RU2603657C1 - Способ нанесения изолирующих покрытий на сердечники для электромагнитных телеметрических систем - Google Patents

Способ нанесения изолирующих покрытий на сердечники для электромагнитных телеметрических систем Download PDF

Info

Publication number
RU2603657C1
RU2603657C1 RU2015106728/03A RU2015106728A RU2603657C1 RU 2603657 C1 RU2603657 C1 RU 2603657C1 RU 2015106728/03 A RU2015106728/03 A RU 2015106728/03A RU 2015106728 A RU2015106728 A RU 2015106728A RU 2603657 C1 RU2603657 C1 RU 2603657C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
electrical insulation
core
sealant
applying
Prior art date
Application number
RU2015106728/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Дэниел Патрик КАРТЕР
Уилл Эдгар ХЕНДРИКС
Чука Бенджамин ОНЯ
Original Assignee
Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. filed Critical Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2603657C1 publication Critical patent/RU2603657C1/ru

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/003—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings with electrically conducting or insulating means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/08—Flame spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36—Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H81/00—Methods, apparatus, or devices for covering or wrapping cores by winding webs, tapes, or filamentary material, not otherwise provided for
    • B65H81/06—Covering or wrapping elongated cores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017—Protecting measuring instruments
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L25/00—Constructive types of pipe joints not provided for in groups F16L13/00 - F16L23/00 ; Details of pipe joints not otherwise provided for, e.g. electrically conducting or insulating means
    • F16L25/02—Electrically insulating joints or couplings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/52—Two layers
    • B05D7/54—No clear coat specified
    • B05D7/542—No clear coat specified the two layers being cured or baked together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/58—No clear coat specified
    • B05D7/582—No clear coat specified all layers being cured or baked together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/58—No clear coat specified
    • B05D7/584—No clear coat specified at least some layers being let to dry, at least partially, before applying the next layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к скважинным электромагнитным телеметрическим системам и способам нанесения изолирующих покрытий на элементы узлов электромагнитных телеметрических антенн. Технический результат - повышение надежности покрытия в неблагоприятных условиях бурения. Сердечник для электромагнитных телеметрических систем содержит продолговатый корпус, имеющий первый и второй концы, электрическую изоляцию, нанесенную на, по меньшей мере, участок продолговатого корпуса и содержащую связующее покрытие, нанесенное на внешнюю цилиндрическую поверхность продолговатого корпуса, и слой электрической изоляции, нанесенный поверх связующего покрытия, и первый слой герметика, нанесенный на слой электрической изоляции. Связующее покрытие содержит материал, выбранный из группы, состоящей из сплава никель-хром, молибдена, алюминиевой бронзы и сплавов на основе цинка. Способ нанесения изолирующего покрытия на сердечник заключается в нанесении на внешнюю цилиндрическую поверхность сердечника электрической изоляции. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Представленные варианты реализации изобретения относятся к скважинным электромагнитным телеметрическим системам и, конкретнее, к способам нанесения изолирующих покрытий на элементы узлов электромагнитных телеметрических антенн.
[0002] В измерениях, проводимых во время бурения (ИПВБ), используется множество технологий связи и передачи данных во время бурильных работ в режиме реального времени из области, прилегающей к буровому долоту, на поверхность. Известна технология использования скважинной антенны, связанной с бурильной колонной, и инструмента ИПВБ для передачи электромагнитных волн через землю и к приемнику, расположенному на поверхности. Приемник принимает и записывает электромагнитные сигналы, таким образом предоставляя оператору в режиме реального времени данные, связанные с параметрами бурения, такими как нагрузка на долото, крутящий момент, износ и состояние подшипников. Приложения ИПВБ могут также обеспечивать оператора в режиме реального времени данными, связанными с физическими свойствами пробуриваемых подземных пластов, такими как давление, температура и траектория ствола скважины. Анализ такой информации может привести к более высокой скорости проходки, лучшему планированию спускоподъемных операций, уменьшению частоты отказов оборудования, сокращению количества задержек для проведения инклинометрии и устранению необходимости прерывания бурения вследствие обнаружения аномального давления.
[0003] Как составляющая инструмента ИПВБ, скважинная антенна размещается в сердечнике, который электрически изолирует две части бурильной колонны, обеспечивая таким образом подходящие свойства антенны. В целях электрической изоляции двух частей бурильной колонны сердечник обычно содержит изолирующее покрытие, нанесенное на его внешнюю поверхность. Однако было установлено, что некоторые способы нанесения на сердечник изолирующих покрытий дают в результате неравномерное и/или загрязненное покрытие. Например, известные способы нанесения покрытий часто приводят к загрязнению покрытия из-за проникновения в покрытие влаги, содержащейся в воздухе или связанной с операциями резки и подгонки по размеру. В результате, изолирующее покрытие будет более подвержено повреждениям в неблагоприятных условиях бурения. Повреждение покрытия нарушает электрическую изоляцию, что эквивалентно отказу антенны и невозможности выполнения ИПВБ.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0004] Приведенные чертежи включены для иллюстрации некоторых аспектов описанных здесь вариантов реализации изобретения и не должны рассматриваться как исключительные варианты реализации изобретения. Заявленный предмет изобретения предполагает возможность значительных модификаций, изменений, комбинаций и эквивалентов по форме и функции, что будет очевидно для специалистов в данной области и лиц, использующих настоящее изобретение.
[0005] Фиг. 1 иллюстрирует вид сбоку в разрезе примера реализации сердечника, который может вмещать антенну, используемую скважинной электромагнитной телеметрической системой, в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения.
[0006] Фиг. 2 иллюстрирует увеличенное изображение примера реализации электрической изоляции в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения.
[0007] Фиг. 3 иллюстрирует увеличенное изображение другого примера электрической изоляции в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Представленные варианты реализации изобретения относятся к скважинным электромагнитным телеметрическим системам и более конкретно к способам нанесения изолирующих покрытий на элементы узлов антенн электромагнитных телеметрических систем.
[0009] Обратимся к Фиг. 1, иллюстрирующей вид в разрезе примера реализации сердечника 100, который может формировать часть антенны, используемой в скважиной электромагнитной телеметрической системе в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения. В частности, сердечник 100 может быть использован как неотъемлемая часть антенны для инструмента, предназначенного для измерений, проводимых во время бурения (ИПВБ). Как проиллюстрировано, сердечник 100 может иметь верхний конец 102а и нижний конец 102б. Верхний конец 102а сердечника 100 может быть соединен или по-другому прикреплен к верхней части секции бурильной колонны 104а, а нижний конец 102б сердечника 100 может быть соединен или по-другому прикреплен к нижней секции бурильной колонны 104б. В по меньшей мере одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано, гильза 106 и подвесное кольцо 110 (показано в полуразрезе) могут быть размещены на нижнем конце 102б сердечника 100 и по-другому обеспечивать соединение нижнего конца 102б с нижней секцией бурильной колонны 104б.
[0010] Сердечник 100 может иметь различные размеры, включая, но не ограничиваясь, 8,89 см (3,5 дюйма), 12,065 см (4,75 дюйма), 16,51 см (6,5 дюйма), 20,32 см (8 дюймов) и 24,13 см (9,5 дюйма). В работе сердечник 100 может обеспечивать электрическую изоляцию верхней секции бурильной колонны 104а от нижней секции бурильной колонны 104б. Электрическая изоляция позволяет генерировать электромагнитные сигналы данных телеметрии и передавать их на поверхность. Для по меньшей мере частичной реализации этого электроизолирующий слой или подложка 108 может быть нанесена на часть сердечника 100.
[0011] Например, электрическая изоляция 108 может быть нанесена на участок уменьшенного диаметра сердечника 100, который может быть предназначен для размещения гильзы 106 для соединения сердечника 100 с нижней секцией бурильной колонны 104б. В других вариантах реализации изобретения электрическая изоляция 108 может быть нанесена на любой другой участок сердечника 100 без выхода за пределы объема изобретения. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, электрическая изоляция 108 может быть нанесена на внешнюю цилиндрическую поверхность всего сердечника 100. В других вариантах реализации изобретения электрическая изоляция 108 может быть нанесена на участок верхнего конца 102а сердечника 100 без выхода за пределы объема изобретения.
[0012] Обратимся к Фиг. 2, в продолжение обращения к Фиг. 1, иллюстрирующей увеличенное изображение слоя электрической изоляции 108, соответствующее одному или более вариантов реализации изобретения. Как показано, электрическая изоляция 108 может быть нанесена на внешнюю цилиндрическую поверхность 202 сердечника 100. В некоторых вариантах реализации изобретения сердечник 100 может быть сделан из основного металла, такого как, но не ограничиваясь, сталь, нержавеющая сталь, сплав стали или любой обычный металл, подходящий для использования в скважине. Электрическая изоляция 108 может содержать связующее покрытие 204, нанесенное прямо на внешнюю цилиндрическую поверхность 202 сердечника 100, и электроизолирующий слой 206, нанесенный поверх связующего покрытия 204. Связующее покрытие 204 может обеспечить подложку с более высокой адгезией поверхности к электроизолирующему слою 206. В по меньшей мере одном варианте реализации изобретения связующее покрытие 204 может быть никель-хромовым сплавом. В других вариантах реализации изобретения связующее покрытие 204 может быть любым другим материалом подложки, обеспечивающим соответствующую адгезию к последующему слою электрической изоляции 206, включая, но не ограничиваясь, молибден, никель-алюминиевые композиты, алюминиевую бронзу, лигатурный никель-алюминий или сплавы на основе цинка.
[0013] Изоляционный слой 206 может быть нанесен на связующее покрытие 204 с использованием технологии газотермического напыления. Например, в по меньшей мере одном варианте реализации изобретения изоляционный слой 206 может быть нанесен на связующее покрытие 204 с использованием способа высокоскоростного газопламенного напыления. В других вариантах реализации изобретения изоляционный слой 206 может быть нанесен на связующее покрытие 204 с использованием любой другой технологии термического напыления, такой как, но не ограничиваясь, плазменное напыление, взрывное напыление, дуговое напыление, пламенное напыление, горячее напыление, холодное напыление, их комбинация или подобное.
[0014] Электроизолирующий слой 206 может быть выполнен из любого материала, который обеспечивает электрическую изоляцию между смежными металлическими поверхностями или плоскостями контакта. В некоторых вариантах реализации изобретения, например, слой электрической изоляции 206 может быть керамическим, включая, но не ограничиваясь, оксид циркония, оксид алюминия, оксид хрома, оксид титана, их диоксиды, любую их комбинацию. В других вариантах реализации изобретения слой электрической изоляции 206 может быть керамикой любого другого типа. Специалисту в данной области техники очевидно, что использование керамики в качестве слоя электрической изоляции 206 может быть эффективным, учитывая высокую прочность керамики, устойчивость керамики к высоким давлениям и температурам, часто имеющим место в сложных условиях бурения, и коррозионную стойкость керамики. Керамика может также эффективно использоваться, поскольку является отличным электроизолирующим материалом. В последующих вариантах реализации изобретения слой электрической изоляции 206 может быть выполнен из отожженного стекла, фарфора (например, полученного на основе глины, кварца или глинозема, полевого шпата и т.д.), полимерного материала, смол (включая натуральные или синтетические смолы), пластика, любых композитов на их основе, любых их комбинаций или тому подобного.
[0015] С целью предотвращения нежелательного загрязнения или повреждения изоляционного слоя 206 герметик 208, такой как первый слой герметика 208а, может быть нанесен на изоляционный слой 206. В некоторых вариантах реализации изобретения первый слой герметика 208а может быть выполнен из любого материала, способного формировать защитный барьер от газов и жидкостей. В некоторых вариантах реализации изобретения первый слой герметика 208а может быть термогерметиком, стойким к высоким температурам, которые имеют место в условиях бурения. В некоторых вариантах реализации изобретения первый слой герметика 208а может быть выполнен из материалов, таких как, но не ограничиваясь ими, эпоксидная смола, феноловая смола, фуран, полиметакрилат, силикон, полиэстер, полиуретан, поливиниловый эфир, воск, фосфорная кислота, фосфат алюминия, силикат натрия, этилсиликат, хромовая кислота и любые их комбинации. В других вариантах реализации изобретения первый слой герметика 208а может быть получен посредством применения золь-гель процесса, в котором стабильный золь (или коллоидная суспензия), представляющий собой прекурсор, гидролизуется в гель, после чего осуществляется кальцинирование геля при повышенной температуре в оксид. Золь-прекурсоры могут быть алкоголятами металлов, нитратами, гидроксидами и представлять собой любую их комбинацию.
[0016] В некоторых вариантах реализации изобретения первый слой герметика 208а может быть нанесен прямо на слой электрической изоляции 206. Первый слой герметика 208а может быть нанесен методом термического напыления, как это известно специалистам в данной области техники. После сушки и термообработки первый слой герметика 208а формирует защитный барьер от газов и жидкостей. В некоторых вариантах реализации изобретения первый слой герметика 208а наносится на слой электрической изоляции 206 сразу после осаждения слоя электрической изоляции 206 на сердечник 100. Первый слой герметика 208а может обеспечивать герметизацию существующих пор в слое электрической изоляции 206, в которые в противном случае может проникать атмосферная влага или другие загрязнители.
[0017] Первый слой герметика 208а может также быть сформирован для защиты слоя электрической изоляции 206 во время последующих операций механической обработки, которые также могут нарушать целостность слоя электрической изоляции 206. Например, после нанесения первого слоя герметика 208а сердечник 100 может быть подвергнут механической обработке для достижения окончательных размеров. Такая механическая обработка может включать токарную обработку, фрезерование и/или шлифование сердечника 100, пока не будут достигнуты соответствующие допуски. Первый слой герметика 208а может защищать слой электрической изоляции 206 от повреждения частицами металла при механической обработке и/или воздействия используемых смазочно-охлаждающих жидкостей.
[0018] Сердечник 100 может затем подвергаться термической обработке (например, отжигу) в печи при повышенных температурах. В некоторых вариантах реализации изобретения повышенная температура может быть любой температурой, превышающей точку кипения воды. Термическая обработка сердечника 100 может быть предназначена для удаления оставшейся влаги и/или смазочно-охлаждающих жидкостей с поверхности сердечника 100 и, в частности, из слоя электрической изоляции 206 и/или первого слоя герметика 208а. Например, влага, содержащаяся в воздухе, или жидкости, используемые при механической обработке, могут загрязнять слой электрической изоляции 206 и/или первый слой герметика 208а до, во время, и/или после обработки с целью получения окончательных размеров.
[0019] В некоторых вариантах реализации изобретения после термической обработки второй слой герметика 208б может быть нанесен на слой электрической изоляции 206. В по меньшей мере одном варианте реализации изобретения второй слой герметика 208б может быть нанесен поверх первого слоя или другим способом на первый слой герметика 208а, пока сердечник 100 еще имеет повышенную температуру вследствие термической обработки или других операций до его остывания до комнатной температуры. Второй слой герметика 208б может быть выполнен из одного или более материалов, перечисленных выше для первого слоя герметика 208а, и может также служить для формирования защитного барьера от газов и жидкостей. Более того, второй слой герметика 208б может также быть термогерметиком, устойчивым к высоким температурам, таким как те, что имеют место в условиях бурения. Соответственно, в по меньшей мере одном варианте реализации изобретения сердечник 100 может иметь два слоя герметика 208: первый слой герметика 208а и второй слой герметика 208б, нанесенные на слой электрической изоляции 206 для защиты слоя электрической изоляции 206 от загрязнения и/или повреждения.
[0020] Обратимся теперь к Фиг. 3, в продолжение обращения к Фиг. 2, на которой в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения проиллюстрировано увеличенное изображение другого варианта реализации электрической изоляции 108. Как проиллюстрировано, снова электрическая изоляция 108 может содержать связующее покрытие 204 и слой электрической изоляции 206, нанесенный поверх связующего покрытия 204. Однако электрическая изоляция 108 (Фиг. 3) может дополнительно содержать буферный слой 302, размещающийся между связующим покрытием 204 и внешней цилиндрической поверхностью 202 сердечника 100. В некоторых вариантах реализации изобретения, например, связующее покрытие 204 может иметь недостаточную адгезию к внешней цилиндрической поверхности 202 сердечника 100 и буферный слой 302 может быть нанесен для повышения адгезии связующего покрытия 204. Этот метод может быть особенно эффективным в вариантах реализации изобретения, в которых сердечник 100 демонстрирует аустенитно-немагнитные свойства. В по меньшей мере одном варианте реализации изобретения буферный слой 302 может быть изготовлен из сплава INCONEL® 625 или любого другого аустенитного сплава на основе никеля-хрома.
[0021] Электрическая изоляция 108, проиллюстрированная на Фиг. 3, может быть нанесена на сердечник 100 с использованием способа, по существу, подобного способу, описанному выше, ссылаясь на Фиг. 2. Соответственно, электрическая изоляция 108 может быть нанесена с использованием способа двойной герметизации, включающего нанесение первого слоя герметика 208а и второго слоя герметика 208б. Известны попытки использования только одного этапа герметизации или полного отсутствия нанесения герметика. Нанесение герметика 208 прямо на изоляционный слой 206 обеспечивает повышение изоляционных свойств сердечника 100 и защиту изоляционного слоя 206 от проникновения влаги из атмосферы.
[0022] В некоторых вариантах реализации изобретения толщина связующего покрытия 204, нанесенного на внешнюю цилиндрическую поверхность 202 сердечника 100, может находиться в диапазоне от примерно 0,00254 см (0,001 дюйма) до примерно 0,127 см (0,05 дюйма) и иметь любою толщину в указанных пределах. В некоторых вариантах реализации изобретения толщина слоя электрической изоляции 206, нанесенного на связующее покрытие 204, может находиться в диапазоне от примерно 0,0254 см (0,01 дюйма) до примерно 1,27 см (0,5 дюйма) и иметь любую толщину в указанных пределах. В по меньшей мере одном варианте реализации изобретения слой электрической изоляции 206 может иметь толщину примерно 0,0762 см (0,030 дюйма). В некоторых вариантах реализации изобретения толщина буферного слоя 302, нанесенного на внешнюю цилиндрическую поверхность 202 сердечника 100, может находиться в диапазоне от примерно 0,0254 см (0,01 дюйма) до примерно 1,27 см (0,5 дюйма) и иметь любую толщину в указанных пределах.
[0023] Варианты реализации изобретения, описанные здесь, содержат:
[0024] А. Сердечник, который содержит продолговатый корпус с первым и вторым концами, электрическую изоляцию, нанесенную на по меньшей мере часть продолговатого корпуса, причем электрическая изоляция содержит связующее покрытие, нанесенное на внешнюю цилиндрическую поверхность продолговатого корпуса, и слой электрической изоляции, нанесенный поверх связующего покрытия, и первый слой герметика, нанесенный на слой электрической изоляции с последующей термической обработкой сердечника.
[0025] Б. Способ, который включает нанесение электрической изоляции на внешнюю цилиндрическую поверхность сердечника, причем электрическая изоляция содержит связующее покрытие и электроизолирующий слой, нанесение первого слоя герметика на слой электрической изоляции и термическую обработку сердечника в печи.
[0026] Каждый из вариантов реализации изобретения А и Б может иметь один или более следующих дополнительных элементов в любой комбинации. Элемент 1: дополнительно содержит второй слой герметика, нанесенный на первый слой герметика. Элемент 2: в котором первый и второй слои герметика содержат материал, выбранный из группы, состоящей из эпоксидной смолы, феноловой смолы, фурана, полиметакрилата, силикона, полиэстера, полиуретана, поливинилового эфира, воска, фосфорной кислоты, фосфата алюминия, силиката натрия, этилсиликата, хромовой кислоты и любых их комбинаций. Элемент 3: в котором второй слой герметика нанесен на первый слой герметика после термической обработки сердечника. Элемент 4: в котором второй слой герметика нанесен на первый слой герметика до того, как сердечник достигнет комнатной температуры. Элемент 5: в котором электрическая изоляция дополнительно содержит буферный слой, размещающийся между связующим покрытием и внешней цилиндрической поверхностью продолговатого корпуса. Элемент 6: в котором первый и второй концы соединены с верхней и нижней секциями бурильной колонны соответственно. Элемент 7: в котором электрическая изоляция нанесена на участок продолговатого корпуса уменьшенного диаметра. Элемент 8: в котором связующее покрытие содержит материал, выбранный из группы, состоящей из сплава никель-хром, молибдена, никель-алюминиевых композитов, алюминиевой бронзы, лигатурного никель-алюминия или сплавов на основе цинка. Элемент 9: в котором слой электрической изоляции содержит материал, выбранный из группы, состоящей из оксида циркония, оксида алюминия, оксида хрома, оксида титана, их диоксидов, отожженного стекла, фарфора, полимерного материала, смол (включая натуральные или синтетические смолы), пластиков и любых их комбинаций. Элемент 10: в котором слой электрической изоляции нанесен толщиной примерно 0,030 дюйма.
[0027] Элемент 11: в котором нанесение электрической изоляции включает нанесение связующего покрытия на внешнюю цилиндрическую поверхность сердечника и нанесение слоя электрической изоляции поверх связующего покрытия. Элемент 12: дополнительно включает нанесение слоя электрической изоляции термонапылением. Элемент 13: дополнительно включает нанесение второго слоя герметика на первый слой герметика после термической обработки сердечника в печи. Элемент 14: дополнительно включает нанесение второго слоя герметика на первый слой герметика до того, как сердечник достигнет комнатной температуры. Элемент 15: в котором нанесение электрической изоляции включает нанесение буферного слоя на внешнюю цилиндрическую поверхность сердечника, нанесение связующего покрытия на буферный слой и нанесение слоя электрической изоляции поверх связующего слоя. Элемент 16: дополнительно включает нанесение электрической изоляции на участок уменьшенного диаметра сердечника. Элемент 17: дополнительно включает нанесение электрической изоляции толщиной примерно 0,030 дюйма.
[0028] Таким образом, представленные варианты реализации изобретения обеспечивают эффективное достижение указанных целей и преимуществ, а также преимуществ неотъемлемо присущих изобретению. Частные варианты реализации изобретения, представленные выше, являются всего лишь иллюстративными и могут быть модифицированы и применимы по-другому, но эквивалентными способами, очевидными для специалиста в данной области техники, который использует приведенное описание. Более того, нет ограничений относительно показанных здесь деталей структуры или конструкции, за исключением ограничений, указанных в формуле изобретения. Таким образом, очевидно, что частные иллюстративные варианты реализации изобретения, описанные выше, могут быть изменены, объединены или модифицированы, и все такие изменения находятся в пределах сущности и объема изобретения. Варианты реализации изобретения, приведенные здесь иллюстративно, в зависимости от ситуации могут быть реализованы без использования любого элемента, который конкретно здесь не указан и/или любого указанного опционального элемента. Хотя структуры и способы описаны в терминах «включающий», «содержащий» или «включающий в том числе», различные компоненты или этапы, указанные структуры и способы могут также «состоять, по-существу, из» или «состоять из» различных компонентов и этапов. Все числа и диапазоны, описанные выше, могут изменяться на некоторую величину. Всякий раз, когда описывается числовой диапазон с нижней и верхней границами, этот диапазон охватывает любое число и любой диапазон, попадающие в указанный диапазон. В частности, каждый диапазон значений, описанный здесь (в форме «от примерно а до примерно б» или, что эквивалентно, «от приблизительно а до б» или, что эквивалентно, «приблизительно а-б»), следует понимать как указание того, что граничный диапазон значений охватывает каждое число и диапазон, попадающие в его пределы. Далее, термины в формуле изобретения имеют их очевидное, обычное значение, пока иное недвусмысленно и ясно не указано владельцем патента. Кроме того, элементы, указанные в формуле изобретения в единственном числе, определены здесь как представляющие один или большее количество соответствующих элементов. При наличии какого-либо несоответствия в использовании слова или термина в этом описании и одном или более патентов или других документов, которые могут быть включены в настоящий документ посредством ссылки, следует использовать определения, указанные в настоящем описании.

Claims (20)

1. Сердечник для электромагнитных телеметрических систем, содержащий:
продолговатый корпус, имеющий первый и второй концы;
электрическую изоляцию, нанесенную на, по меньшей мере, участок продолговатого корпуса и содержащую связующее покрытие, нанесенное на внешнюю цилиндрическую поверхность продолговатого корпуса, и слой электрической изоляции, нанесенный поверх связующего покрытия; и
первый слой герметика, нанесенный на слой электрической изоляции, при этом
связующее покрытие содержит материал, выбранный из группы, состоящей из сплава никель-хром, молибдена, алюминиевой бронзы и сплавов на основе цинка.
2. Сердечник по п. 1, дополнительно содержащий второй слой герметика, нанесенный на первый слой герметика.
3. Сердечник по п. 2, в котором первый и второй слои герметика содержат материал, выбранный из группы, состоящей из эпоксидной смолы, феноловой смолы, фурана, полиметакрилата, силикона, полиэстера, полиуретана, поливинилового эфира, воска, фосфорной кислоты, фосфата алюминия, силиката натрия, этилсиликата, хромовой кислоты и их комбинации.
4. Сердечник по п. 2, в котором второй слой герметика нанесен на первый слой герметика после термической обработки сердечника.
5. Сердечник по п. 4, в котором второй слой герметика нанесен на первый слой герметика до достижения сердечником комнатной температуры.
6. Сердечник по п. 1, в котором электрическая изоляция дополнительно содержит буферный слой, размещенный между связующим покрытием и внешней цилиндрической поверхностью продолговатого корпуса.
7. Сердечник по п. 1, в котором первый и второй концы соединены с верхней и нижней секциями бурильной колонны соответственно.
8. Сердечник по п. 7, в котором электрическая изоляция нанесена на участок уменьшенного диаметра продолговатого корпуса.
9. Сердечник по п. 1, в котором слой электрической изоляции содержит материал, выбранный из группы, состоящей из оксида циркония, оксида алюминия, оксида хрома, оксида титана, их диоксидов, отожженного стекла, фарфора, полимерных материалов, смол, включая натуральные и синтетические смолы, пластиков и их комбинаций.
10. Сердечник по п. 9, в котором слой электрической изоляции нанесен толщиной примерно 0,030 дюйма.
11. Способ нанесения изолирующего покрытия на сердечник для электромагнитных телеметрических систем, в котором осуществляют:
нанесение на внешнюю цилиндрическую поверхность сердечника электрической изоляции, содержащей связующее покрытие и слой электрической изоляции;
нанесение первого слоя герметика на слой электрической изоляции; и
термическую обработку сердечника в печи, при этом связующее покрытие содержит материал, выбранный из группы, состоящей из сплава никель-хром, молибдена, алюминиевой бронзы и сплавов на основе цинка.
12. Способ по п. 11, в котором нанесение электрической изоляции включает:
нанесение связующего покрытия на внешнюю цилиндрическую поверхность сердечника; и
нанесение слоя электрической изоляции поверх связующего покрытия.
13. Способ по п. 12, дополнительно включающий нанесение слоя электрической изоляции термическим напылением.
14. Способ по п. 11, дополнительно включающий нанесение второго слоя герметика на первый слой герметика после термической обработки сердечника в печи.
15. Способ по п. 14, дополнительно включающий нанесение второго слоя герметика на первый слой герметика до того, как сердечник достигнет комнатной температуры.
16. Способ по п. 14, в котором первый и второй слои герметика содержат материал, выбранный из группы, содержащей эпоксидную смолу, феноловую смолу, фуран, полиметакрилат, силикон, полиэстер, полиуретан, поливиниловый эфир, воск, фосфорную кислоту, фосфат алюминия, силикат натрия, этилсиликат, хромовую кислоту и их комбинацию.
17. Способ по п. 11, в котором нанесение электрической изоляции включает:
нанесение буферного слоя на внешнюю цилиндрическую поверхность сердечника;
нанесение связующего покрытия на буферный слой; и
нанесение слоя электрической изоляции поверх связующего покрытия.
18. Способ по п. 11, в котором дополнительно наносят электрическую изоляцию на участок уменьшенного диаметра сердечника.
19. Способ по п. 11, в котором слой электрической изоляции содержит материал, выбранный из группы, содержащей оксид циркония, оксид алюминия, оксид хрома, оксид титана, их диоксиды, отожженное стекло, фарфор, полимерные материалы, смолы, включая натуральные или синтетические смолы, пластики и их комбинации.
20. Способ по п. 11, дополнительно включающий нанесение электрической изоляции толщиной примерно 0,030 дюйма.
RU2015106728/03A 2012-10-05 2013-09-30 Способ нанесения изолирующих покрытий на сердечники для электромагнитных телеметрических систем RU2603657C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261710353P 2012-10-05 2012-10-05
US61/710,353 2012-10-05
PCT/US2013/062630 WO2014055412A1 (en) 2012-10-05 2013-09-30 Insulative coating processes for electromagnetic telemetry mandrels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2603657C1 true RU2603657C1 (ru) 2016-11-27

Family

ID=50435346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015106728/03A RU2603657C1 (ru) 2012-10-05 2013-09-30 Способ нанесения изолирующих покрытий на сердечники для электромагнитных телеметрических систем

Country Status (9)

Country Link
US (2) US9739099B2 (ru)
EP (1) EP2904187B1 (ru)
CN (1) CN104603390B (ru)
AU (1) AU2013327635B2 (ru)
BR (1) BR112015004162A2 (ru)
CA (1) CA2882900C (ru)
MY (1) MY178776A (ru)
RU (1) RU2603657C1 (ru)
WO (1) WO2014055412A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2013327635B2 (en) 2012-10-05 2016-10-13 Halliburton Energy Services, Inc. Insulative coating processes for electromagnetic telemetry mandrels
CN115261765B (zh) * 2022-08-15 2024-03-26 中车大连机车研究所有限公司 一种牵引电机轴承用绝缘涂层及其喷涂方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058614C1 (ru) * 1994-01-12 1996-04-20 Отделение "Научно-технический центр "Источники тока" Научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" Многослойное трубчатое изделие
RU13248U1 (ru) * 1999-12-02 2000-03-27 Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" Труба с электроподогревом
RU2278258C1 (ru) * 2004-12-16 2006-06-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма региональный плазмотехнический центр "ПЛАЗТЕХ" Изоляционное покрытие электрического разделителя бурильной колонны
RU2289061C1 (ru) * 2005-05-11 2006-12-10 Иван Иванович Расстригин Способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1120918C (zh) * 1996-03-25 2003-09-10 格伦·R·萨姆纳 加热的海底管线和其制造方法
WO2000022329A2 (en) * 1998-10-13 2000-04-20 Sumner Glen R Pipeline with waterproof insulation and sealant and method of repairing the pipeline
US6527015B2 (en) 1999-07-02 2003-03-04 F. Glenn Lively Insulated pipe
US6926098B2 (en) 2002-12-02 2005-08-09 Baker Hughes Incorporated Insulative gap sub assembly and methods
US7080699B2 (en) * 2004-01-29 2006-07-25 Schlumberger Technology Corporation Wellbore communication system
CA2460371C (en) 2004-03-09 2008-08-12 Ryan Energy Technologies High speed data communication protocol for use with em data telemetry antennae
US7255183B2 (en) * 2005-03-08 2007-08-14 Phoenix Technology Services, Lp Gap sub assembly
US20070131412A1 (en) * 2005-06-14 2007-06-14 Schlumberger Technology Corporation Mass Isolation Joint for Electrically Isolating a Downhole Tool
US7723989B2 (en) * 2007-08-31 2010-05-25 Schlumberger Technology Corporation Transducer assemblies for subsurface use
US8714206B2 (en) * 2007-12-21 2014-05-06 Shawcor Ltd. Styrenic insulation for pipe
WO2012082748A2 (en) * 2010-12-14 2012-06-21 Halliburton Energy Services, Inc. Data transmission in drilling operation environments
AU2013327635B2 (en) 2012-10-05 2016-10-13 Halliburton Energy Services, Inc. Insulative coating processes for electromagnetic telemetry mandrels

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058614C1 (ru) * 1994-01-12 1996-04-20 Отделение "Научно-технический центр "Источники тока" Научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" Многослойное трубчатое изделие
RU13248U1 (ru) * 1999-12-02 2000-03-27 Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" Труба с электроподогревом
RU2278258C1 (ru) * 2004-12-16 2006-06-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма региональный плазмотехнический центр "ПЛАЗТЕХ" Изоляционное покрытие электрического разделителя бурильной колонны
RU2289061C1 (ru) * 2005-05-11 2006-12-10 Иван Иванович Расстригин Способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТЕХНОЛОГИЯ ЭМАЛИ И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, Уч. пособие, под ред. Л.Л.Брагиной и др., Харьков НТУ "ХПИ" 2003, - 484с, стр. 172-177. *

Also Published As

Publication number Publication date
US9938779B2 (en) 2018-04-10
US20170321492A1 (en) 2017-11-09
EP2904187A1 (en) 2015-08-12
CN104603390B (zh) 2018-02-06
BR112015004162A2 (pt) 2017-07-04
AU2013327635B2 (en) 2016-10-13
MY178776A (en) 2020-10-20
CA2882900C (en) 2018-03-13
CN104603390A (zh) 2015-05-06
CA2882900A1 (en) 2014-04-10
US9739099B2 (en) 2017-08-22
US20140338885A1 (en) 2014-11-20
EP2904187A4 (en) 2016-05-18
AU2013327635A1 (en) 2015-03-05
WO2014055412A1 (en) 2014-04-10
EP2904187B1 (en) 2020-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4674773A (en) Insulating coupling for drill collars and method of manufacture thereof
CA1254247A (en) Insulating coupling for drill collars and method of manufacture thereof
RU2603657C1 (ru) Способ нанесения изолирующих покрытий на сердечники для электромагнитных телеметрических систем
EP1795515B1 (en) Environment barrier coating for a component and method for fabricating the same
Herrmann Corrosion of silicon nitride materials in aqueous solutions
EP2627975B1 (en) Sensor assemblies
Zhang et al. A Si-Mo oxidation protective coating for C/SiC coated carbon/carbon composites
EP3380813B1 (en) Multi-layer electrically conductive sensor
EP0992610A3 (en) Barrier coating on plastic substrates and process for its deposition
Kavanova et al. Characterization of the interaction between glazes and ceramic bodies
CN107434421B (zh) 一种具有透波、隔热和承载性能的天线窗构件及其制备方法
Vu et al. Crack-healing performance and oxidation behavior of SiC dispersed yttrium silicate composites
RU2218507C2 (ru) Устройство для обеспечения электрически изолированного соединения между двумя металлическими элементами
WO2003062588A1 (en) Radio frequency identification tags for oil drill strings
Berard et al. Influence of a sealing treatment on the behavior of plasma-sprayed alumina coatings operating in extreme environments
CA2982940C (en) Mmc downhole tool region comprising an allotropic material
CN208564506U (zh) 一种易拆装井口装置保温壳
CN220245938U (zh) 一种玻璃钢化炉的保温装置
CN107099172B (zh) 一种用于环保设备的涂层
CN111720112B (zh) 耐高温测井装置及其制造方法
JP2007106644A (ja) セラミックス部材およびその製造方法
CN201343791Y (zh) 一种无冷桥自保温建筑结构
GB202112472D0 (en) Glazing having a conductive coating and a data transmission window, method of manugacturing rhe same and use of the same
Triano et al. Thermal Breakage of Spandrel Glass: A Case Study
Chaim et al. Electrolytic deposition of oxide ceramic layers on non-oxide ceramic substrates. 1991 annual report on materials research

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201001