MX2008000077A

MX2008000077A - Comunicaciones de datos incrustados en conexiones roscadas.

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Publication number: MX2008000077A
Application number: MX2008000077A
Authority: MX
Inventors: Harris A Reynolds Jr
Original assignee: Hydril Llc
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2009-02-23
Also published as: AR064537A1; US20070167051A1; BRPI0705925B1; BRPI0705925A; CA2616385A1; CA2616385C

Abstract

Una conexión roscada de cuña incluye un miembro de pasador acoplado, en forma roscada, a un miembro de caja, un primer conector de datos incrustado en una porción de una rosca del miembro de pasador, y un segundo conector de datos incrustado en una porción de una rosca del miembro de caja, en que, en la constitución seleccionada del miembro de pasador con el miembro de caja, el primer conector de datos se acopla al segundo conector de datos, de modo que una señal de datos pueda pasar desde el miembro de pasador hasta el miembro de caja.

Description

COMUNICACIONES DE DATOS INCRUSTADOS EN CONEXIONES ROSCADAS Referencia Cruzada a Solicitudes Relacionadas Esta solicitud reclama el beneficio conforme 35 U.S.C. § 120, como una solicitud de continuación en parte de la Solicitud de Patente U.S. No. 10/985,619, presentada el 10 de noviembre del 2004, la cual se incorpora expresamente como referencia en su totalidad.

Antecedentes de la Divulgación La meta del acceso a datos desde un cordón de perforación se h expresado por más de medio siglo. Conforme ha mejorado la tecnología de exploración y perforación, esta meta ha llegad a ser más importante en la industria para la exploración y producción exitosa de pozos de petróleo, gas y geotérmicos. Por ejemplo, para tomar ventaja de los avances en el diseño de varias herramientas y técnicas para la exploración del petróleo y gas, sería benéfico tener datos de tiempo real, tal como la temperatura, presión, inclinación, salinidad, y ser capaces de enviar señales de control a las herramientas debajo del pozo. Un número de intentos se han hecho para idear un sistema exitoso para el acceso de tales datos del cordón de perforación y comunicar con las herramientas debajo del pozo. Estos sistemas se dividen en cuatro categorías generales. La primera categoría incluye sistemas que registran los datos debajo del pozo en un módulo que es recuperado periódicamente, en forma típica cuando el cordón de perforación se eleva desde el pozo para cambiar las barrenas de perforación o similares. Ejemplos de tales sistemas se describen en lo siguiente: Patente U.S. No. 3,713,334, expedida a Vann, et al-. Patente U.S. No. 4,661,932, expedida a Howard, et al., y Patente U.S. No. 4,660,638, expedida a Yates. Naturalmente, estos sistemas tienen la desventaja que los datos no están disponibles al operador de perforación en un tiempo real. Una segunda categoría incluye sistemas que usan impulsos de presión transmitidos a través del fluido de perforación, como un medio para la comunicación de datos. Por ejemplo, véase la Patente U.S. No. 3,713,089, expedida a Clacomb. Un inconveniente principal de este sistema de pulsos del lodo es que es bajo el régimen da datos, es decir, menor de 10 baudios . A pesar del ancho de banda limitado, se cree que este sistema de pulsos del lodo es el sistema de transmisión de datos de tiempo real, más común, en el uso comercial. Una tercera categoría incluye sistemas que usan una combinación de principios eléctricos y magnéticos. En particular, estos sistemas tienen un conductor eléctrico que va por la longitud del tubo de perforación y luego convierte la señal eléctrica en un campo magnético correspondiente en un extremo. Este campo magnético es pasado al tubo de perforación adyacente y luego convertido de nuevo a una señal eléctrica. Un ejemplo de tal sistema es mostrado en la Patente U.S. No. 6,717,501, expedida a Hall et al., es incorporada aquí como referencia. En el sistema de Hall, cada elemento tubular tiene una bobina inductiva, dispuesta en cada extremo. Un conductor eléctrico conecta las bobinas conductivas dentro de cada elemento tubular. Cuando los elemento tubulares componen un cordón, las bobinas inductivas de cada elemento tubular están en proximidad suficientemente estrecha que los campos magnéticos se traslapan para permitir la transmisión de datos a través de la conexión entre elemento tubulares. Debido a la pérdida parcial de la señal entre cada elemento tubular, la modalidad comercial de Hall, la cual es vendida por Grant Prideco (Houston, TX) como Intellipipe™ usa estaciones repetidoras colocadas en intervalos regulares en el cordón de perforación para impulsar la señal. Una cuarta categoría incluye sistemas que transmiten datos de lo largo de un conductor eléctrico, que está integrado en el cordón de peroración. Ejemplos de estos sistemas se describen en la Patente U.S. No. 3,879,097, expedida a Oertie Patente U.S. No. 4,445,734, expedida a Cunningham y Patente U.S. No. 4,953,636, expedida a Mohn . Cada una de estos sistemas incluye la formación de conexiones eléctricas directas entre cada elemento tubular. Un sistema anterior, que usa conexiones eléctricas para transmitir datos de telemetría, se describe en la Patente U.S. o. 3,518,608, expedida a Papadopoulos en 1970, que se incorpora aquí como referencia. Ese sistema usa cordones de conductores (referidos como "contactos") montados con un epoxi aislante sobre una porción modificada de las roscas en la conexión. Papadopoulos describe el uso de roscas que tienen una configuración sustancialmente en V, que se modifica por remoción de la porción superior de la rosca, es decir la separación de la cresta en la rosca del pasador y cortar una ranura en la raíz de la rosca de caja, donde se adjuntan los contactos. Papadopoulos describe que los contactos, tanto machos como hembras, son al menos una rosca completa en .longitud (es decir, un paso). Cuando la conexión se realiza, las tiras del conductor entran en contacto y son capaces de transmitir una señal eléctrica a través de la conexión. Para asegurar el contacto eléctrico, Papadopoulos describe que el contacto hembra de cobre debe ser levemente sobredimensionado. Si el desgaste de los conductores impide el buen contacto eléctrico, Papadopoulos describe que el recubrimiento de la cara del contacto macho con una mezcla de cemento epoxi y polvo de cobre, puede proporcionar el contacto eléctrico. Papadopoulos también describe que el espacio de raíz de toas las roscas del pasador debe estar libre para mantener una comunicación deseada del fluido entre el interior del tubo de perforación a través de las roscas y el espacio anular arriba de las roscas. Como resultado, ningún gradiente de presión del fluido puede existir a través del contacto eléctrico. Debido a que el cordón de perforación puede incluir cientos de secciones de elementos tubulares, los conectores eléctricos deben ser provistos entre cada sección tubular para llevar la señal de datos. La conflabilidad del conector es critica, debido a que la falla de cualquier conector impedirá la transmisión de datos. Un reto a la conflabilidad del conector es que el ambiente dentro del pozo es muy severo. El fluido de perforación bombeado a través del cordón de perforación es abrasivo y típicamente implica grandes presiones y temperaturas, y este cordón de perforación se somete a grandes tensiones de tensión, compresión, doblado y torsión. El manejo superficial de elementos tubulares, también reta la conflabilidad del conector. Se aplica tradicionalmente grasa pesada a las juntas entre las secciones tubulares. Las conexiones son "clavadas" juntas y luego compuestas. Durante el clavado, los contactores eléctricos están en riesgo de tener impactos . Si un sistema de transmisión confiable, que usa una señal eléctrica, se logra, altos regímenes de transmisión de datos peden suministrar una buena información durante las operaciones de perforación y después durante la producción de hidrocarburos. Los avances en sensores permite recoger datos valiosos acerca del desempeño durante la perforación, de la formación que rodea el barreno del pozo y las condiciones de este barreno del pozo. El valor de esos datos aumentará si están disponibles en un tiempo real. Lo que es aún necesario es una conexión para un elemento tubular que permite la transmisión confiable de datos, a pesar de los muchos retos a la conflabilidad del conector, presentes en las aplicaciones bajo del pozo.

Compendio de la Divulgación En un aspecto, la presente invención incluye una conexión roscada de cuña, que comprende un miembro de pasador, acoplado roscadamente a un miembro de caja. Asimismo, la conexión además comprende un primer conector de datos, incrustado en una porción de una rosca del miembro de pasador, y un segundo conector de datos, incrustado en una porción de una rosca del miembro de caja. En la combinación seleccionada del miembro de pasador con el miembro de caja, el primer conector de datos acopla el segundo conector de datos, de modo que una señal de datos pueda pasar desde el miembro del pasador al miembro de caja. En otro aspecto, la presente invención incluye un método de fabricar una conexión roscada de cuña, que incluye formar una rosca de cuña de pasador sobre un miembro de pasador, incrustar un primer conector de datos en uno de la raíz y una cresta de la rosca de cuña del pasador, formando una roca de cuña de caja en un miembro de caja, que incrusta un segundo conector de datos en uno de la raíz y una costa de la rosca de cuña de caja, y combinar el miembro del pasador con el miembro de caja, de modo que el primer conector de datos y el segundo conector de datos estén en comunicación entre si. En otro aspecto, la presente invención incluye un método para combinar una conexión, que tiene un miembro de pasador y un miembro de caja, con roscas de cuña. El método incluye aplicar una cantidad creciente de torsión a la conexión, en que esta conexión comprende un contactor incrustado en las roscas de cuña uno del en cada miembro de pasador y el miembro de caja, de manera que el primer conector de datos y el segundo conector de datos se encuentren en comunicación mutua.

En otro aspecto, la presente invención incluye un método para combinar una conexión, que tiene un miembro de pasador y un miembro de caja, con roscas de cuña. El método incluye aplicar una cantidad creciente de torsión a la conexión, en que la conexión comprende un contactor incrustado en las roscas de cuña en cada uno del miembro de pasador y el miembro de caja, determinar si se ha formado una conexión eléctrica y continuar para aplicar una cantidad creciente de torsión hasta que se haya formado la conexión eléctrica. En otro aspecto, la presente invención incluye un método para combinar una conexión, que tiene un miembro de pasador y un miembro de caja, con roscas de cuña. El método incluye aplicar una cantidad creciente de torsión a la conexión, en que esta conexión comprende un conector óptico incrustado en las rocas de cuña en cada uno del miembro de pasador y el miembro de caja, determinar si una conexión óptica se ha formado y continuar por aplicar la cantidad creciente de torsión, hasta que se haya formado la conexión óptica.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 muestra una conexión que tiene contactores eléctricos, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 2 muestra una vista detallada de los contactores eléctricos mostrado en la Figura 1 ; la Figura 3A muestra un contactor eléctrico incrustado en una rosca de cuña, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 3B muestra un contactor eléctrico incrustado en una rosca de cuña y que se intenta para el contacto eléctrico con el contactor eléctrico mostrado en la Figura 3A, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 3C muestra otro contactor eléctrico incrustado en una rosca de cuña y que se intenta para el contacto eléctrico con el contactor eléctrico mostrado en la Figura 3A, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 4A muestra una sección transversal del contactor eléctrico mostrado en la Figura 3A; la Figura 4B muestra una sección transversal del contactor eléctrico mostrado en la Figura 3B; la Figura 4C muestra una sección transversal del contactor eléctrico mostrado en la Figura 3C; la Figura 4D muestra los contactores eléctricos de las Figuras 3A y 3B haciendo contacto eléctrico; la Figura 5A muestra una sección transversal de un contactor eléctrico, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 5B muestra una sección transversal de un contactor eléctrico que se intenta para hacer contacto eléctrico con el contactor eléctrico mostrado en la Figura 5A, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 6A muestra una sección transversal de un contactor eléctrico, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 6B muestra una sección transversal de un contactor eléctrico intentado para hacer contacto eléctrico con el contactor eléctrico mostrado en la Figura 6A, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 7 muestra una conexión, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 8 muestra una conexión, de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; las Figuras 9A, 9B y 9C muestran secciones transversales de algunas de las formas de rosca que pueden ser usadas con algunas modalidades de la presente invención; la Figura 10 muestra una sección transversal de un contactor eléctrico, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 11 muestra una vista esquemática que dibuja una conexión roscada que tiene un esquema de transmisión de datos ópticos, de acuerdo con una modalidad alternativa de la presente invención; las Figuras 12 y 13 muestra una vista esquemática de los dibujos de las rutas de ondas ópticas tangenciales de la presente invención.

Descripción Detallada La invención se refiere, generalmente, a conexiones y elementos tubulares para su uso con la transmisión de datos. Más específicamente, la invención se refiere a conexiones roscadas incrustadas en las roscas, para permitir la transmisión de datos a través de las conexiones. Particularmente, tales conectores de datos pueden incluir, pero no se limitan a, los contactos eléctricos, fibras ópticas e inductores electromagnéticos. Comenzando con la Figura 1, se muestra una conexión para un elemento tubular, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En la Figura 1, la conexión incluye un miembro 101 de pasador y un miembro 102 de caja. Se forma una conexión eléctrica 103 en las roscas del miembro 101 de pasador y el miembro 102 de caja. La Figura 2 proporciona una vista detallada de la conexión eléctrica 103. En esta modalidad, la conexión eléctrica 103 se hace por el contacto entre un contactor 201 y un contactor 202, el cual se hace con un material eléctricamente conductivo, tal como el aluminio o el cobre. Las personas con experiencia ordinaria en la materia reconocerán que un numero de otros materiales pueden ser usados. En una modalidad, los contactores 201 y 202 pueden ser de cobre chapeados con oro o de otro metal. Estos contactores 201 y 202 están cada uno incrustados en un material eléctricamente aislador 211 y 212, respectivamente, que llena sustancialmente las hendiduras 261 y 262. Alambres eléctricos aislados, 105 y 106 se conectan a los contactores 201 y 202, respectivamente., Los contactores 201 y 202 se ubican sobre las roscas del miembro 101 de pasador y el miembro 102 de caja, de manera que forman una conexión eléctrica 103 sobre la combinación seleccionada del miembro 101 de pasador con el miembro 102 de caja. Según se usa aquí, la "combinación" se refiere al enroscado del miembro 101 del pasador y el miembro 102 de caja, junto con una cantidad deseada de torsión, o basado en la posición relativa del miembro 101 de pasador con el miembro 102 de caja. Después de componer la conexión, los datos pueden ser transmitidos a través de la conexión por medio de los contactores 201 y 202, y a través de lasos alambres de vias tubulares 104 y 106.

Continuando con la modalidad, mostrada en la Figuras 1 y 2, la forma de rosca usada para la conexión tiene raices y crestas planas relativamente anchas, (mostradas como el articulo 221 en la rosca de caja y articulo 222 en la rosca de pasador, respectivamente, en la Figura 2) que son sustancialmente paralelas al eje central 180 del elemento tubular. El uso de la forma de rosca, relativamente ancha, proporciona un área suficiente para formar hendiduras 261 y 262 en las roscas, sin reducir significantemente la resistencia de la conexión roscada. En esta modalidad particular, la hendidura 261 se forma .en la cresta roscada de pasador 222 y la hendidura 262 se forma en la raíz roscada de caja 221. En una modalidad alternativa, las hendiduras 261 y 251 para los contactores 201 y 202 pueden ser formadas en la raíz roscada del pasador 292 y la cresta roscada de caja 291. La colocación de la conexión eléctrica 103 en la modalidad mostrada en la Figura 1 se debe a las características de la rosca usada para la conexión. En la Figura 1, una "rosca de cuña" se usa. Estas "roscas de cuña" se caracterizan por roscas que aumentan en ancho (es decir, la distancia axial entre los flancos 225 y 228 de carga y los flancos 121 y 131 que atraviesan) en direcciones opuestas sobre el miembro de pasador 101 y el miembro 102 de caja. Las roscas de cuña son descritas extensamente en la Patente U.S. No. RE 30,647, expedid a Blose, Patente U.S. No. RE 334,467 expedida a Reeves, Patente U.S. No. 4,703,965, expedido a Ortloff, y Patente U.S. No. 5,454,605, expedida a Mott, todas cedidas al cesionario de la presente invención e incorporadas aquí como referencia. Sobre el miembro 101 del pasador, la cresta 222 de la rosca del pasador es estrecha hacia el extremo distal el miembro 101 de pasador, mientras la cresta de rosca de caja 291 es ancha. Moviéndose a lo largo del eje 180 (de derecha a izquierda) la cresta de rosca 222 de pasador se ensancha, mientras la resta de rosca 231 se estrecha. En esta modalidad, la conexión eléctrica 103 se ubica cerca del ancho máximo de la cresta roscada 222 del pasador y la raí roscada 221 de la caja. Generalmente, será preferible tener la conexión eléctrica 103 sobre la raíz roscada 292 del pasador y la cresta roscada 291 de la caja para fines de fabricación, debido a que las crestas de rosca 291 de la caja son más accesibles. Además, estando colocado en la raíz de rosca 292 del pasador, el contactor 201 estará protegido del daño debido al manejo. Cuando una rosca de cuña se usa, típicamente, la porción más ancha de la raíz de rosca 393 del pasador está más cercana al extremo distal del miembro 102 del pasador. En la conexión mostrada en la Figura 1, esta ubicación sobre el miembro 101 del pasador coincide con el punto de falla más probable para la conexión. Mientras las modalidades de la presente invención afectan mismamente la resistencia general en la conexión, la remoción de material en la rosca puede ser un punto de falla potencial. Debido a esto, la conexión mostrada en la Figura 1, tiene la conexión eléctrica 103 dispuesta en la cresta de rosca 222 del pasador y la raíz de rosca 221 de la saja, donde ambas están más cercanas a su punto más ancho y expuestas a tensiones mínimas durante el uso. Esto permite mayor espacio para ubicar los contactores 201 y 202 en sus hendiduras respectivas 261 y 262. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que la conexión eléctrica 103 puede ser formada en otras ubicaciones sobre el miembro 101 del pasador y el miembro 102 de la caja, basado en las características de la conexión, sin apartarse del ámbito de la presente invención. Por ejemplo, si una rosca no de cuña (es decir, que tiene un ancho de cosca constante) se usa, los contactores eléctricos 201 y 201 podrían estar ubicados en una ubicación similar sobre la conexión, pero en la raíz 292 de rosca del pasador y la cresta roscada 291 de la raíz . Enfocando en el detalle de la conexión eléctrica 103, mostrada en la Figura 2, las hendiduras 21 y 262 pueden ser formadas sustancialmente centradas sobre la raíz 221 de rosca de la caja y la cresta 222 de rosca del pasador, que no afectan el área de los flancos, 225 y 226, de la carga y los flancos 232 y 231, de clavado. Debido a que las conexiones son diseñadas típicamente con un gran factor de seguridad para la resistencia general de la conexión, la remoción de una porción media de una rosca o afecta significantemente la resistencia de la conexión. En esta modalidad, la hendidura 261 formada en la cresta 222 de rosca del pasador es menos profunda que la altura de rosca de pasador general (es decir, no tan profunda como la raíz 292 de rosca del pasador) Para la hendidura 262 formada en la rosca de raíz, en ese ejemplo, la raíz 221 de la rosca de caja, que remueve algo de material del miembro 102 de caja, es inevitable, in embargo, la ubicación cerca de la cara de caja (artículo 131 en la Figura 1) en esta modalidad no se expone a tensiones significantes. Debido a esto, cualquier debilidad del miembro 102 de caja en el área de la conexión eléctrica 103 tiene poco efecto en la resistencia de la conexión. En las Figuras 3A, 3B y 3C, se muestran vistas de roscas "sin envolver" que tienen contactores dispuestos ahí, de acuerdo con algunas modalidades de la presente invención. La vista de la rosca no envuelta se crea por desenrollar esta rosca a lo largo de la longitud axial de la conexión. Modalidades de la presente invención tienen un contactor que cuenta con una mayor "longitud helicoidal" que un segundo contactor. Según se usa aquí, la "longitud helicoidal" se refiere al número de vueltas de la rosca que el contactor se dispone, y puede ser expresado en el número de grados alrededor del eje del elemento tubular (es decir, 360 grados en un paso de rosca) . El contactor 303 mostrado en la Figura 3A puede ser usado con cualquiera de los contactores 201 mostrado en las Figuras 3B y 3C para formar una conexión eléctrica cuando el miembro del pasador y el miembro de caja se combinan. La rosca mostrada en las Figuras 3A, 3B y 3C es una rosca de cuña, como se muestra por el ancho ahusado de a rosca. En una modalidad particular, mostrada en la Figura 3A, el contactor 202 se despoje en la raíz 221 de rosca de caja (como se muestra en la Figura 1 como una sección transversal) . El contactor 202 en la Figura 3A, puede ser más largo que un contactor 201 dispuesto en la cresta 222 de rosca del pasador, tal como en las modalidades mostradas en las Figuras 3B y 3C. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que el contactor 202 puede estar dispuesto sobre la raíz de rosca o la cresta de rosca sobre el miembro del pasador o el miembro de caja, sin apartarse del ámbito de la presente invención. Continuando con la Figura 3A, el contactor 202 se dispone en una hendidura 262 que se llena con un material aislador eléctricamente 212. La hendidura 262 está sustancialmente centrada en la raíz 221 de rosca de la caja. Un método para formar la hendidura es usar un fresador de extremo (no mostrado) y cortar la hendidura 262 en la raíz 221 de rosca de la caja, previamente maquinada. En esta modalidad, se usa un fresador de extremo de tipo ensamblado (es decir, que tiene un extremo ahusado al exterior. Cuando se forma la hendidura 262 de ensamblado, la fresadora pude hundirse dentro de cualquier extremo de la hendidura 262. Un corte 242 de tipo hundido circular se muestra en el extremo izquierdo (porción más estrecha de la rosca) de la hendidura 272. En otras modalidades, la hendidura 262 puede no estar ensamblada. Una ventaja de una hendidura de ensamblado es que puede ayudar a prevenir la pérdida del contactor 202 por la provisión de la resistencia a la remoción forzada del material aislador eléctricamente 212. En la Figura 3B, un contactor 201 se muestra. Este contactor 201 puede ser adaptado para ser usado con el contactor 202, mostrado en la Figura 3A. La hendidura 261 se forma en la porción de la cresta 222 de rosca de pasador, que coincide con la porción de la raíz 221 de rosca de caja mostrada en la Figura 3A. en esta modalidad, la hendidura 261 se ha formado en una configuración general de tipo ensamblado, como se muestra por el Cork hundido 241 en el extremo derecho (porción más ancha de la rosca), de la hendidura 261. En la Figura 3B, el contactor 201 tiene una configuración generalmente cilindrica con un diámetro que es sustancialmente el mismo como el ancho del contactor 202, mostrado en la Figura 3A. La Figura 3C muestra una vista parcial de una modalidad alternativa del contactor 201. En la Figura 3C, el contactor 201 tiene una longitud helicoidal mayor que el contactor 201, mostrado en la Figura 3B, sin embargo, ambos tienen una longitud helicoidal más corta que el contactor 202, mostrado en la Figura 3A. Se debe notar que el contactor 201 mostrado en la Figura 3B, se dispone en una hendidura 261 que es mayor que la hendidura 262 mostrada en la Figura 3A. La combinación de un contactor más largo 202 en una hendidura 262 más corta con un contactor 201 en una hendidura más larga 261 es un método preferible para resolver los problemas de conexión causados por la incertidumbre en la posición relativa del miembro 101 de pasador y el miembro 102 de caja, después de combinarse. Las conexiones se componen típicamente en un intervalo de torsión. Debido a la variancia en la torsión usada para componer la conexión, al igual que las tolerancias de fabricación, afecta la posición relativa del miembro del pasador y el miembro de caja, la posición relativa de los contactores 201 y 202 es incierta. La incertidumbre de la posición de construcción final está generalmente limitada a un intervalo de aproximadamente 90 grados a aproximadamente 180 grados, pero puede variar ampliamente con base en las características de la conexión. Para lograr una conexión eléctrica, los contactores 201 y 202 deben ser puestos en contacto entre sí en la composición, y los contactores 201 y 202 no deben acortarse en una porción de la rosca opuesta. Para asegurar el contacto eléctrico, a pesar de la composición indeterminada, un contactor mayor 202 puede ser incrustado en el material aislador eléctricamente 212, que llena sustancialmente una hendidura 262, que tiene una longitud helicoidal para acomodar el contactor más largo 202. Un contactor 201 complementario más corto, puede ser incrustado en el material aislador eléctricamente 211, que llena sustancialmente una hendidura 261, que tiene una longitud helicoidal al menos tan grande como la longitud del contactor más largo 20. Un arreglo preferido para minimizar la longitud helicoidal general de la conexión eléctrica, es tener el contactor más pequeño 101 incrustado en una hendidura 261 en aproximadamente la mitad de la longitud helicoidal, con la hendidura 261 teniendo al menos el doble de la longitud helicoidal del contactor más largo 202. Esta relación asegura que, cuando se hace el contacto eléctrico entre el contacto más largo 202 y el contactor más corto 201, este contactor no hace contacto con la cresta 222 de rosca del pasador. En lugar de ello, todo el contacto más largo 202 estará en contacto con el contactor 201 más corto o el material aislador eléctricamente que lo rodea, 211, en la hendidura 261.

La certidumbre de la posición de la combinación es el factor primario en determinar la longitud helicoidal apropiada del contactor más largo, la cual, a su vez, determina la longitud de la hendidura 261 en la cual se dispone el contactor más corto 201. Menor certidumbre en la combinación requiere una conexión eléctrica más larga, mientras una certidumbre aumentada de la posición relativa del miembro de pasador y el miembro de caja permitir una conexión eléctrica más corta. La longitud general de la conexión eléctrica debe ser seleccionada para acomodar el intervalo esperado de la posición de la combinación. Por ejemplo, una conexión con ±45 grados de incertidumbre de a combinación, debe tener una conexión eléctrica diseñada para tener contacto eléctrico hecho sobre cuando menos un intervalo de 90 grados. Esto se puede lograr teniendo un contactor más largo 202 con una longitud helicoidal de aproximadamente 45 grados y un contactor 201 más corto incrustado en una hendidura 261 que tiene una longitud helicoidal mayor de aproximadamente 90 grados. Similarmente, una conexión con +90 grados de incertidumbre de composición puede tener un contactor más largo 202, con una longitud helicoidal de aproximadamente 90 grados y un contactor más corto 201 incrustado en una hendidura 261 que tiene una longitud helicoidal mayor de aproximadamente 180 grados. Los expertos ordinarios en la materia pueden variar la longitud helicoidal de cada contacto 201 y 202, según sea apropiado para la conexión particular, . sin apartarse del ámbito de la presente invención. Una solución alternativa a la composición de incertidumbre es tener dos contactores 201 y 202, con sustancialmente la misma longitud e incrustados cerca de la mitad de la longitud helicoidal de hendiduras del mismo tamaño 261 y 262. Por ejemplo, si la incertidumbre de combinación es de ±90 grados, dos contactores 201 y 202, que tienen longitudes helicoidales de aproximadamente 90 grados, pueden ser ubicados centralmente en las hendiduras 261 y 262, que tienen longitudes helicoidales de aproximadamente 180 grados. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que otras relaciones en tamaño entre los contactores 201 y 202 y las hendiduras 261 y 262 pueden ser ideadas para asegurar el contacto apropiado entre los contactores 201 y 202, sin apartarse del ámbito de la presente invención. Una propiedad de las roscas de cuña, que típicamente no tienen un soporte de torsión de tope positivo en la conexión, es que la composición es "indeterminada" y, como resultado, la posición relativa del miembro de pasador y el miembro de caja varía por una cantidad aumentada para un intervalo de torsión dado que se va a aplicar , que las conexiones que tienen un soporte de torsión de tope positiva.

Esta característica requiere generalmente una conexión eléctrica mayor, cuando se usa una rosca de cuña sin un soporte de torsión de tope positiva. Este soporte de la torsión de tope positivo se forma típicamente por tener la cara 131 de caja (véase la Figura l)en contacto con el soporte 132 del pasador en la posición de composición deseada. Mientras es opcional el soporte de torsión de tope positiva para una rosca de cuña, alguna forma de un tope positivo se usa para roscas no de cuña (es decir, roscas que van libremente). En algunas modalidades, una conexión se compone con base en la posición relativa del miembro de caja y el miembro de pasador. Esto se refiere comúnmente como la composición posicional" o una conexión oportuna. La combinación posicional corresponde generalmente a la cantidad deseada de torsión para la conexión y puede proporcionar mayor certidumbre en la posición relativa del miembro de pasador y el miembro de caja. Regresando a la Figura 1, se muestran otros aspectos de tener elementos tubulares para la transmisión de datos. Como se discutió antes, los alambres 105 y 106 transmiten la señal de datos a través del elemento tubular. Para guiar lo alambres 105 y 106, agujeros radiales, 108 y 109, se pueden formar en el miembro 101 de pasador, y el miembro 102 de caja, cera de a conexión eléctrica 103. Durante la fabricación, el alambre 105 puede ser guiado a través del agujero radial 108 y adjunto al contactor 201 (véase la Figura 2), antes de ser incrustado el contactor 201 en el material aislador eléctricamente 211. El agujero radial 108 se extiende al diámetro interno del elemento tubular, donde el alambre 105 puede luego ser guiado por la longitud del elemento tubular. Debido al fluido típicamente abrasivo, bombeado a través del elemento tubular y varias herramientas dentro del pozo, que tienen que para a través del interior del elemento tubular dentro del pozo, el alambre 105 se protege preferiblemente. Varias técnicas para proteger un alambre dentro de un elemento tubular son conocidas en el arte. En la Figura 1, un revestimiento 113 del tubo de fibra de vidrio se expande dentro del elemento tubular. Esto puede ser ejecutado usando las técnicas de revestimiento del tubo descritas en la Patente U.S No. 6,596,121, expedida a Reynolds, Jr . , y cedida al causahabiente de la presente invención. Esa patente se incorpora aquí como referencia. En este modalidad particular, el extremo del revestimiento 113 del tubo tiene una característica que se adapta para el ajuste dentro de una ranura 112, formada en el interior del elemento tubular para ayudar en mantener el revestimiento del tubo en la ubicación apropiada entre del elemento tubular. El revestimiento del elemento tubular puede ocurrir después de guiar el alambre 105 de modo que sea atrapado entre el revestimiento 113 del tubo y el interior del elemento tubular. Otra técnica de revestimiento del tubo, conocida en el arte, se describe en la Patente U.S. No. 3,593,391, expedida a Routh e incorporada aquí como referencia. Routh describe cementar un revestimiento enrollado un filamento de plástico o de fibra de vidrio dentro del elemento tubular, usando una pasta acuosa de cemento. En otras modalidades, el alambre 105 puede ser recubierto con una capa protectora de epoxi y adherida al interior del elemento tubular. Esta técnica para proteger un alambre se describe en la Patente de U.S. No. 6,717,501, expedida a Hall et al., y en la Patente U.S. No. 3,518,608, expedida a Papaopoulos. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que otras técnicas para proteger el alambre dentro del elemento tubular pueden ser usadas sin apartarse del ámbito de la presente invención. Continuando con la Figura 1, el miembro 102 de caja requiere una diferente ruta de alambre 106 que el alambre 105 en el miembro 101 de pasador. Para guiar el alambre 106 un agujero radial 109 puede ser perforado para permitir que el alambre 106 se adjunte al conector 202 y guía hacia el diámetro externo del miembro 102 de caja. Debido a que el diámetro externo del elemento tubular se expone a fricción y hace impacto con el interior del barreno del pozo, el alambre 107 debe también ser protegido. Para proteger el alambre 106, una hendidura de tamaño apropiado 104 puede ser formada en la superficie externa del miembro de caja, a lo largo de la conexión. La longitud de la hendidura 04 debe ser seleccionada para ser suficientemente carga para el alambre 106 y guiar pasando la longitud de la porción roscada di miembro 102 de la caja. En ese punto, otro agujero radial 110 se puede formar en el miembro de caja 102, que va a través del interior del elemento tubular. Como con el alambre 105 en el miembro 101 del pasador, el alambre 106 puede ser protegido con un revestimiento 113 u otro método de protección conocido en el arte. Para proteger el alambre en el exterior del miembro 102 de caja, la hendidura 104 puede ser llenada con una resina epoxi u otro material protector, después de colocar el alambre 106 en la hendidura 104. Los presentes inventores creen que, en ciertas modalidades, la conexión eléctrica debe ser aislada de la presión y contaminantes potenciales, que pudieran interferir con la conexión eléctrica formada entre dos contactores. Se proponen tres arreglos de sellado general para aislar la conexión eléctrica: un sello de rosca, un sello en cada costado de la conexión eléctrica por si mismo. Cualquier combinación de estos acercamientos puede ser usada para asegurar que la conexión eléctrica sea aislad adecuadamente de la presión y contaminantes. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que otros arreglos de sellado pueden ser diseñados para aislar la conexión eléctrica sin apartarse del ámbito de la presente invención . La Figura 1 puede ser usada para ilustrar un ejemplo de un sello de rosca combinado y un sello en cada costado del acercamiento de conexión eléctrica para aislar esta conexión eléctrica de los fluidos. Roscas de cuña, como se muestran en la Figura 1, exhiben típicamente un sellado de rosca, que significa que un sello de presión es realmente formado sobre al menos una porción de las roscas. Una forma adecuada para una rosca de cuña, capaz de formar un sello de rosca, se describe en la Patente U.S. No. RE 34,467, previamente discutida, expedida a Reeves. Haciendo referencia a la Figura 2, un sello efectivo de rosca se puede lograr con al menos alguna interferencia de una porción de una cresta 222 de rosca de pasador, y la raíz 221 de rosca de caja o raíz 292 de rosca de pasador y la cresta 291 de rosca de caja, además del contacto entre los flancos, 225 y 226, de carga y los flancos 231 y 231 que cruzan. En una modalidad, la interferencia de raíz /cresta puede ocurrir en la conexión eléctrica 102, tal como una presión de contacto se ejerce entre los contactores 201 y 202, cuando la conexión se compone. En tal modalidad, los contactores 201 y 202 pueden estar sustancialmente a ras con su raíz y cresta respectivas. La interferencia de raíz / cresa que proporciona un sello de rosca, puede también proporcionar una conexión eléctrica 102 más efectiva que exhibe menos pérdida de señales. Como se discutió antes, un arreglo sellador alternativo es tener un sello en cada costado de la conexión eléctrica 103. Este arreglo sellador es también mostrado en la modalidad de la Figura 1. En la Figura 1, la conexión tiene un sello elastomérico 130, dispuesto entre el miembro 102 de caja y el miembro de pasador 101, cerca de la cara 130 de la caja. En el otro extremo de la conexión, un sello de metal contra metal 133 existe entre el miembro de caja 102 y el mimbro de pasador 101. En otra modalidad, una conexión de dos pasos (es decir, que tiene dos porciones de rosca en cada miembro de caja 102 y miembro de pasador 101) con un sello medio, puede ser usada. Un ejemplo de un sello medio se describe en la patente U.S. No. 6,543,816, expedida a Noel e incorporada aquí como referencia. Los expertos ordinarios en el arte apreciarán que la ubicación y tipo de sello usado puede variar para aislar la conexión eléctrica sin apartarse del ámbito de la presente invención . Volviendo a las Figuras 4A, 4B y 4D, se muestra una conexión eléctrica, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En las Figuras 4A y 4B, se muestran dos contactores coincidentes, 201 y 202, En la Figura 4D, los contactores 201 y 202, mostrados en las Figuras 4A y 4B, son coincidentes para formar una conexión eléctrica. En esta modalidad, el contactor 202 se dispone hinchado de la raíz 221 de rosca de la caja. El contactor hinchado 202 puede ser incrustado en un material aislador eléctricamente, elastomérico ("EEIM") . El uso de un contactor hinchado 202 en combinación con el EEIM 212, puede lograr dos funciones. Primera, la hendidura 262 puede ser llenada sustancialmente con el material EEIM 212, de modo que cuando el contactor hinchado 202 es prensado en la hendidura 262 por contacto con el contactor coincidente 201, el material EEIM 212 se extruye parcialmente fuera de la hendidura 262 para formar un sello contra el material aislador eléctricamente 211, que llena sustancialmente la hendidura 261. Para rodear completamente los contactores 201 y 202, el más largo de los dos contactores, 201 y 202, puede ser dispuesto hinchado de su raíz o resta respectiva. Esto asegura que todas las porciones conductivas de la conexión eléctrica sean selladas contra el fluido y otros contaminantes. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que muchos diferentes materiales elastoméricos pueden ser usaos sin apartarse del ámbito de la presente invención. Por ejemplo, en una modalidad, el material EEIM puede ser hule de nitrilo con aproximadamente 90 de durómetro. El hinchado de los contactores 201 y 202 se dispone con una relación cercana a las propiedades del material aislador 211 y 212 usado. Por ejemplo, un material aislador suave 211 y 212, con una alta elasticidad, puede ser usado con los contactores 201 y 202, dispuestos en forma muy hinchada, mientras un material aislador duro 211 y 212, tal como Delri™ (vendido por E.. I. duPont de Nemours & Co., Wilmington Delaware) puede tener contactores, 201 202, montados sustancialmente a ras con sus raices y crestas respectivas. En otra modalidad, un contactor hinchado 202, incrustado en un material EEIM 212 proporciona una fuerza de resorte que prensa el contactor hinchado 202 contra el conector coincidente 201, cuando se compone la conexión. Esto puede ayudar a asegurar que se forma una conexión eléctrica efectiva entre los contactores 201 y 202. Una fuente alternativa para esta fuerza de resorte es mostrada en la Figura 4C, que es una sección transversal del contactor 201 mostrado en la Figura 3C. Como se muestra en la Figura 4C, el contactor 201 se dispone hinchado de la cresta 222 de rosca de pasador. Para proporcionar una fuerza de resorte, el contactor 201 tiene una configuración de un "muelle" con una porción arqueada 253 con extremos planos 251 y 251. Cuando se comprime durante la composición, la deflexión de la porción arqueada 253 proporciona una presión de contacto contra el conector coincidente 202 para ayudar a proporcionar una conexión eléctrica efectiva. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que muchas formas para los contactores eléctricos 01 y 202, pueden ser usadas para proporcionar una fuerza de resorte sin apartarse del ámbito de la presente invención. Por ejemplo, en una modalidad, cualquier contactor 201 ó 202, puede tener una sección transversal tubular semicircular, a lo largo de la longitud helicoidal del contactor 201 ó 202. La compresión de la sección transversal tubular semicircular o completamente circular, puede proporcionar una fuerza de resorte cuando es forzada en contacto durante dicha composición . Como se discutió antes, teniendo una hendidura para los conectores, que tenga un ahusamiento hacia el exterior, tal como de tipo ensamblado, ayuda a retener el material aislador eléctricamente, y el contactor incrustado ahí, dentro de la hendidura. Los ensamblados de "cola de milano" se refieren comúnmente como formas "atrapadas" debido a que un objeto con tal forma, no pueden ser halados hacia arriba fuera de una hendidura de tipo cola de milano. Según se usa aquí, una forma "atrapada" significa que una porción debajo de la superficie de la forma es más ancha que la superficie. Por lo tanto, modalidades de la presente invención pueden usar las formas atrapadas. Sigue una discusión de las formas atrapadas. En las Figuras 5A, 5B. 6A y 6B, se muestran las secciones transversales de los conectores 201 y 202 incrustados en el material aislador eléctricamente, 211 y 212, de acuerdo con múltiples modalidades de la presente invención, cada una de las modalidades descritas abajo e intenta para las hendiduras (261 y 262 en la Figura 2) formadas con un perfil atrapado. En las Figuras 4A y 5B, el material aislador eléctricamente 211 y 212 tiene una configuración en T, con porciones extendidas 501. Cuando el material aislador eléctricamente, 211 y 212 se inserta o vacia y se forma dentro de las hendiduras 261 y 262, que tienen las formas mostrdas en las Figuras 5A y 5B, las porciones extendidas 501 proporcionan un área de corte a través de las hendiduras 261 y 262, que resisten la remoción de los contactores 201 y 20 de sus hendiduras respectivas 261 y 262. Los expertos ordinarios en la materia entenderán que la hendidura 261 sobre el miembro pasador 101 puede no ser idéntica en tamaño y configuración a la hendidura 262 sobre el miembro 102 de caja. En las Figuras 6A y 6B, el material aislador eléctricamente, 211 y 212, tiene una configuración generalmente en ensamblado, pero también incluye una sección curvada hueca 605. Las secciones curvadas huecas 605 proporcionan un volumen para el material aislador eléctricamente 211 y 212, el cual puede ser casi incompresible, para llenar cuando se comprime por el contacto entre los contactores 201 y 202. En una modalidad, el volumen de las secciones curvadas huecas 06 puede ser aproximadamente igual al volumen del contactor 202, que se dispone hinchadlo. El volumen deseado de las secciones curvadas huecas 605 puede ser menor si el material aislador eléctricamente 211 tiene una mayor compresibilidad. Un área de alivio, tal como la sección curvada hueca 605, puede ser usada para proporcionar una fuerza de resorte cuando se usa un elastómero como el material aislador 211 y 212. Las Figuras 6A y 6B también muestran los contactores 201 y 202, de cuerdo con una modalidad de la presente invención. Los contactores 201 y 202 tienen porciones de contacto no planas en espejo 601 y 602, respectivamente. En esta modalidad, el contactor 202 tiene una porción de contacto 502 curvada al exterior, y se dispone hinchada del material aislador eléctricamente 212. El contactor coincidente 201 tiene una porción 601 de contacto, curvada al interior. El uso de porciones de contacto no planas 601 y 602 proporciona una mayor área de contacto entre los contactores 201 y 202, comparado a los contactores planos, como se muestra en las modalidades previamente discutidas. En la Figura 10, se muestra un contactor 201, se acuerdo con una modalidad de la presente invención. La hendidura 261 puede tener una configuración atrapada alterna, como se muestra en la Figura 10. El contactor 201 también tiene una configuración atrapada, la cual es una configuración ensamblada en esta modalidad. El contactor atrapado 201 puede ser usado para reducir el riesgo del contactor 201 de dañarse o perderse durante el manejo de la conexión. La modalidad mostrada en la Figura 10 puede ser formada vaciando un material aislador eléctricamente 211 dentro de la hendidura 261 previamente formada, el cual puede tener un alambre 105, que se extiende hacia arriba desde el agujero radial 108. Antes de endurecer el material aislador eléctricamente vaciado 211, el contactor 201 puede ser adjunto al alambre 105 y colocado en el material aislador eléctricamente 211 conforme endurece. Este proceso proporciona una conexión eléctrica integral con un material aislador eléctricamente 211, trabado mecánicamente, y el contactor 201, y reduce la necesidad de que resinas epoxi unan el material aislador eléctricamente 211 a la hendidura 261. En algunas modalidades, para prevenir la interferencia eléctrica con la conexión eléctrica, un contaminante no conductivo (es decir, grasa) puede ser usado sobre la conexión durante la composición, en lugar del contaminante típico que contiene grafito o cobre. El uso de un contaminante conductivo que contenga grafito o cobre, puede resultar en la atenuación (es decir la pérdida de potencia) de la señal eléctrica, o posiblemente un corto de la conexión eléctrica, si suficiente contaminante se coloca, para proporcionar una ruta conductiva desde la conexión eléctrica a una porción de las roscas. Una contaminación no conductiva, tal como aquella que contiene Teflon™ (vendida por E.I. duPont de Nemours & Co., Wilmington, Delaware), puede ayudar a reducir la atenuación de la señal eléctrica a través de la conexión eléctrica . Volviendo a la Figura 7, se muestra una conexión, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En la Figura 7, el elemento tubular tiene un forro similar al mostrado en la Figura 1 y descrito en la Patente U.S. No. 6,569,121, discutida previamente, expedida a Reynolds, Jr . La conexión en la Figura 7, sin embargo, no contiene ranuras 112 (véase la Figura 1) para retener el forro 113. En lugar de ello, este forro 113 se extiende al extremo de los elementos tubulares y se prensa entre el miembro 102 de caja y el miembro 101 de pasador, en la saliente 111 del pasador. Además de retener el forro 113, la porción apretada del forro 113 puede también proporcionar un sello entre el miembro 101 de pasador y el miembro 102 de la caja. En la modalidad mostrada en la Figura 7, la conexión pede tener un sello de rosca y/o una conexión eléctrica que sella, además del sello de la saliente 111 del pasador. En la Figura 8, se muestra una conexión roscada que va libre, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Cuando la conexión tiene una forma de rosca suficientemente ancha, para acomodar las hendiduras para los contactores, aspectos de la invención pueden ser usados con roscas que van libres. Si la rosca seleccionada es incapaz de formar un sello de rosca suficiente, otros arreglos de sello pueden ser usados para aislar una conexión eléctrica 103. En este modalidad, se forma un sello en el soporte de torsión 805 de tope positivo, entre la cara 131 de la caja y el soporte 132 del pasador. Un sello medio 802 el cual se ubica sobre el otro costado de la conexión eléctrica 103 desde el soporte de torsión positiva 804, puede ser usado para aislar la conexión eléctrica 103. El sello medio 801 es colocado entre los dos pasos (paso grande 810 y paso pequeño 811). La conexión puede también incluir un sello formado en la saliente 111 del pasador, entre el miembro 101 del pasador y el miembro 102 de la caja. En la conexión mostrada en la Figura 8, la conexión eléctrica 103 puede ser ubicada en cualquier porción seleccionada de la conexión, con base en las consideraciones de diseño de la conexión, debido a que las roscas que van libres tienen un ancho constante a lo largo de la conexión, en esta modalidad, la conexión eléctrica 103 se dispone en la raíz 292 de rosca del pasador y la creta de rosca 291 de la caja. En las Figuras 9A, 9B y 9C, varias formas de rosca que se pueden usar con las modalidades de la presente invención, se muestran. Debido a que modalidades de la presente invención tienen hendiduras formadas dentro de las crestas y raíces de las roscas, las formas de roscas seleccionadas deben tener crestas anchas y raíces con relación a la altura de la rosca. Generalmente, los sellos de la soca son difíciles de lograr con las roscas que van libres, que tienen crestas y raíces anchas, sin embargo, las mismas formas de roscas pueden tener sellos de rosca cuando se usan para las roscas de tipo cuña. La Figura 9 muestra una forma de rosca de semi-ensamblado. al forma de rosca para las roscas de cuña se describe en la Patente U.S. No. 5,360,239, expedida a Klementich e incorporada aquí como referencia. La Figura 9B muestra una forma de rosca que tiene un flanco 901 de clavado de múltiples facetas. En otras modalidades, el flanco 225 de carga puede también ser de múltiples facetas. Tal forma de rosca se derribe en la Patente U.S., No. 6,722,706, expedida a Church e incorporada aquí como referencia. La Figura 9C muestra una forma de rosca abierta con una configuración generalmente rectangular. Tal forma de rosca se derribe en la Patente U.S. No. 6,578,880, expedida a Watts. Cada forma de rosca anterior es una forma de rosca de ejemplo que se puede usar para las modalidades de la presente invención, que tiene o roscas de cuña o roscas que van libres. La característica generalmente importante es aquella con un ancho de rosca suficiente para acomodar la conexión eléctrica. Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que el ancho de rosca suficiente puede depender de la conexión eléctrica particular incrustada en la rosca. Por ejemplo, una conexión eléctrica con un alambre de calibre grande para las señales de potencia mayor transmitidas, requerirá una forma de rosca más ancha. Un aspecto único de las roscas de cuña es que los extremos de la conexión generalmente tienen raices y crestas más anchas comparados con aquellos de las roscas que van libres. Una forma de rosca similarmente ancha en una rosca que va libre seria una rosca favorablemente más gruesa. Una variable general en las roscas de cuña que determina la rosca más ancha con relación a la rosca más estrecha es conocido comúnmente como una "relación de cuña". Según se usa aquí, la "relación de cuña", aunque técnicamente no es una relación, se refiere a la diferencia entre la guia del flanco de clavado y la guia del flanco de carga, que causa que las roscas varíen en ancho a lo largo de la conexión. Una discusión detallada de las relaciones de cuña es provista en la Patente U.S. No. 6,206,436, expedida a Mallis, y cedida al causahabiente de la presente invención. Esa patente se incorpora aquí como referencia. Como se describe por Mallis, una conexión de rosca de cuña puede tener dos pasos (véase la Figura 8 de la presente solicitud para un ejemplo de una conexión roscada de dos pasos) con cada paso teniendo una diferente relación de cuña. En una modalidad, una relación de cuña mayor puede ser usada para el paso grande de modo que una rosca más ancha exista en el paso grande para acomodar la conexión eléctrica. En modalidades que usan roscas de cuña, la combinación intermedia de la conexión puede ser usada para compensar el desgaste de los contactores. Como una rosca de cuña se combina, la interferencia entre las raices y crestas del miembro de pasador y el miembro de caja aumenta. En una modalidad, la conexión que tiene roscas de cuña, puede ser compuesta al valor de la torsión nominal, con base en la cantidad de torsión requerida para prevenir el desplazamiento posterior de la conexión durante la operación. Una prueba de continuidad puede ser realizada para asegurar una conexión eléctrica que se ha formado por los contactores. En una modalidad, el probador puede ser en la forma de un tapón insertado en la conexión en el extremo opuesto y el elemento tubular que se combina. Si a conexión eléctrica no se ha formado, la torsión puede ser aumentada, la cual aumenta la interferencia de raíz / cresta y, como resultado, aumenta la presión de contacto entre los contactores. Cuando existe suficiente presión de contacto entre los contactores, la conexión eléctrica será formada, lo cual seria indicado por la prueba de continuidad. en otra modalidad, la prueba de continuidad puede ser ejecutada conforme la conexión de realiza. La torsión puede aumentar sin detenerla hasta que el valor de la torsión está arriba del mínimo y una conexión eléctrica se ha formado. Asimismo, se debe entender que las modalidades aquí descritas no limitan la comunicación eléctrica entre los miembros de pasador y de caja de una conexión roscada. Particularmente, las modalidades de la presente invención pueden ser adaptadas para usar mecanismos de comunicación de dato ópticos, inductivos electromagnéticamente y otros tipos de ellos disponibles a un experto ordinario en la transmisión de datos a través de una conexión roscada. Esta comunicación de datos puede incluirla comunicación digital, comunicación analógica o una combinación de comunicaciones digital y analógica Como tal, el término de "conector" usado en las reivindicaciones anexas aquí, se debe interpretar con referencia a cualquier dispositivo capaz de transmitir y recibir una señala de datos hacia y desde otro dispositivo. Como tal, un conector, de acuerdo con esta invención, puede incluir contactos eléctricamente conductivos, rutas ópticas (por ejemplo, conductos de fibras ópticas, conexiones y terminaciones) inductores electromagnéticos (por ejemplo bobinas de alambres conductivos), transductores y conectores. En una primera modalidad alternativa, los conectores eléctricos (por ejemplo los contactores 201 y 202 de las Figuras 1-8 y 10) pueden ser reemplazados con conectores ópticos y el alambre eléctrico (por ejemplo 105 y 106 de las Figuras 1-8 y 10) pueden ser reemplazados con una guia de onda óptica (por ejemplo un cable de fibra óptica) con mínimos, si los hay, cambios en las raíces correspondientes 221 y crestas 222 de los miembros de pasador y de caja, 101, 03. Por lo tanto, en esta modalidad, los contactores eléctricos 201 y 202 de las Figuras 3A y 3B, pueden ser reemplazados con una estructura óptica equivalente, para crear una conexión óptica entre un miembro de pasador y un miembro de caja. Como tal, un conector óptico para reemplazar el contactor 2201, puede ser meramente una terminación de punto de un cable de fibra óptica, en tanto un conector óptico para reemplazar el contactor 202 puede incluir un prisma u otro dispositivo conocido en el arte, capaz de extender la superficie de emisión y recepción de un cable de fibra óptica sobre una , longitud. Asimismo, materiales aisladores 211 y 212 pueden ser reemplazados con materiales no reflejantes así que la dispersión posterior se minimiza entre los reemplazos ópticos para los contactos 201 y 202. Idealmente, los reemplazos ópticos parra contactores eléctricos largos 202 y cortos 201 son construidos de modo que una caída en intensidad a través de la conexión de minimice. Similarmente, en una segunda modalidad alternativa, los conectores eléctricos (por ejemplo, los contactores 201 y 202 de las Figuras 1-8 y 10) pueden ser reemplazados con conectores inductivos electromagnéticamente. Por lo tanto, en la segunda modalidad alternativa, los contactores eléctricos 201 y 202 de las Figuras 3A y 3B, pueden ser reemplázaos con inductores electromagnéticos para crear una conexión inductiva entre un miembro de pasador y un miembro de caja. Como tal, un conector inductivo electromagnéticamente para reemplazar del contactor 201 puede meramente ser una bobina inductiva sencilla en el extremo de un alambre eléctrico. Asimismo, un conector inductivo electromagnéticamente para reemplazar el contactor largo 202, puede incluir una pluralidad de bobinas inductivas (u otros dispositivos inductivos) conectadas de modo que la longitud de recepción sea mayor que el reemplazo para el contactor 201 relativamente corto. Igualmente, similar al mecanismo óptico, sugerido anteriormente, los materiales aisladores 211 y 212 pueden ser seleccionados para minimizar la retrodispersión electromagnética y prevenir el contacto eléctrico directo entre bobinas inductivas y los cuerpos de miembros tubulares 101 y 102. Asimismo, en una modalidad, los materiales aisladores 211 y 212 cubren completamente los reemplazos de bobinas inductivas para los contactores 201 y 202 para prevenir la comunicación eléctrica entre ellos del contacto físico directo. Idealmente, los reemplazos inductivos para contactores eléctricos largos 202 y cortos 201 se construyen de modo que las pérdidas electromagnéticas a través de la conexión se minimicen. En una tercera modalidad alternativa, la combinación intermedia de las roscas de cuña puede ser acomodada por una conexión roscada configurada para transmitir datos a través de la emisión tangencial de la energía óptica. Haciendo ahora referencia a la Figura 11, se muestra un dibujo de una vista de extrema esquemática de una conexión roscada 400, que tiene una emisión óptica. Particularmente, la conexión roscada 400 incluye un miembro 401 de pasador y un miembro de caja 402 y se configura para transmitir la información óptica desde un conector de guía 405 de onda óptica a un conector de guía 406 de onda óptica a través de una ruta óptica tangencial 403. Como se muestra, la ruta óptica tangencial 402 se extiende entre una raíz 421 de rosca de caja y una cresa de rosca de caja (y raíz de rosca de pasador) 422. Como se muestra, a ruta óptica tangencial 403 puede ser construida de Lucite u otro material de trasmisión óptica apropiado, conocido por un experto ordinario en la materia. Asimismo, en modalidades seleccionadas, las superficies externas de la ruta óptica tangencial 403, que se extiende entre guías de onda 405 y 406, puede ser recubierta con un material reflector para prevenir pérdidas en la intensidad óptica entre conectores ubicados en las guías de onda 405 y 406. Una ranura exterior 404 permite que la guia de onda óptica 407 de la caja sea desviada en alejamiento de la conexión roscada 400. Mientras la ranura exterior 40 puede ser una ranura axial que tiene dobleces a 90° similares a la anura 104 de las Figuras 1 y 7, la anura 404 puede también ser una ranura en forma de espiral, que tiene dobleces graduales para prevenir el daño a la guia de onda óptica 406. Similarmente, haciendo ahora referencia a las Figuras 12 y 13, una ruta tangencial óptica alternativa 503 se describe. La ruta 503 comprende un emisor óptico 505 y un colector óptico 506 separados por un ángulo radial T (y una longitud de cuerda C) de una conexión tubular que tiene un radio interno R y un espesor radial T. Asimismo, como se muestra en la Figura 112, un recubrimiento de refleja 510 se aplica al diámetro externo y el diámetro interno, de modo que la luz emitida por el emisor 505 pueda "rebotar" entre los diámetros interno y externo en ruta al colector 506. Como tal, suponiendo que la emisión tangencial desde el emisor 505, el ángulo t de arco máximo que se puede cruzar será de: Así, para un tubo con diámetro externo nominal de 1/2, el diámetro interno será de 6.35 cm y los espesores puede ser de 1.778 mm. Así, el ángulo T máximo sería de: =26.8° Ecl 2 Por lo tanto, un experto ordinario en la materia apreciaría que el ángulo T máximo puede ser aumentado reduciendo el diámetro interno R o también aumentando el espesor radial T. modalidades de la presente invención proporcionan una o más de las siguientes ventajas. En la presente invención, las conexiones eléctricas incrustadas en las roscas, son aisladas de la mayoría del ambiente severo, experimentado dentro del pozo. Esta característica ayuda a aumentar la conflabilidad para las conexiones eléctricas. Debido a la huella pequeña de las conexiones eléctricas descritas anteriormente, la resistencia general de la conexión roscada no es afectada significativamente. Además, los elementos tubulares que contienen las conexiones eléctricas pueden ser combinadas sin la necesidad de un cambio significante en los procedimientos. Debido a que las modalidades de la presente invención o pueden ser designadas para componentes repetidos e interrupciones de los conectores, las conexiones eléctricas pueden ser usada para conexiones en los componentes el tubo de perforación en el cordón de perforación o en las conexiones para el cordón de revestimiento. Una ventaja de tiene contactores dispuestos en las hendiduras formadas en raices y crestas substancialmente planos, más bien que el realzado de roscas, es que la resistencia de la conexión no es afectada significantemente. La colocación de las hendiduras no remueven cualquiera del flanco de carga o el flanco de clavado, que se someten a cargas significantes. Las hendiduras solamente reducen una porción pequeña del área de corte (es decir, el ancho de la rosca multiplicado por la longitud helicoidal) de las roscas. La mayoría de las conexiones se diseñan para tener una resistencia sustancial al corte en, las roscas que la conexión puede tomar en la tensión y compresión. Así, la reducción del área de corte sobre una porción pequeña de la rosca no afecta significantemente la resistencia de la conexión. Las conexiones eléctricas directas, tal como a través de los contactores dispuestos en la conexión roscada, resultan en menor pérdida de señal entre las conexiones como se comparan a las técnicas inductivas. Como resultado, poco (impulso de señal, si lo hay, se requiere a lo largo de la longitud del cordón de perforación o el cordón de revestimiento, la cual puede ser de 9144 metros de largo /que pudiera, a su vez, tener aproximadamente 1,000 conexiones). La necesidad reducida o eliminada para la amplificación disminuye la complejidad de la transmisión de datos y puede también aumentar la conflabilidad por remover dispositivos que pudieran fallar y obstruir la transmisión de datos. Mientras la invención se ha descrito con respecto a un número limitado de modalidades, los expertos en la materia, que tengan el beneficio de esta invención, apreciarán que se pueden idear otras modalidades que no se aparten del ámbito de la invención, como se describe aquí. Por lo tanto, el ámbito de la invención debe estar limitada solamente por las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una conexión roscada de tipo cuña, la cual comprende: un miembro de pasador, acoplado roscadamente a un miembro de caja; un primer conector de datos, incrustado en una porción de una rosca del miembro de pasador; un segundo conector de datos, incrustado en una porción de una rosca del miembro de caja; en que en la combinación seleccionada del miembro de pasador con el miembro de caja, el primer conector de datos se acopla al segundo conector de datos, de tal manera que una señal de datos pueda pasar desde el miembro de pasador al miembro de caja.
2. La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que el primer conector de datos compendie un primer contacto eléctrico y el segundo conector de datos comprende un segundo contacto eléctrico
3. La conexión roscada de cuña de la reivindicación 2, que además comprende: un primer aislador, para aislar eléctricamente el primer contacto eléctrico de la rosca del miembro de pasador; y un segundo aislador, para aislar eléctricamente el segundo contacto eléctrico de la rosca del miembro de caja.
La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que el primero y segundo conectores de datos comprenden fibras ópticas .
La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que el primero y segundo conectores comprenden inductores electromagnéticos :
La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que el primer conector de datos se incrusta dentro de una cresta de la rosca del miembro de pasador y el segundo conector se incrusta en una raíz de la rosca del miembro de caja.
La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que el primer conector de datos se incrusta dentro de una raíz de la rosca del miembro de pasador y el segundo conector se incrusta en una cresta del miembro de caja.
La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que el primer conector de datos tiene una longitud helicoidal mayor a lo largo de la rosca de pasador que una longitud helicoidal a lo largo de la rosca del miembro de caja del segundo conector de datos.
9. La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que el primer conector de datos tiene una longitud helicoidal más corta a lo largo de la rosca de pasador que una longitud helicoidal a lo largo de la rosca del miembro de caja del segundo conector de datos.
10. La conexión roscada de cuña de la reivindicación 1, en que la rosca del miembro de caja y la rosca del miembro del pasador, cada una comprenden un paso de diámetro grande y un paso de diámetro pequeño.
11. La conexión roscada de cuña de la reivindicación 10, que además comprende un sello entre el paso de diámetro grande y el paso de diámetro pequeño.
12. Un método para fabricar una conexión roscada de tipo cuña, este método comprende: formar una rosca de cuña de pasador sobre un miembro de pasador; incrustar un primer conector de datos en una raíz y una cresta de la rosca de cuña del pasador; formar una rosca de cuña de caja sobre el miembro de caja ; incrustar un segundo conector de datos en una de una raíz y una cresta de la rosca de cuña de caja; y combinar el miembro de pasador con el miembro de caja, de manera que el primer conector de datos y el segundo conector de datos estén en comunicación entre si. El método de la reivindicación 12, en que el primer conector de datos comprende un primer contacto eléctrico y el segundo conector de datos comprende un segundo contacto eléctrico. El método de la reivindicación 13, que además comprende : un primer aislador, para aislar eléctricamente el primer contacto eléctrico de la rosca de cuña del pasador; y un segundo aislador, para aislar eléctricamente el segundo contacto eléctrico de la rosca de cuña de caja. El método de la reivindicación 13, que además comprende realizar una prueba de continuidad en la composición de rosca de cuña, para detectar escapes . El método de la reivindicación 12, en que el primer conector de datos comprende una primera fibra óptica y el segundo conector de datos comprende una segunda fibra óptica. El método de la reivindicación 16, que además comprende realizar una prueba de intensidad en la combinación de la conexión de rosca de cuña, para detectar escapes ligeros. El método de la reivindicación 12, en que el primer conector de datos comprende una primera bobina inductiva electromagnética y el segundo conector de datos comprende una segunda bobina inductiva electromagnética . Un método para combinar una conexión que tenga un miembro de pasador y un miembro de caja con roscas de tipo cuña, este método comprende: aplicar una cantidad creciente de torsión a la conexión, en que la conexión comprende un contactor incrustado en las roscas de cuña sobre cada uno del miembro de pasador y el miembro de caja; determinar si se ha formado una conexión eléctrica; y continuar aplicando una cantidad creciente de torsión, hasta que se haya formado la conexión eléctrica . Un método para combinar una conexión que tiene un miembro de pasador y un miembro de caja, con roscas de tipo cuña, este método comprende: aplicar una cantidad creciente de torsión a la conexión, en que esta conexión comprende un conector óptico incrustado en las roscas de cuña en cada uno del miembro de pasador y el miembro de caja; determinar si una conexión óptica se ha formado; y continuar aplicando la cantidad creciente de torsión hasta que se haya formado la conexión óptica.