксируется между боковыми сторонами 44, 48.

Альтернативно, уложенные друг на друга кольца 41, 42 и сферы 45 могут собираться для образования муфты 40 до расположения муфты 40 на часть 22 с зазором.

Внешняя поверхность охватываемого элемента 20 может содержать углубления, такие как лунки, отверстия или канавки, принимающие сферы 45. Например, часть 22 с зазором может иметь несколько проходящих продольно канавок 24, разнесенных по окружности наружной поверхности части 22 с зазором. Число канавок 24 диктуется конструкцией муфты 40, что будет подробнее рассмотрено ниже. Геометрия канавок 24 (глубина, размещение, профиль, длина и т.д.) зависит от геометрии муфты 40 и части 22 с зазором. В канавки 24 могут приниматься стороны сфер 45, обращенные к части 22 с зазором.

Муфта 40 (или альтернативные муфты 140, 240, рассмотренные ниже) может располагаться на части 22 с зазором так, что каждая из сфер 45 сидит в одной из продольных канавок 24 части 22 с зазором. В

- 7 031415 вариантах осуществления, показанных на фиг. 4А и 4В, предусмотрены 32 канавки 24, отстоящие друг от друга по окружности части 22 с зазором. Это позволяет принимать сферы 45 в каждом из смещенных слоев муфты 40, показанной на фиг. 5, в одной из канавок 24. В альтернативных вариантах осуществления (не показанных) число канавок 24 может варьироваться. Это число канавок 24, предусматриваемых в каждом конкретном варианте осуществления, может зависеть от числа сфер 45 в каждом слое и смещения слоев муфты. Например, муфта, собранная из колец 41, 42 на фиг. 10, может иметь по 16 сфер 45 в каждом слое, однако эти слои не смещены, поэтому для приема каждой сферы 45 на части с зазором должны присутствовать лишь 16 канавок 24. Расположение сфер 45 в продольных канавках 24 запирает муфту 40 (или 140, 240). Это преимущественно предотвращает вращательное или крутильное движение муфты 40, 140, 240 и тем самым может повысить сопротивление скручиванию части 22 с зазором.

Лунки 43 могут быть равномерно разнесены вокруг колец 41.

Канавки 24 могут быть равномерно разнесены по окружности части 22 с зазором.

Разнесение лунок 43 вокруг боковых сторон 44 внутренних колец 41 и внутренней боковой стороны 48 концевых колец 42 выполнено таким образом, что между сферами 45, сидящими в лунках 43, есть зазоры.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 5-9, кольца 41 и 42 имеют 16 лунок 43, равномерно разнесенных вокруг каждой из боковых сторон 44 внутренних колец и каждой из внутренних боковых сторон 48 концевых колец. Таким образом, 16 сфер 45 посажены между парой соседних колец 41, 42, которые образуют один слой муфты 40. Сферы 45 каждого слоя имеют угловой шаг Y градусов.

В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 9, сфер 45 шестнадцать, a Y=22,5°. Как результат смещения лунок 45 противоположных боковых сторон 44 каждого из внутренних колец 41, сферы двух прилегающих слоев также имеют угловое смещение. Угловое смещение сфер 45 в прилегающих слоях равно X градусов. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 9, X равен половине угла радиального шага сфер 45 в соседнем слое, следовательно, Х=11,25^о. Таким образом, сферы 45 каждого слоя расположены чередующимся образом, если смотреть в продольном направлении вдоль муфты 40, с совмещением сфер 45 слоев 1, 3, 5 и т.д. и совмещением сфер 45 слоев 2, 4, 6 и т.д.

В одном альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 14 и 15А-С, внешняя боковая сторона 49а концевых колец 42а изолирующей муфты 40а содержит разнесенные лунки 43, и соответствующие совпадающие лунки 43 выполнены на поверхностях охватываемого и охватывающего заплечиков 27а, 37а охватываемого и охватывающего элементов 20а, 30а соответственно. Лунки 43 на охватываемом заплечике 27а совпадают с продольными канавками 24а части 22 с зазором. Сферы 45 расположены между концевыми кольцами 42а и охватываемым и охватывающим заплечиками 27а, 37а. В одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) лишь одно из концевых колец 42а и один из соответствующих охватываемого или охватывающего заплечиков 27а, 37а могут иметь на себе лунки 43 для расположения в них сфер 45.

Лунки 43 внешней боковой стороны 49а каждого концевого кольца 42а смещены относительно лунок 43 на внутренней боковой стороне 48а этого концевого кольца 42а, так что сферы 45, расположенные между внешними боковыми сторонами 49а и охватываемым и охватывающим заплечиками 27а, 37а, смещены относительно сфер 45 в прилегающих слоях муфты 40а. В одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) лунки 43 на внешней боковой стороне 49а каждого концевого кольца 42а совпадают с лунками 43 на внутренней боковой стороне 48а этого концевого кольца 42а.

В альтернативных вариантах осуществления (не показанных) число сфер 45 в каждом слое может быть больше или меньше 16 в зависимости от размера колец 41, 42, размера сфер 45 и расстояния между сферами 45. Кроме того, расстояние между лунками 43 и, таким образом, между сферами 45 может быть случайным, а не одинаковым. Кроме того, в одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) радиальное смещение X сфер 45 прилегающих слоев муфты 40 может быть больше или меньше половины радиального расстояния Y между сферами 45. Например, X может равняться одной трети Y, так что будут совпадать сферы 1-го, 4-го, 7-го слоев и т.д., сферы 2-го, 5-го, 8-го слоев и т.д., а также сферы 3-го, 6-го, 9-го слоев и т.д. В альтернативных вариантах осуществления (не показанных) может использоваться другая картина радиального расстояния сфер 45. В вариантах осуществления, подобных этим, другие патентоспособные аспекты изобретения применимы в равной степени.

В одном альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 10, внутреннее кольцо 41а имеет лунки 43 точно напротив друг друга на каждой из противоположных боковых сторон 44а внутреннего кольца 41а, поэтому сферы 45, расположенные между внутренним и концевыми кольцами 41а, 42, будут совпадающими, а не смещенными. Точное совпадение сфер 45 может преимущественно обеспечивать более эффективную передачу напряжений для конкретных применений в бурении и может придавать муфте конструктивную прочность и жесткость, что может быть важным в случае высоких напряжений на узле электрического разделителя, например, когда траектория бурения в скважине включает ряд кривых.

Как рассмотрено выше в отношении варианта осуществления, показанного на фиг. 5-9, концевые кольца 42 этого альтернативного варианта осуществления могут при необходимости содержать лунки 43 на внешней боковой стороне 49, так что сферы 45 могут располагаться между концевыми кольцами 42 и

- 8 031415 охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37. Лунки 43 внешней боковой стороны 49 концевых колец 42 в этом альтернативном варианте осуществления могут точно совпадать или могут быть смещенными относительно лунок 43 на внутренней боковой стороне 48 концевых колец 42.

В еще одном альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 11, внутреннее кольцо 41b имеет волнистые боковые стороны 44b, и поверхностные углубления 43b образованы как результат волнистых боковых сторон 44b. Поверхностные углубления 43b на противоположных боковых сторонах 44b внутреннего кольца 41b смещены. Концевые кольца тоже могут быть волнистыми (не показаны), и сферы 45 могут располагаться между поверхностными углублениями внешней боковой стороны концевых колец и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37. Альтернативно, концевые кольца могут быть такими, как показанные на фиг. 8 и 10.

Из вышеизложенного очевидно, что хотя в вариантах осуществления, показанных на фиг. 5-11, используются сферы 45 и лунки 43 или поверхностные углубления 43b с криволинейным профилем, в альтернативных вариантах осуществления могут использоваться дискретные тела иной формы, такие как тела формы кубоидов, куба, цилиндра или яйца. В этих альтернативных вариантах осуществления профиль лунок 43 или поверхностных углублений 43b на боковых сторонах 44, 44а, 44b внутреннего кольца и внутренних боковых сторонах 48 концевого кольца (и при необходимости внешних боковых сторонах 49 концевого кольца) может соответствовать профилю дискретных тел, поэтому дискретные тела надежно садятся между боковыми сторонами 44, 44а, 44b, 48, 49.

Кроме того, в альтернативных вариантах осуществления может не быть лунок 43 на сторонах 44, 41а, 48, 49 колец, и дискретные тела могут закрепляться между кольцами 41, 41а, 42 некоторым иным образом, например с использованием клея или иного структурного элемента, такого как выступ с поверхности колец (не показан). В вариантах осуществления, подобных этим, другие патентоспособные аспекты изобретения применимы в равной степени.

Может потребоваться приложить к муфте 40 сжимающую предварительную нагрузку. Эта предварительная нагрузка может обеспечиваться различными путями.

Один из путей прикладывания к муфте 40 сжимающей предварительной нагрузки - вставить клинья или подобные части (не показаны), изготовленные из любого диэлектрического и/или проводящего материала, между одним или обоими охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37 и внешней боковой стороной 49 прилегающих концевых колец 42.

Другой путь прикладывания к муфте 40 сжимающей предварительной нагрузки - сжать или стянуть охватываемый и охватывающий элементы 20, 30, чтобы с силой подать охватываемый заплечик 27 в сторону охватывающего заплечика 37 перед сопряжением охватываемого и охватывающего элементов 20, 30 друг с другом.

Еще один путь прикладывания к муфте 40 сжимающей предварительной нагрузки - предусмотреть электроизолирующее резьбовое соединение между охватываемым и охватывающим элементами 20, 30. Резьбовое соединение может позволить подтягивание охватываемого заплечика 27 к охватывающему заплечику 37 путем поворота охватываемого элемента 20 относительно охватывающего элемента 30. В качестве примера, не ограничивающего объем настоящего изобретения, резьбовое соединение может содержать винтовые канавки, образованные на наружном диаметре сопрягаемой части 23 охватываемого элемента 20, и соответствующие винтовые канавки, образованные на внутреннем диаметре сопрягаемой части 31 охватывающего элемента 30. Резьбовое соединение может осуществляться путем использования электроизолирующих элементов (таких как электроизолирующие сферы, например), зацепляющихся в канавках на охватываемом и охватывающем элементах. Пример этой конструкции описан в настоящем документе.

Еще один путь прикладывания к муфте 40 сжимающей предварительной нагрузки - использовать высокопрочные электроизолирующие стержни или шнуры, которые проходят через часть 22 с зазором (например, между кольцами 41, 42 и охватываемым элементом 20) и могут натягиваться для стягивания заплечиков 27, 37 в сторону друг друга.

Еще один путь прикладывания к муфте 40 сжимающей предварительной нагрузки - использовать элемент, прилегающий к заплечику 27, имеющий внутреннюю резьбу, зацепляющуюся с соответствующей резьбой на наружном диаметре охватываемого элемента 20, на конце части 22 с зазором, прилегающим к плечевой части 21. Этот элемент может поворачиваться относительно охватываемого элемента 20, так что он продвигается к заплечику 37 для сжатия муфты 40. Этот элемент может иметь отверстия, проходящие через него, для возможности заполнения обоих сторон элемента подходящим диэлектрическим материалом, что будет рассмотрено ниже. В одном альтернативном варианте осуществления резьбовой элемент прилегает к заплечику 37 и может поворачиваться для прижатия муфты 40 к заплечику 27.

Еще один путь прикладывания к муфте 40 сжимающей предварительной нагрузки - использовать элемент, прилегающий к заплечику 27 или 37, который может принудительно подаваться в сторону противоположного заплечика 37 или 27 посредством подходящих кулачков, клиньев, болтов и т.п.

После расположения муфты 40 на части 22 с зазором охватывающий элемент 30 может сопрягаться с охватываемым элементом 20 для образования узла 100 электрического разделителя. Если муфта 40 будет предварительно нагружаться сжимающей нагрузкой, то в зависимости от механизма прикладывания

- 9 031415 предварительной нагрузки предварительное нагружение может выполняться до сопряжения охватываемой части 20 с охватывающей частью 20, после него или как часть его. Затем для заполнения пространств вокруг муфты 40 может использоваться подходящий диэлектрический материал.

Использование муфты 40, которая сжата, может повысить сопротивление изгибу части с зазором. По существу, муфта 40 может переносить силы между заплечиками 27 и 37, тем самым оказывая сопротивление изгибу. Муфта 40 действует вместо сплошного материала, который присутствовал бы в секции бурильной колонны, не имеющей части с зазором. Часть с зазором, содержащая муфту 40, может аппроксимировать сопротивление изгибу эквивалентной секции бурильной колонны. В некоторых вариантах осуществления секция бурильной колонны, имеющая муфту 40, имеет модуль Юнга, равный по меньшей мере 100, 99, 95, 90, 80, 70 или 50% модуля Юнга эквивалентной секции бурильной колонны, не имеющей части с зазором. Эквивалентная секция бурильной колонны может представлять собой секцию бурильной колонны из того же материала, того же наружного диаметра и того же диаметра отверстия, что и узел 100 электрического разделителя, но изготовленная из сплошного металла.

В некоторых вариантах осуществления сжимающие усилия, прикладываемые к муфте 40, передаются посредством кольца, и точки, в которых усилия прикладываются к одной боковой стороне кольца, имеют угловое смещение относительно точек, в которых усилия прикладываются к противоположной боковой стороне кольца. Поэтому эти усилия могут вызывать некоторый изгиб кольца, которое может действовать, как жесткая пружина. В таких вариантах осуществления усилия, пытающиеся согнуть электрический разделитель, будут пытаться дополнительно сжать муфту 40 вдоль одной стороны электрического разделителя. Муфта 40 может оказывать сопротивление этого дополнительному сжатию, тем самым придавая жесткость электрическому разделителю при изгибе. Жесткость муфты 40 можно регулировать выбором конструкции колец, материала колец, ширины колец, толщины колец, геометрии колец и/или числа сфер 45 или других дискретных тел, разнесенных вокруг колец. Жесткость может быть повышена путем увеличения числа сфер 45 в каждом слое муфты 40 (при равенстве всех остальных факторов).

Охватывающий элемент 20 может сопрягаться с охватываемым элементом 30 разными путями. Например, удерживать охватываемую часть 20 сопряженной с охватывающей частью 30 может диэлектрический материал. Для лучшего зацепления с диэлектрическим материалом на одном или обоих из охватываемого элемента 20 и охватывающего элемента 30 могут предусматриваться выступы, углубления и т.п.

В качестве еще одного примера охватываемый элемент 20 может соединяться с охватывающим элементом 30 с использованием электроизолирующих штифтов, болтов и т.п. Охватываемый и охватывающий элементы могут дополнительно или альтернативно соединяться металлическими штифтами. Металлические штифты могут крепиться на одном конце к одному из охватываемого элемента 20 или охватывающего элемента 30 (например, прессовой посадкой, сваркой на месте и т.п.). Другой конец металлических штифтов может проходить через отверстие в другом элементе (или охватываемом элементе 20, или охватывающем элементе 30). Отверстие является достаточно большим, так что металлический штифт не касается непосредственно материала другого элемента. Пространство в отверстии, окружающее второй конец металлического штифта, заполняется электроизолирующим материалом. Электроизолирующий материал может, например, представлять собой формующийся диэлектрический материал. В некоторых вариантах осуществления некоторые штифты крепятся к охватываемому элементу 20 и проходят через отверстия в охватывающем элементе 20, а некоторые штифты крепятся к охватывающему элементу 30 и проходят через отверстия в охватываемом элементе 20. В каждом случае штифты электрически изолированы от элемента, к которому они не прикреплены.

В некоторых вариантах осуществления некоторые или все штифты изготовлены из изоляционного материала. В некоторых вариантах осуществления некоторые или все штифты не прикреплены непосредственно или к охватываемому элементу 20, или к охватывающему элементу 30, а вставлены через отверстия в охватывающем элементе в соответствующее отверстие в охватываемом элементе 20. Эти вставленные штифты могут удерживать на месте введенным под давлением диэлектрическим материалом, клеем или силой трения.

В радиальный зазор 25 между наружной поверхностью охватываемой сопрягаемой части 23 и внутренней поверхностью охватывающей сопрягаемой части 31 вводится под давлением непроводящий материал с высокими диэлектрическими свойствами, например, но без ограничения, вводимый под давлением термопласт, или эпоксидная смола, или специализированная смола. Введенный под давлением диэлектрический материал схватывается и электрически изолирует охватываемую сопрягаемую часть 23 от охватывающей сопрягаемой части 31, одновременно предотвращая заполнение радиального зазора 25 буровым раствором. Диэлектрический материал может дополнительно помочь прикрепить охватываемый элемент 20 к охватывающему элементу 30.

На фиг. 17 показан пример штифтового соединения между охватываемым элементом 20 и охватывающим элементом 30. В этом примере штифт 60А прикреплен к охватываемому элементу 20 и выступает из него наружу в отверстие 61А в охватывающем элементе 30. Отверстие 61А вокруг штифта 60А заполнено диэлектрическим материалом 62. Показан также штифт 60В, прикрепленный к охватывающему

- 10 031415 элементу 30 и выступающий наружу из него в отверстие 61В в охватываемом элементе 20. Часть отверстия 61В вокруг штифта 60В заполнена диэлектрическим материалом 62. Диэлектрический материал 62 может также заполнять зазор 25 между охватываемым элементом 20 и охватывающим элементом 30.

Число штифтов и их местоположения могут варьироваться. Штифты 60А и/или 60В могут быть разнесены по окружностям охватываемого элемента 20 и охватывающего элемента 30. Разные штифты 60А и/или 60В могут находиться в одинаковых и/или разных аксиальных положениях вдоль охватываемого элемента 20 и охватывающего элемента 30.

В качестве еще одного примера охватываемый элемент 20 может удерживаться сопряженным с охватывающим элементом 30 путем использования электроизолирующих тел (например, сфер), зацепляющихся с канавками или другими углублениями на охватываемом элементе 20 и охватывающем элементе 30. Электроизолирующие тела могут вставляться в зазор 25 через отверстия в охватывающем элементе 30. Примерный вариант осуществления, имеющий эту конструкцию, рассмотрен ниже и проиллюстрирован на фиг. 18-20. В некоторых вариантах осуществления охватываемый элемент 20 имеет несколько групп канавок в сопрягаемой части 23, а охватывающий элемент 30 имеет несколько групп соответствующих канавок в сопрягаемой части 31. Канавки разных групп из групп канавок могут быть непараллельными. Например, одна группа канавок может проходить по окружности вокруг сопрягаемой части 23, а другая группа канавок может проходить продольно на сопрягаемой части 23. Тела, принимаемые в первой группе канавок, могут помочь в сопротивлении силам натяжения, а тела, принимаемые во второй группе канавок, могут помочь в сопротивлении крутящим моментам.

В пространства между сферами 45 в каждом слое муфты 40 и в пространство между муфтой 40 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37 вводится под давлением один и тот же или разный диэлектрический материал, так что сферы 45 и кольца 41, 42 (и клинья, если присутствуют) погружены в диэлектрический материал. Этап введения под давлением может быть однофазным этапом, на котором диэлектрический материал вводится под давлением в радиальный зазор 25 и во все пространства муфты 40 и части 22 с зазором. Альтернативно, диэлектрический материал может вводиться под давлением в пространства муфты 40 до сопряжения охватываемого и охватывающего элементов 20, 30. В некоторых вариантах осуществления диэлектрический материал вводится под давлением для заполнения муфты 40 до того, как муфта 40 размещается на части 22 с зазором. В другом варианте осуществления диэлектрический материал вводится под давлением в радиальный зазор 25 и в пространства между кольцами 41, 42 в несколько этапов.

На внешних боковых сторонах 49 концевых колец 42 преимущественно предусмотрены выпускные отверстия (например, радиально проходящие канавки). Эти выпускные отверстия могут помочь обеспечить то, чтобы введенный под давлением диэлектрический материал должным образом заделывал концевые кольца 42. Выдавливание небольших количеств диэлектрического материала через эти выпускные отверстия может использоваться как указание на то, что диэлектрический материал заполняет муфту 40.

Одно из преимуществ изготовления муфты 40 с использованием колец 41, 42, имеющих сужающееся поперечное сечение или иным образом образующих выточки на боковых сторонах 44, 48, 49, заключается в том, что эти кольца помогают удерживать диэлектрический материал в пространствах между прилегающими кольцами 41, 42. Если кольца 41, 42 сужаются, пространства между кольцами обычно могут иметь трапецеидальное поперечное сечение. Расклинивающее действие между диэлектрическим материалом в этих пространствах и боковыми сторонами 48, 19 колец помогает оказывать сопротивление отрыванию диэлектрического материала.

Необходимое количество диэлектрического материала уменьшено по сравнению с обычными узлами электрических разделителей, поскольку материал необходимо вводить под давлением только в пространства между сферами 45, а не полностью покрывать часть 22 с зазором.

В собранном узле 100 электрического разделителя сферы 45 в слоях муфты 40 и диэлектрический материал создают диэлектрическое пространство, ограниченное охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37 и определяемое диаметром сфер 45 и геометрией любых предусмотренных колец 41,42.

Хотя вариант осуществления, показанный на фиг. 2, 3 и 5, имеет изолирующую муфту 40 с несколькими внутренними кольцами 41, в одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) может быть лишь одно внутреннее кольцо 41, 41а, 41b, расположенное между двумя концевыми кольцами 42 или расположенное непосредственно между заплечиками 27, 37.

Число внутренних колец 41, 41а, 41b может варьироваться в зависимости от размера охватываемой части 22 с зазором, что преимущественно позволяет разрабатывать муфту 40 подходящей для любого размера зазора. Преимущество этой конструкции заключается в том, что она позволяет использовать зазоры намного большие, чем зазоры, обычно используемые в настоящее время. Очень большой зазор может позволить использовать для ЭМ-телеметрии сигналы более высокого напряжения. Это, в свою очередь, может дать в результате улучшенную передачу данных с больших глубин и/или из формаций, не идеальных для ЭМ-телеметрии. Еще одно преимущество использования очень большого зазора заключается в возможности уменьшения электрической мощности, необходимой для ЭМ-телеметрии.

В то время как зазоры типичных известных электрических разделителей находятся в пределах от менее 1 дюйма (менее 2,5 см) до нескольких дюймов (например, около 20 см), конструкция, описанная в

- 11 031415 настоящем документе, может применяться для создания зазоров более 3 футов (более чем примерно 1 м) или 4 футов (более чем примерно 1¹/₃ м) от края до края. В некоторых случаях зазоры могут превышать 10 футов (примерно 3 м) от края до края. В некоторых вариантах осуществления зазоры могут быть 30 или более футов (примерно 10 или более метров от края до края).

Хотя конструкции, описанные в настоящем документе, хорошо подходят для изготовления электрических разделителей, имеющих увеличенные зазоры, электрический разделитель, имеющий увеличенный зазор, может изготавливаться с использованием других конструкций. Идея изобретения в части создания электрического разделителя, имеющего зазор, намного более длинный, чем в известных электрических разделителях, независима от конкретных деталей конструкции, описанных выше.

В еще одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) изолирующая муфта 40 может не иметь внутренних колец 41, 41а, 41b, а иметь лишь два концевых кольца 42 с дискретными телами, посаженными между двумя внутренними боковыми сторонами 48 концевых колец 42 и при необходимости между внешними боковыми сторонами 49 концевых колец и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37. В еще одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) может быть лишь одно внутреннее кольцо 41, 41а, 41b с дискретными телами, расположенными между каждой из противоположных боковых сторон 44 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37. В еще одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) может быть одно внутреннее кольцо 41, 41а, 41b и одно концевое кольцо 42 с внешней боковой стороной 49 концевого кольца 42, прилегающей к любому одному из охватываемого или охватывающего заплечиков 27, 37, и дискретными телами, расположенными между внутренней боковой стороной 48 концевого кольца 42 и одной из противоположных боковых сторон 44, 44а, 44b внутреннего кольца 41, 41а, 41b, а также между другой из противоположных боковых сторон 44, 44а, 44b внутреннего кольца 41, 41а, 41b и другим из охватываемого или охватывающего заплечиков 27, 37. Кольца могут быть не круглыми и могли бы быть, например, овальными, квадратными или разрезными кольцами. Кольца могут быть и двойными кольцами. В вариантах осуществления, подобных этим, другие патентоспособные аспекты изобретения применимы в равной степени.

Преимущественно кольца 41, 42 могут изготавливаться из твердого износостойкого металла, или их наружные стороны 47, 51 могут быть покрыты таким металлом или образованы из него. В таких вариантах осуществления кольца 41, 42 защищают диэлектрический материал, заполняющий пространства между кольцами, от истирания. Материал колец 41, 42 предпочтительно не настолько хрупкий, что при ожидаемых условиях эксплуатации кольца 41 или 42 разрушатся.

Как показано, например, на фиг. 11, в некоторых вариантах осуществления кольца 41, 42 могут иметь волнистые боковые стороны. Даже кольца, не имеющие волнистых боковых сторон, могут деформироваться в результате аксиального сжатия муфты 40, так что их боковые стороны станут в некоторой степени волнистыми. Кольца могут при необходимости механически обрабатываться для получения волнистых боковых сторон. Волнистые боковые стороны колец 41 и 42 могут быть преимущественными в части помощи в предотвращении фрикционного износа диэлектрического материала между кольцами от формаций, проходимых при бурении скважины.

На фиг. 18-20 показана часть электрического разделителя 300 в соответствии с другим примерным вариантом осуществления. Электрический разделитель 300 содержит охватываемую часть 20 и охватывающую часть 30, которые могут быть, по существу, такими, как описано выше. Муфте 40 (на фиг. 18-20 не показана) может обеспечиваться опора между заплечиками 27, 37. Электрический разделитель 300 содержит три группы канавок 302А, 302В и 302С на поверхности сопрягаемой части 23 охватываемой части 20 и три соответствующие группы канавок 303А, 303В и 303С на поверхности сопрягаемой части 31 охватывающей части 30.

Канавки 302А и 303А являются винтовыми и предназначены для приема сфер 45. Например, сферы 45 могут подаваться в зазор 25, где они располагаются между канавками 302А и 303А, через отверстие 305А, которое после того как сферы 45 вставлены может закрываться. Ясно, что после вставки сфер 45, как описано, кручение охватывающей части 30 относительно охватываемой части 20 вызовет перемещение заплечика 37 относительно заплечика 27. Таким образом, этим вращением муфта 40 может быть сжатой в аксиальном направлении между заплечиками 27 и 37.

Канавки 302В, 302С, 303В и 303С могут использоваться для закрепления охватываемой части 20 в сопряжении с охватывающей частью 30. Окружные канавки 302В и 303В могут располагаться так, что канавка 302В аксиально выровнена с соответствующей канавкой 303В, если муфта 40 предварительно нагружена сжимающей нагрузкой в требуемой степени. При таком выравнивании канавок 302В и 303В сферы 45 могут вводиться в пространство 25 так, что каждая сфера находится между канавкой 302В и соответствующей канавкой 303В. Сферы 45 могут вводиться, например, через отверстия 305В, которые после введения сфер могут глушиться.

Аналогичным образом, охватываемая часть 20 и охватывающая часть 30 могут поворачиваться относительно друг друга для достижения углового выравнивания каждой канавки 302С с соответствующей канавкой из канавок 303С. Когда это выравнивание достигнуто, сферы могут вводиться в пространство 25 так, что каждая сфера находится между канавкой 302С и соответствующей канавкой 303С. Сферы 45 могут вводиться, например, через отверстия 305С, которые после введения сфер могут глушиться.

- 12 031415

Фиг. 21 иллюстрирует часть электрического разделителя 400 в соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления. Электрический разделитель 400 содержит охватываемую часть 20 и охватывающую часть 30, которые могут быть, по существу, такими, как описано выше. Муфте 40 обеспечивается опора между заплечиками 27, 37. Подвижная в аксиальном направлении муфта 402 сжатия установлена на охватываемой части 20 впритык к муфте 40. Муфта 40 сжатия может перемещаться для прикладывания к муфте 40 сжимающей предварительной нагрузки.

В проиллюстрированном варианте осуществления муфта 402 сжатия имеет внутреннюю резьбу 403А, зацепляющуюся с резьбой 403В на охватываемой части 20. В этом варианте осуществления при поворачивании муфты 402 сжатия относительно охватываемой части 20 муфта 402 сжатия может перемещаться к заплечику 27. Муфта 402 сжатия может иметь отверстия (не показаны), проходящие через нее и предназначенные для заполнения обеих сторон элемента подходящим диэлектрическим материалом.

На фиг. 12 показана изолирующая муфта 140 в соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления изобретения. Муфта 140 содержит винтовую пружину 141, имеющую два сужающихся внешних кольца 142, так что внешняя боковая сторона 143 винтовой пружины 141 лежит плашмя на охватываемом и охватывающем заплечиках 27, 37 узла 100 электрического разделителя, и внутренние боковые стороны 144 винтовой пружины 141 проходят под углом к внешней боковой стороне 143. Между внутренними боковыми сторонами 144 расположены несколько сфер 45. В одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) сферы 45 могут располагаться и между внешними боковыми сторонами 143 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 12, дискретные тела представляют собой сферы 45, однако в альтернативных вариантах осуществления дискретные тела могут иметь иную геометрическую форму, например, но без ограничения, тела формы кубоидов, куба, цилиндра или яйца. Сферы 45 могут закрепляться на месте в результате приема в углублениях на поверхности внутренних боковых сторон 144 (не показаны) или некоторыми альтернативными средствами, такими как клей, о чем уже говорилось в связи с фиг. 5-11. Поверхностные углубления могут обеспечиваться как результат того, что винтовая пружина имеет волнистые внутренние боковые стороны, как уже рассматривалось в отношении варианта осуществления, показанного на фиг. 11.

В альтернативных вариантах осуществления (не показанных) кольца винтовой пружины 141 могут быть некруглыми и могли бы быть, например, овальными, квадратными или разрезными. Кольца могут быть и двойными. В вариантах осуществления, подобных этим, другие патентоспособные аспекты изобретения применимы в равной степени.

Этап введения под давлением осуществляют для введения под давлением диэлектрического материала в любые пространства в муфте 140, и муфту собирают на части 22 с зазором либо до этапа введения под давлением, либо после него, как описано выше в связи с фиг. 5-11.

В одном варианте осуществления винтовая пружина 141 может изготавливаться из металла или сплава металла, например, но без ограничения, из меди, сплавов меди, алюминия или нержавеющей стали, а сферы 45 изготовлены из электроизоляционного материала, например, но без ограничения, из керамики, пластмассы, покрытых пластмассой металлов, композита или карбидов. В этом варианте осуществления проводящая винтовая пружина 141 должна быть определенным образом электрически изолирована от охватываемого и охватывающего заплечиков 27, 37, например, но без ограничения, посредством пластикового покрытия на внешних боковых сторонах 143 винтовой пружины 141; посредством расположения сфер 45 между внешними боковыми сторонами 143 винтовой пружины 141 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37; посредством расположения электроизолирующих клиньев (не показанных) и т.п. между внешними боковыми сторонами 143 винтовой пружины 141 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37; посредством введения под давлением диэлектрического материала между внешними боковыми сторонами 143 винтовой пружины 141 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37 или посредством любой их комбинации. В одном альтернативном варианте осуществления винтовая пружина 141 изготовлена из электроизоляционного материала, например, но без ограничения, из пластмассы, а сферы 45 изготовлены из металла или сплава металла.

На фиг. 13 показана изолирующая муфта 240 в соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления изобретения. Муфта 240 представляет собой цилиндрический стакан 241, содержащий несколько отверстий 242, предназначенных для приема нескольких сфер 45. Сферы 45 могут крепиться в отверстиях 242 клеем. Дополнительно или альтернативно, диэлектрический материал может вводиться под давлением, чтобы окружать стакан 241 и сферы 45 и закреплять сферы 45, и может заполнять любые зазоры между стаканом и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37. В варианте осуществления, показанном на фиг. 13, дискретные тела представляют собой сферы 45, однако в альтернативных вариантах осуществления дискретные тела могут иметь иную геометрическую форму, например, но без ограничения, тела формы кубоидов, куба, цилиндра или яйца, и отверстия 242 по форме выполнены такими, чтобы принимать дискретные тела разной формы. В одном альтернативном варианте осуществления (не показанном) отверстия 242 могут иметь меньшую площадь поперечного сечения, чем наибольшая площадь поперечного сечения дискретных тел, так что через отверстие выступает лишь часть дис

- 13 031415 кретного тела. В этом варианте осуществления самая широкая часть дискретного тела находится между частью 22 с зазором и стаканом 241, поэтому дискретные тела не могут пройти через отверстия 242. Дискретные тела сидят в продольных канавках 24 части 22 с зазором, и стакан 241 запирает тела в канавках

24.

В одном варианте осуществления стакан 241 может изготавливаться из металла или сплава металла, например, но без ограничения, из меди, сплавов меди, алюминия или нержавеющей стали, а сферы 45 изготовлены из электроизоляционного материала, например, но без ограничения, из керамики, пластмассы, покрытых пластмассой металлов, композита или карбидов. В этом варианте осуществления проводящий стакан 241 должен быть определенным образом электрически изолирован от охватываемого и охватывающего заплечиков 27, 37, например, но без ограничения, посредством пластикового покрытия на внешних боковых сторонах 243 стакана 241; посредством расположения сфер 45 между внешними боковыми сторонами 243 стакана 241 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37; посредством расположения электроизолирующих клиньев и т. п. между внешними боковыми сторонами 243 стакана 241 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37; посредством введения под давлением диэлектрического материала между внешними боковыми сторонами 243 стакана 241 и охватываемым и охватывающим заплечиками 27, 37; или посредством любой их комбинации. В одном альтернативном варианте осуществления стакан 241 изготовлен из электроизоляционного материала, например, но без ограничения, из пластмассы, а сферы 45 изготовлены из металла или сплава металла.

В некоторых вариантах осуществления части некоторых или всех сфер 45 выступают радиально наружу над наружными сторонами колец 41, 42. В таких вариантах осуществления выступающие сферы 45 или дискретные тела иной формы действуют, следовательно, как ударная зона первого контакта на наружной поверхности муфты 40, 140, 240. Дискретные тела могут выступать радиально наружу и с наружных поверхностей охватываемого и охватывающего элементов 20, 30. Стойкость к боковым ударным нагрузкам может преимущественно повыситься, поскольку выступающая поверхность дискретных тел обычно легче отклоняет ударные напряжения, чем обычные муфты, расположенные поверх части 22 с зазором, которые могут растрескаться или расколоться. Кроме того, дискретные тела могут обеспечивать более высокую стойкость к разрушению и более высокую стойкость к износу, вызываемому буровым раствором, тем самым повышая потенциал стойкости узла 100 электрического разделителя в раскрытых вариантах осуществления по сравнению с обычными узлами электрических разделителей. Выступающие дискретные тела могут служить указателями износа.

В некоторых вариантах осуществления большинство сфер 45 (или иных дискретных тел) не выступают радиально над наружными поверхностями колец 41, 42. Несколько сфер 45 могут быть установлены таким образом, что выступают радиально над наружными поверхностями колец 41, 42. Эти выступающие сферы или иные дискретные тела могут служить в качестве указателей износа. Если сферы 45 зацепляются с продольными канавками 24, некоторые сферы 45 могут выполняться выступающими радиально дальше других путем выполнения нескольких продольных канавок 24 мельче других и/или путем выполнения более мелких частей в одной или нескольких продольных канавках. Например, мельче других могут быть выполнены несколько продольных канавок 24, разнесенных по окружности охватываемого элемента 20. В одном конкретном варианте осуществления мельче остальных продольных канавок 24 выполнены четыре из канавок 24, разнесенные на угол 90^о.

В некоторых вариантах осуществления некоторые или все дискретные тела (например, сферы 45) утоплены ниже наиболее удаленных поверхностей колец 41 и 42. Расстояние может выбираться таким, что дискретные тела начинают выступать, когда кольца изнашиваются до точки, в которой электрический разделитель достиг своего предела износа или приближается к нему.

В альтернативных вариантах осуществления (не показанных) продольные канавки 24 отсутствуют или заменены альтернативным конструктивным элементом для запирания муфты 40, 140, 240. Например, часть 22 с зазором может содержать отдельное поверхностное углубление, по форме соответствующее дискретным телам муфты, или часть 22 с зазором может содержать выступы на поверхности, закрепляющие сферы 45 и/или кольца 41, 41а, 41b, 42 муфты 40 или кольца винтовой пружины 141 муфты 140 и закрепляющие ее для предотвращения вращательного или крутильного движения. Муфта 40, 140, 240 может дополнительно или альтернативно закрепляться в части 22 с зазором с помощью клеев или пластмасс.

В вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, муфта 40, 140, 240 содержит каркас, который может содержать кольца 41, 41а, 41b, 42 в вариантах осуществления на фиг. 5-11, винтовую пружину 141 в варианте осуществления на фиг. 12 или стакан 241 в варианте осуществления на фиг. 13. Каркас может изготавливаться из металла или сплава металла, например, но без ограничения, из меди, сплавов меди, алюминия или нержавеющей стали. Альтернативно или дополнительно, каркас может изготавливаться из изоляционного материала, такого как пластмасса, или покрытый пластмассой металл, или диэлектрический непроводящий материал, такой эпоксидная смола или термопласт. В некоторых вариантах осуществления наружные стороны колец 41, 41а, 41b, 42 имеют твердость по меньшей мере Rc 20, 40, 50, 55, 60, 65, 67 или 69.

Дискретные тела могут изготавливаться из металла или сплава металла, например, но без ограниче- 14 031415 ния, из меди, сплавов меди, алюминия или нержавеющей стали, или дискретные тела могут изготавливаться из электроизоляционного материала, например, но без ограничения, из керамики, пластмассы, покрытых пластмассой металлов, композита или карбидов. Примерные керамики включают, но без ограничения, двуокись циркония, стабилизированный оксидом иттрия тетрагональный поликристалл оксида циркония (YTZP), карбид кремния или композиты. В одном варианте осуществления дискретные тела изготовлены из изоляционного материала, а каркас изготовлен из металла или сплава металла и/или изоляционного материала, однако в одном альтернативном варианте осуществления каркас изготовлен из изоляционного материала, а дискретные тела - из металла или сплава металла и/или изоляционного материала. В таких вариантах осуществления, если муфта расположена на части 22 с зазором, она электрически изолирует охватываемый заплечик 27 от охватывающего заплечика 37. Может оказаться преимущественным иметь дискретные тела, изготовленные из изоляционного материала, поскольку выступающая часть дискретных тел находится в контакте с частью 22 с зазором, и при этом муфта 40, 140, 240 дополнительно электрически изолируется от части 22 с зазором.

Кроме того, может оказаться преимущественным иметь по меньшей мере часть каркаса, изготовленную из металла или сплава металла для повышения стойкости, прочности и конструктивной устойчивости муфты 40, 140, 240 по сравнению с известными муфтами, изготовленными из непроводящего материала, такого как пластмасса.

Геометрия муфты 40, 140, 240 может позволять определять характеристики износа в скважине узла 100 электрического разделителя после каждого следующего использования скважинной системы ИВБ, поскольку интенсивности износа среди дискретных тел и других материалов муфты 40, 140, 240 могут быть рассчитаны и экстраполированы. В частности, поскольку поверхность дискретных тел выступает над наружной и внутренней поверхностями остальной части муфты 40, 140, 240, дискретные тела действуют как указатель износа после каждого следующего использования скважинной системы ИВБ. Лучшее понимание характеристик износа в скважине может обеспечить лучшее планирование и большую уверенность при применении более старых или бывших в употреблении инструментов. Кроме того, характеристики износа в скважине могут использоваться для определения, когда узел 100 электрического разделителя достиг конца своего срока службы.

Муфта 40, 140, 240 может преимущественно придавать механическую прочность, жесткость конструкции и долговечность части 22 с зазором и ограничивает изгиб части 22 с зазором. Поэтому часть 22 с зазором может быть длиннее соответствующих частей с зазором обычных узлов электрических разделителей. Следовательно, за счет большей части 22 с зазором эффективность скважинного ЭМ-сигнала и прием ЭМ-сигнала на поверхности можно соответственно повысить и улучшить. Использование изолирующей муфты 40, 140, 240 в раскрытых вариантах осуществления может повысить среди прочего общую прочность на изгиб, жесткость, прочность на кручение и ударную вязкость узла 100 электрического разделителя. Поскольку электрический разделитель может представлять собой одно из слабейших звеньев в бурильной колонне, это дает в результате большую долговечность, более высокую надежность и уверенность в ЭМ-инструменте. Муфта 40 обычно способна выдерживать высокие температуры, поскольку компоненты конструкции муфты 40, 140, 240 могут выдерживать более высокие температуры, чем вводимый под давлением термопласт и/или эпоксидные смолы обычных муфт. Муфта 40, 140, 240 легко изготавливается и собирается, что минимизирует себестоимость изготовления и производства. В некоторых из раскрытых вариантов осуществления количество диэлектрического материала, которое необходимо вводить под давлением в пространства между дискретными телами, уменьшено по сравнению с обычной сплошной диэлектрической муфтой, что может привести к меньшей себестоимости изготовления и более длительному сроку службы инструмента.

Возможен ряд изменений. Так, например, в некоторых вариантах осуществления вместо сфер 45 в муфте 40 могут быть предусмотрены керамические кольца.

В соответствии с еще одним аспектом предлагаются способы изготовления электрических разделителей. Способ в соответствии с одним примерным вариантом осуществления включает помещение муфты вокруг трубчатой части с зазором и соединение части с зазором по меньшей мере с одной другой частью для создания узла, в котором муфта находится между первым и вторым заплечиками. Затем в этом способе муфту сжимают в аксиальном направлении и заполняют пространства в муфте диэлектрическим материалом, когда муфта остается сжатой в аксиальном направлении.

Хотя настоящее изобретение иллюстрируется описанием нескольких вариантов осуществления и хотя эти иллюстративные варианты осуществления подробно описаны, намерением заявителей не является каким-либо образом ограничить объем прилагаемой формулы изобретения этими подробностями. Специалистам в области техники будут очевидны дополнительные преимущества и модификации в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Таким образом, изобретение в его более широких аспектах не ограничивается конкретными показанными и описанными подробностями, показательным устройством, способами и иллюстративными примерами.

Определенные модификации, перестановки, дополнения и их подкомбинации являются новаторскими и полезными, а также частью изобретения. Поэтому намерение заключается в том, что прилагаемая формула изобретения должна интерпретироваться включающей все эти модификации, перестановки,

- 15 031415 дополнения и подкомбинации как находящиеся в пределах сущности и объема настоящего изобретения.

Интерпретация терминов.

Если контекст четко не требует иного, по всему тексту описания и формулы изобретения:

слова содержать, содержащий и т.п. должны толковаться в смысле включения в отличие от смысла исключения или исчерпывания; то есть в смысле включая, но без ограничения;

слова соединенный, связанный или любой их вариант означают любое соединение или связь, или прямые, или непрямые, между двумя или более элементами; связь или соединение между элементами могут быть физическими, логическими или их комбинацией;

слова в настоящем документе, выше, ниже и слова подобного смысла при использовании для указания на настоящее описание должны означать настоящее описание в целом, а не какие-либо конкретные части настоящего описания;

или при ссылке на перечень двух или более наименований охватывает все следующие интерпретации этого слова: любое из наименований в перечне, все наименования в перечне и любая комбинация наименований в перечне;

формы неопределенных и определенного артиклей a, an и the в единственном числе включают значение любых подходящих форм во множественном числе.

Слова, указывающие направления, такие как вертикальный, поперечный, горизонтальный , вверх, вниз, вперед, назад, вовнутрь, наружу, вертикальный, поперечный, левый, правый, передний, задний, верхний, нижний, ниже, выше, под и т.п., используемые в настоящем описании и любых прилагаемых пунктах формулы изобретения (если используются), зависят от конкретной ориентации описанного и проиллюстрированного устройства. Предмет изобретения, описанный в настоящем документе, может принимать различные альтернативные ориентации. Соответственно эти связанные с направлением термины строго не определены и не должны интерпретироваться узко.

Если в приведенном выше описании упоминается какой-либо компонент (например, узел, кольцо, тело, устройство, компонент бурильной колонны, система буровой установки и т.д.), то, если нет иных указаний, упоминание этого компонента (включая упоминание средства) должно интерпретироваться как включающее эквиваленты этого компонента, любой компонент, выполняющий функцию описываемого компонента (т.е. функционально эквивалент), в том числе компоненты, конструктивно не эквивалентные раскрытой конструкции, выполняющей эту функцию в проиллюстрированных примерных вариантах осуществления изобретения.

Конкретные примеры систем, способов и устройства описаны в настоящем документе в целях иллюстрации. Они представляют собой лишь примеры. Технология, предлагаемая в настоящем описании, может быть применимой к системам, отличным от описанных примерных систем. В пределах объема настоящего изобретения возможны многие изменения, дополнения, исключения и перестановки. В настоящем изобретении предусмотрены изменения описанных вариантов осуществления, очевидные специалистам в области техники, в том числе изменения, полученные путем замены признаков, элементов и/или действий эквивалентными признаками, элементами и/или действиями; смешивания и подгонки признаков, элементов и/или действий из других вариантов осуществления; комбинирования признаков, элементов и/или действий из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, с признаками, элементами и/или действиями другой технологии; и/или исключения, комбинирования признаков, элементов и/или действий из описанных вариантов осуществления.

Поэтому последующая формула изобретения интерпретируется как включающая все эти модификации, перестановки, дополнения, исключения и подкомбинации, которые могут быть обоснованно выведены. Объем формулы изобретения не должен ограничиваться предпочтительными вариантами осуществления, изложенными в примерах; ей должна даваться самая широкая интерпретация, согласующаяся с описанием в целом.

Claims (72)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Изолирующая муфта для узла электрического разделителя, при этом муфта имеет пару продольных концов, отстоящих друг от друга, и отверстие в ней, при этом муфта содержит:

   (a) каркас и (b) несколько дискретных тел, разнесенных вокруг каркаса, при этом первая часть каждого из нескольких дискретных тел выступает радиально наружу относительно наружной поверхности каркаса, а вторая часть каждого из нескольких дискретных тел выступает радиально внутрь относительно внутренней поверхности каркаса;

   при этом каркас содержит несколько колец, разнесенных друг от друга в аксиальном направлении, причем, по меньшей мере, некоторые из нескольких дискретных тел расположены между соседними кольцами из указанных колец, и либо каркас, либо несколько дискретных тел содержат электроизоляционный материал для электрического изолирования одного из пары продольных концов муфты от другого из пары продольных концов муфты.
2. 2. Изолирующая муфта по п.1, отличающаяся тем, что каркас содержит металл или сплав металла.

   - 16 031415
3. 3. Изолирующая муфта по п.1 или 2, отличающаяся тем, что несколько дискретных тел представляют собой сферы.
4. 4. Изолирующая муфта по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что несколько дискретных тел изготовлены из керамики.
5. 5. Изолирующая муфта по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что кольца имеют противоположные боковые стороны.
6. 6. Изолирующая муфта по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из колец сужается по толщине так, что наружная часть указанного по меньшей мере одного кольца, наиболее удаленная от отверстия, толще внутренней части указанного по меньшей мере одного кольца, ближайшей к отверстию.
7. 7. Изолирующая муфта по п.5 или 6, отличающаяся тем, что каркас содержит пару концевых колец и, по меньшей мере, некоторые из нескольких дискретных тел расположены между концевыми кольцами.
8. 8. Изолирующая муфта по п.7, отличающаяся тем, что каркас дополнительно содержит одно или несколько внутренних колец, расположенных между парой концевых колец, при этом, по меньшей мере, некоторые из нескольких дискретных тел расположены между каждым из концевых колец и внутренним кольцом.
9. 9. Изолирующая муфта по п.7, отличающаяся тем, что каждое из пары концевых колец содержит внешнюю боковую сторону и противоположную внутреннюю боковую сторону, при этом внутренние боковые стороны обращены друг к другу, каждая из внутренних боковых сторон содержит несколько разнесенных поверхностных углублений внутренней боковой стороны концевого кольца и при этом каждое поверхностное углубление внутренней боковой стороны концевого кольца предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел.
10. 10. Изолирующая муфта по п.9, отличающаяся тем, что внешние боковые стороны пары концевых колец содержат несколько разнесенных поверхностных углублений внешней боковой стороны концевого кольца, при этом каждое поверхностное углубление внешней боковой стороны концевого кольца предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел.
11. 11. Изолирующая муфта по п.9, отличающаяся тем, что внешние боковые стороны пары концевых колец являются плоскими.
12. 12. Изолирующая муфта по любому из пп.9-11, отличающаяся тем, что каркас дополнительно содержит одно или несколько внутренних колец, расположенных между парой концевых колец; при этом внутреннее кольцо содержит две противоположные боковые стороны, при этом одна из противоположных боковых сторон обращена к внутренней боковой стороне одного из пары концевых колец, а другая из противоположных боковых сторон обращена к внутренней боковой стороне других из пары концевых колец, при этом каждая из противоположных боковых сторон содержит несколько разнесенных поверхностных углублений внутреннего кольца; при этом каждое поверхностное углубление внутреннего кольца предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел.
13. 13. Изолирующая муфта по п.12, отличающаяся тем, что внутренние кольца имеют волнистые боковые стороны и волнистые боковые стороны создают поверхностные углубления внутренних колец.
14. 14. Изолирующая муфта по п.12, отличающаяся тем, что поверхностные углубления на одной из противоположных боковых сторон внутренних колец смещены относительно поверхностных углублений на другой из противоположных боковых сторон внутренних колец.
15. 15. Изолирующая муфта по п.12, отличающаяся тем, что поверхностные углубления одной из противоположных боковых сторон внутренних колец совпадают с поверхностными углублениями другой из противоположных боковых сторон внутренних колец.
16. 16. Изолирующая муфта по любому из пп.8 или 12-15, отличающаяся тем, что концевые кольца толще внутреннего кольца.
17. 17. Изолирующая муфта по любому из пп.5-16, отличающаяся тем, что каркас дополнительно содержит диэлектрический материал между несколькими дискретными телами.
18. 18. Изолирующая муфта по любому из пп.1-17, отличающаяся тем, что части дискретных тел, выступающие над поверхностью каркаса, содержат материал, который может быть использован как указатель износа.
19. 19. Узел электрического разделителя, содержащий:

    (a) охватывающий элемент, имеющий охватывающую сопрягаемую часть;

    (b) охватываемый элемент, имеющий охватываемую сопрягаемую часть и часть с зазором, при этом охватываемая сопрягаемая часть вставлена в охватывающую сопрягаемую часть, за счет чего охватываемая и охватывающая сопрягаемые части совмещаются;

    (c) электроизолирующий компонент, находящийся между совмещающимися охватываемой и охватывающей сопрягаемыми частями, так что охватываемый и охватывающий элементы механически соединены, но электрически изолированы друг от друга в их сопрягаемых частях; и (d) изолирующую муфту по любому из пп.1-18, расположенную на части с зазором, тем самым электрически изолируя охватываемый элемент от охватывающего элемента.

    - 17 031415
20. 20. Узел электрического разделителя по п.19, отличающийся тем, что охватываемая сопрягаемая часть имеет первую сужающуюся часть, постепенно уменьшающуюся в наружном диаметре так, что наружный диаметр первой сужающейся части в зоне, прилегающей к части с зазором, больше наружного диаметра первой сужающейся части в зоне, наиболее удаленной от части с зазором;

    охватывающая сопрягаемая часть имеет вторую сужающуюся часть, соответствующую первой сужающейся части.
21. 21. Узел электрического разделителя по любому из пп.19 и 20, отличающийся тем, что первая и вторая сужающиеся части размерно выполнены так, что между первой и второй сужающимися частями имеется радиальный зазор.
22. 22. Узел электрического разделителя по п.21, отличающийся тем, что радиальный зазор содержит диэлектрический материал.
23. 23. Узел электрического разделителя по любому из пп.19-22, отличающийся тем, что часть с зазором предназначена для взаимодействия по меньшей мере с частью выступающей части нескольких дискретных тел изолирующей муфты для препятствования вращению изолирующей муфты относительно части с зазором.
24. 24. Узел электрического разделителя по п.23, отличающийся тем, что часть с зазором содержит несколько проходящих в продольном направлении канавок на ее наружной поверхности и одна из нескольких проходящих в продольном направлении канавок принимает по меньшей мере часть выступающей части нескольких дискретных тел.
25. 25. Узел электрического разделителя по любому из пп.19-24, отличающийся тем, что охватываемый элемент дополнительно содержит плечевую часть, содержащую охватываемый кольцевой заплечик, при этом изолирующая муфта расположена между охватываемым кольцевым заплечиком и концом охватывающей сопрягаемой части, образующим охватывающий кольцевой заплечик.
26. 26. Узел электрического разделителя по п.25, отличающийся тем, что по меньшей мере один из охватываемого кольцевого заплечика и охватывающего кольцевого заплечика содержит несколько разнесенных поверхностных углублений заплечика, при этом каждое поверхностное углубление заплечика предназначено для приема части одного из нескольких дискретных тел.
27. 27. Электрический разделитель, содержащий первый конец, содержащий первое соединение, и второй конец, содержащий второе соединение, при этом первый и второй концы соединены между собой и электрически изолированы друг от друга;

    часть меньшего диаметра, проходящую между первым и вторым концами и соединяющую их; и муфту, проходящую по окружности части меньшего диаметра и вдоль нее, при этом муфта содержит несколько металлических колец, при этом несколько металлических колец разнесены друг от друга в аксиальном направлении и радиально отделены от части меньшего диаметра дискретными электроизолирующими телами, расположенными между соседними кольцами из нескольких колец; и диэлектрический материал, заполняющий пустоты между металлическими кольцами.
28. 28. Электрический разделитель по п.27, отличающийся тем, что электроизолирующие тела представляют собой керамические сферы.
29. 29. Электрический разделитель по любому из пп.27 и 28, отличающийся тем, что одно или несколько колец из нескольких колец имеют боковую сторону, образованную так, что аксиальное расстояние между одним или несколькими кольцами и соседним кольцом из нескольких колец увеличивается с расстоянием от наружной стороны кольца.
30. 30. Электрический разделитель по любому из пп.27 и 28, отличающийся тем, что одно или несколько колец из нескольких колец имеют поперечное сечение, выполненное таким, что поперечное сечение к центру кольца становится уже.
31. 31. Электрический разделитель по п.30, отличающийся тем, что боковые стороны одного или нескольких колец скошены.
32. 32. Электрический разделитель по любому из пп.27 и 28, отличающийся тем, что несколько колец имеют боковые стороны, выполненные для образования углублений, и электроизолирующие тела зацепляются с углублениями.
33. 33. Электрический разделитель по п.32, отличающийся тем, что несколько колец имеют волнистые боковые стороны и волнистые боковые стороны образуют углубления.
34. 34. Электрический разделитель по п.32, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из нескольких углублений кольца на первой боковой стороне кольца имеют угловое смещение от углублений на второй боковой стороне кольца, противоположной первой боковой стороне.
35. 35. Электрический разделитель по любому из пп.27-34, отличающийся тем, что содержит первый и второй заплечики соответственно на первом и втором концах части меньшего диаметра, при этом муфта предварительно нагружена в сжатии предварительным нагружением для упора в первую и вторую муфты.
36. 36. Электрический разделитель по п.35, отличающийся тем, что содержит несколько клиньев, пред

    - 18 031415 назначенных для создания предварительного нагружения, будучи вставленными между первым заплечиком и муфтой и/или вторым заплечиком и муфтой.
37. 37. Электрический разделитель по п.35, отличающийся тем, что первое и второе соединения представляют собой первое и второе резьбовые соединения, при этом первое и второе резьбовые соединения предназначены для создания предварительного нагружения путем подтягивания охватываемого заплечика к охватывающему заплечику при поворачивании первого конца относительно второго конца.
38. 38. Электрический разделитель по п.35, отличающийся тем, что содержит один или несколько шнуров, проходящих от края до края муфты, при этом шнуры предназначены для создания предварительного нагружения.
39. 39. Электрический разделитель по п.35, отличающийся тем, что содержит кольцевой элемент, прилегающий либо к первому заплечику, либо ко второму заплечику и проходящий по окружности вокруг части меньшего диаметра, при этом кольцевой элемент содержит резьбовую часть, зацепляющуюся с соответствующей резьбовой частью на части меньшего диаметра, и при этом кольцевой элемент предназначен для создания предварительного нагружения при поворачивании кольцевого элемента относительно части меньшего диаметра.
40. 40. Электрический разделитель по п.39, отличающийся тем, что предусмотрено одно или несколько отверстий, проходящих через кольцевой элемент, предназначенных для обеспечения заполнения зон по обе стороны кольцевого элемента диэлектрическим материалом.
41. 41. Электрический разделитель по п.35, отличающийся тем, что один из первого и второго заплечиков подсоединен для аксиального перемещения по части меньшего диаметра.
42. 42. Электрический разделитель по любому из пп.35-41, отличающийся тем, что предварительное нагружение составляет по меньшей мере 500 фунтов на квадратный дюйм (около 3,4 кПа).
43. 43. Электрический разделитель по любому из пп.27-42, отличающийся тем, что первое и второе соединения представляют собой резьбовое соединение.
44. 44. Электрический разделитель по любому из пп.27-42, отличающийся тем, что первое и второе соединения представляют собой штифтовое соединение.
45. 45. Электрический разделитель по п.44, отличающийся тем, что штифтовое соединение содержит несколько штифтов, при этом каждый из нескольких штифтов вставлен в одно из нескольких отверстий на первом конце и в одно из нескольких отверстий на втором конце.
46. 46. Электрический разделитель по п.45, отличающийся тем, что, по меньшей мере, первый штифт из нескольких штифтов является непроводящим.
47. 47. Электрический разделитель по любому из пп.45 и 46, отличающийся тем, что, по меньшей мере, второй штифт из нескольких штифтов является проводящим.
48. 48. Электрический разделитель по п.47, отличающийся тем, что второй штифт из нескольких штифтов электрически соединен с первым концом и электрически изолирован от второго конца.
49. 49. Электрический разделитель по п.47, отличающийся тем, что второй штифт из нескольких штифтов электрически соединен со вторым концом и электрически изолирован от первого конца.
50. 50. Электрический разделитель по любому из пп.27-42, отличающийся тем, что первое и второе соединения представляют собой штифтовое соединение, при этом штифтовое соединение содержит несколько штифтов, проходящих из первого конца в соответствующие несколько отверстий во втором конце.
51. 51. Электрический разделитель по п.50, отличающийся тем, что несколько штифтов являются электропроводными, при этом изолирующий материал предотвращает непосредственное касание несколькими штифтами второго конца.
52. 52. Электрический разделитель по любому из пп.27-42, отличающийся тем, что первое соединение содержит первые несколько канавок на наружной поверхности части меньшего диаметра;

    второе соединение содержит вторые несколько канавок на внутренней поверхности отверстия второго конца;

    первый конец соединен со вторым концом несколькими соединительными телами и каждое из нескольких соединительных тел проходит в одну из первых нескольких канавок и проходит в одну из вторых нескольких канавок.
53. 53. Электрический разделитель по п.52, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из первых нескольких канавок представляет собой первую продольную канавку, проходящую продольно по наружной поверхности части меньшего диаметра;

    по меньшей мере одна из вторых нескольких канавок представляет собой вторую продольную канавку, проходящую продольно по внутренней поверхности отверстия второго конца; и по меньшей мере первое соединительное тело из нескольких соединительных тел проходит как в первую продольную канавку, так и во вторую продольную канавку для сопротивления относительному вращательному движению первого конца и второго конца.
54. 54. Электрический разделитель по любому из пп.52 и 53, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из первых нескольких канавок представляет собой первую окружную канав

    - 19 031415 ку, проходящую по окружности вокруг наружной поверхности части меньшего диаметра;

    по меньшей мере одна из вторых нескольких канавок представляет собой вторую окружную канавку, проходящую по окружности вокруг внутренней поверхности отверстия второго конца; и по меньшей мере, второе соединительное тело из нескольких соединительных тел проходит как в первую окружную канавку, так и во вторую окружную канавку для сопротивления относительному продольному движению первого конца и второго конца.
55. 55. Электрический разделитель по любому из пп.52-54, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из первых нескольких канавок представляет собой первую винтовую канавку, проходящую спирально по наружной поверхности части меньшего диаметра;

    по меньшей мере одна из вторых нескольких канавок представляет собой вторую винтовую канавку, проходящую спирально по внутренней поверхности отверстия второго конца; и по меньшей мере, третье соединительное тело из нескольких соединительных тел проходит как в первую винтовую канавку, так и во вторую винтовую канавку.
56. 56. Электрический разделитель по любому из пп.52-55, отличающийся тем, что несколько соединительных тел представляют собой сферы.
57. 57. Электрический разделитель по любому из пп.27-56, отличающийся тем, что содержит третьи несколько канавок, проходящих продольно по части меньшего диаметра, при этом электроизолирующие тела проходят в третьи несколько канавок.
58. 58. Способ изготовления электрического разделителя, при этом способ включает помещение муфты по любому из пп.1-18 вокруг трубчатой части с зазором, при этом муфта содержит несколько колец, проходящих по окружности вокруг части с зазором, и несколько электроизолирующих тел;

    помещение электроизолирующих тел между соседними кольцами из нескольких колец для разнесения нескольких колец друг от друга;

    соединение части с зазором по меньшей мере с одной другой частью для создания узла, при этом муфта находится между первым и вторым заплечиками;

    сжатие муфты в аксиальном направлении;

    заполнение пространств в муфте диэлектрическим материалом.
59. 59. Способ по п.58, отличающийся тем, что муфта содержит несколько электроизолирующих тел и способ включает помещение этих тел для поддерживания колец, радиально отнесенных от части с зазором.
60. 60. Способ по п.59, отличающийся тем, что электроизолирующие тела представляют собой сферы и способ включает зацепление сфер в соответствующих углублениях на боковых сторонах колец.
61. 61. Способ по п.59, отличающийся тем, что включает расположение электроизолирующих тел для контакта с кольцами в разнесенных по окружности местах.
62. 62. Способ по п.61, отличающийся тем, что включает контактирование одного или нескольких колец с электроизолирующими телами так, что электроизолирующие тела контактируют с одной боковой стороной кольца в местах, имеющих угловое смещение от мест, в которых электроизолирующие тела контактируют с противоположной боковой стороной кольца.
63. 63. Способ по п.61, отличающийся тем, что включает контактирование одного или нескольких колец с электроизолирующими телами так, что электроизолирующие тела контактируют с одной боковой стороной кольца в местах, имеющих угловое совпадение с местами, в которых электроизолирующие тела контактируют с противоположной боковой стороной кольца.
64. 64. Способ по любому из пп.58-63, отличающийся тем, что сжатие муфты включает перемещение части с зазором в аксиальном направлении относительно другой части.
65. 65. Способ по любому из пп.58-63, отличающийся тем, что сжатие муфты включает вставку клиньев между муфтой и одним или несколькими из первого и второго заплечиков.
66. 66. Способ по любому из пп.58-63, отличающийся тем, что сжатие муфты включает перемещение кольцевого элемента для прижатия муфты к первому заплечику.
67. 67. Способ по п.66, отличающийся тем, что кольцевой элемент находится в резьбовом зацеплении с частью с зазором и перемещение кольцевого элемента включает вращение кольцевого элемента относительно части с зазором.
68. 68. Способ по п.67, отличающийся тем, что включает заполнение зазора между вторым заплечиком и кольцевым элементом диэлектрическим материалом после сжатия муфты.
69. 69. Электрический разделитель, содержащий охватываемую часть и охватывающую часть, имеющую охватывающую сопрягаемую часть, предназначенную для приема сопрягаемой части охватываемой части, и изолирующую муфту по любому из пп.1-18, проходящую вокруг зоны зазора охватываемой части, при этом изолирующая муфта сжата в аксиальном направлении между охватываемой и охватывающей частями;

    при этом сопрягаемая часть охватываемой части содержит первые несколько канавок, проходящих в первом

    - 20 031415 направлении на поверхности сопрягаемой части, и вторые несколько канавок, проходящих во втором направлении, не параллельном первому направлению; сопрягаемая часть охватывающей части содержит первые несколько канавок, проходящих в первом направлении на поверхности сопрягаемой части, и вторые несколько канавок, проходящих во втором направлении, не параллельном первому направлению, и между канавками на охватываемой части и канавками на охватывающей части располагаются электроизолирующие тела.
70. 70. Электрический разделитель, содержащий охватываемую часть, содержащую отверстие, имеющее первый внутренний диаметр, нормальное сечение, имеющее первый наружный диаметр, зону зазора, имеющую второй наружный диаметр, меньший первого наружного диаметра, и охватываемую сопрягаемую часть;

    охватывающую часть, содержащую охватывающую сопрягаемую часть и отверстие, имеющее первый внутренний диаметр; и изолирующую муфту по любому из пп.1-18, проходящую вокруг охватываемой части в зоне зазора, при этом изолирующая муфта имеет длину по меньшей мере один метр;

    при этом охватывающая сопрягаемая часть предназначена для приема охватываемой сопрягаемой части; изолирующая муфта окружает зону зазора охватываемой части и зона зазора имеет длину по меньшей мере 1 м.
71. 71. Электрический разделитель по п.70, отличающийся тем, что зона зазора имеет длину по меньшей мере 2,5 м.
72. 72. Электрический разделитель по п.71, отличающийся тем, что зона зазора имеет длину по меньшей мере 10 м.

    Фиг. 1

    Фиг. 2

    - 21 031415

    Фиг. 4А ²⁰Х

    Фиг. 4В

    Фиг. 5 ⁴Х

    Фиг. 6

    Фиг. 7

    - 22 031415

    Фиг. 8А

    Фиг. 8В

    Фиг. 8С

    - 23 031415

    Фиг. 9

    Фиг. 10А

    И )( ><

    Фиг. 10В

    - 24 031415

    Фиг. 10С ^И1В

    Фиг. 11

    Фиг. 12

    Фиг. 13

    - 25 031415

    Фиг. 14

    Фиг. 15А

    Фиг. 15В

    Фиг. 15С

    - 26 031415

    Фиг. 16В

    Фиг. 17

    Фиг. 18

    - 27 031415

    Фиг. 21