SU985265A1 - Telemetry string of drill pipes - Google Patents

Telemetry string of drill pipes Download PDF

Info

Publication number
SU985265A1
SU985265A1 SU813233321A SU3233321A SU985265A1 SU 985265 A1 SU985265 A1 SU 985265A1 SU 813233321 A SU813233321 A SU 813233321A SU 3233321 A SU3233321 A SU 3233321A SU 985265 A1 SU985265 A1 SU 985265A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pipe
coupling
telemetry
pipes
contact
Prior art date
Application number
SU813233321A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Волков
Юрий Ильич Спиваковский
Сергей Меликович Данелянц
Михаил Федотович Головинов
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
Priority to SU813233321A priority Critical patent/SU985265A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU985265A1 publication Critical patent/SU985265A1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Description

(54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ КОЛОННА БУРИЛЬНЫХ ТРУБ(54) TELEMETRIC COLUMN OF DRILL PIPES

1one

Изобретение относитс  к буровому инструменту , в частности к бурильным трубам с вмонтированными в них проводными лини ми св зи, и может быть использовано в нефтегазодобываюп ей промышленности при бурении глубоких или наклонных скважин, где достоверна  информаци  о параметрах процесса бурени  имеет первостепенное значение.The invention relates to a drilling tool, in particular, to drill pipes with wire lines embedded therein, and can be used in the oil and gas industry in drilling deep or inclined wells, where reliable information about the parameters of the drilling process is of paramount importance.

. Известна телеметрическа  колонна бурильных труб, включающа  резьбовые соединени  труб и систему кольцевых электрических контактов, расположенных друг за другом на изол ционном основании с переходом к концу на меньший диаметр колец. Эта система располагаетс  строго по оси резьбового соединени  труб и имеет эластичные самоуплотн ющиес  элементы, герметизирующие электрическое соединение от промывочной жидкости 1.. A well-known telemetric string of drill pipes includes threaded pipe joints and a system of annular electrical contacts located one behind the other on an insulating base with a transition to the end to a smaller diameter of the rings. This system is located strictly along the axis of the threaded joint of pipes and has elastic self-sealing elements sealing the electrical connection from the washing liquid 1.

Недостаток известной конструкции заключаетс  в том, что она обладает высокой веро тностью повреждени  контактов в процессе спускоподъемных операций, так как требуетс  одновременна  центровка электрического и механического соединений, расположенных соответственно на оси трубыA disadvantage of the known construction is that it has a high probability of contact damage during tripping operations, since it requires simultaneous alignment of the electrical and mechanical connections located respectively on the pipe axis

и на теле трубы, увеличивает гидродинамическое сопротивление в трубах и абразивный износ кабел  и, главное, наружных частей контактной системы, требует высокой трудоемкости операций подготовки контактных систем к соединению по причине плохого подхода к очищаемым от твердых частиц и влаги контактным поверхност м не обеспечивает надежности герметизации контактных систем.and on the pipe body, increases the hydrodynamic resistance in the pipes and the abrasive wear of the cable and, most importantly, the outer parts of the contact system, requires a high complexity of the operations of preparing contact systems for connection due to poor approach to the cleaned particles and moisture contact surfaces does not provide reliable sealing contact systems.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  телеметрическа  бурильна  колонна труб, включающа  соединительные муфты и линию электросв зи с электроконтактными узлами соединени  1.The closest technical solution to the present invention is a telemetric drill string of pipes, including connecting sleeves and a power line with electrocontact joints 1.

Недостаток этой конструкции заключаетс  в необходимости установки промежуточных усилителей с индивидуальным питанием (как показали измерени  коэффициента индуктивной св зи, необходимо усиливать полезный сигнал через каждые 1000 м труб), необходимости установки забойных источников тока. Недостаточна также надежность соединений электрических контак-. тов. Цель изобретени  - расширение диапазона получени  информации за счет обеспечени  многоканальной св зи, а также повышение надежности соединений электрических контактов. Указанна  цель достигаетс  тем, что в телеметрической колонне бурильных труб, включающей соединительные муфты и линию электросв зи с электроконтактными узлами соединени , последние выполнены в виде установленных на концах трубы проходных изол торов и электроконтактной муфты, причем соединительные муфты выполнены со ш лицaми и кольцевыми канавками дл  фиксаторов осевого перемещени , а концы труб имеют ответные им поверхности . Фиксатор осевого перемещени  шлицевой соединительной муфты может быть выполнен в виде спирали из стержн  пр моугольного сечени .; При изготовлении бурильных труб из легкосплавного материала в- канавке под фиксатор осевого перемещени  может быть установлено упрочн ющее кольцо. Электроконтактна  муфта может быть выполнена в виде патрубка из эластичного материала, имеющего скосы по торцам и армированного попарносв занными планкой роликами, причем патрубок имеет установленные по торцам нажимные кольца с ответной скосам патрубка поверхностью и установленную в средней его части стальную втулку с уплотнительными элементами на наружной стороне. Фиксаторы осевого перемещени  шлицевой муфты имеют средства их установки в рабочее положение. На фиг. 1 показаны соединени  концов труб телеметрической бурильной колонны, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел контакта системы электрических соединений телеметрической бурильной колонны; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4. Телеметрическа  колонна бурильных труб 1 имеет одинаковое устройство своих концов, которые при соединении труб вход т в соединительную щлицевую муфту 2 и фиксируютс  закладным элементом 3. Концы трубы оснащены проходным изол тором 4, несущим проходные контакты 5, образующих при соединении труб гальванический контакт с контактными роликами 6, попарно закрепленных с помощью осей .7 на соединительных планках 8. Втулка 9, несуща  на себе уплотнительные элементы 10, вмонтирована в корпус электроконтактной муфты 11, Выполненный из эластичного изол ционного материала и ограниченный по своим торцам упорными кольцами 12. Дл  труб, изготовленных из алюминиевых сплавов предусмотрено упрочн ющее (армирующее ) кольцо 13, предохран ющее поверхности канавОК на- концах труб от см ти  и быстрого износа. Изолированные проводники 14 заложены в канавки, проход щие по образующим цилиндрической поверхности труб (или по выступам щлицов) и закреплены там, например, отверждающимс  составом. Вкладыщ 15 фиксируетс  в требуемом положении пружинной планкой 16, закрепленной на оси 17. Телеметрическа  колонна бурильных труб 1 при работе передает крут щий момент (роторное бурение) или воспринимает реактивный момент (турбинное бурение) своими щлицами и шлицами муфть 2. Раст гивающа  осева  нагрузка воспринимаетс  трубами через фиксатор 3 и кольцевые канавки (дл  труб из алюминиевых сплавов со стальными шлицевыми муфтами эта нагрузка передаетс  также и через армирующее стальное кольцо 13). Сжимающа  осева  нагрузка воспринимаетс  торцами труб. Герметизаци  соединени  труб от внутреннего давлени  достигаетс  уплотнительными элементами 10, а от наружнего давлени  - эластичным корпусом электроконтактной муфты 11, при этом также достигаетс  герметизаци  электрического соединени . Верхнее соединение трубы со щлицевой муфтой осуществл етс  на трубной базе (или на мостках буровой), дл  чего шлицева  муфта 2 надеваетс  на конец трубы 1, щлицы муфты и трубы совмещаютс  и муфта надвигаетс  дальше и, до совмещени  кольцевых канавок трубы и муфты. После этого фиксатор 3, выполненный в виде спирали , вдвигаетс  до конца в тангенциальное окно муфты 2, при этом в случае заедани  спираль может вращатьс  по ходу витка , чем достигаетс  центровка спирали по канавкам и удаление заклинивающих частиц в межвитковое пространство спирали. Подготовленные таким образом трубы могут спускатьс  в скважину обычным способом с помощью талевой системы, крюка и элеватора. После спуска первой трубы в ее муфту закладываетс  электроконтактна  муфта 11 (9, 10, 12), котора  вдвигаетс  по шлицам до упора вниз. Затем на элеваторе подаетс  с мостков следующа  труба, котора  направл етс  по шлицам муфты до упора торцов соедин емых труб. При этом канавка верхней трубы и канавка муфты совмещаютс , после чего закладной элемент вдвигаетс  в канавки трубы и муфты через тангенциальное окно в муфте. Далее операции по соединению труб при спуске телеметрических, труб повтор ютс . При подъеме труб операции выполн ютс  в обратном пор дке, только с той разницей, что подъем осуществл етс  свечами и соединени  внутри свеч не разбираютс , а также что электроконтактные муфты 9, 10, 11 12 из муфты 2 не вынимаютс . При последующих спусках необходимо протереть сухой ветошью контактные части соединений труб 4, 5, 6.The disadvantage of this design lies in the need to install intermediate amplifiers with individual power supply (as shown by measurements of the inductive coupling coefficient, it is necessary to amplify the useful signal through every 1000 m of pipes), the need to install downhole current sources. The reliability of the contacts electrical connections is also insufficient. Comrade The purpose of the invention is to expand the range of obtaining information by providing multi-channel communication, as well as improving the reliability of electrical contact connections. This goal is achieved by the fact that in a telemetry string of drill pipes, including couplings and an electric line with electrocontact joints, the latter are made in the form of bushing insulators and an electrocontact coupler installed at the pipe ends, and the couplings are made with studs and annular grooves for axial retainers, and the ends of the pipes have surfaces in response to them. The locking knob of the axial movement of the spline coupling can be made in the form of a spiral of a rectangular rod; In the manufacture of drill pipes from a light alloy material, a reinforcing ring can be installed in the groove for the axial movement lock. Electrocontact coupling can be made in the form of a pipe made of elastic material, having bevels on the ends and rollers reinforced by a pair-worn strap, and the pipe has pressure rings installed at the ends and a steel sleeve installed in its middle part with sealing elements on the outside . The locking pins for axial movement of the splined coupling have the means of their installation in the working position. FIG. 1 shows the connections of the ends of the pipes of the telemetric drill string, general view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a section BB in FIG. 2; in fig. 4 - contact node of the electrical connection system of the telemetric drill string; in fig. 5 is a sectional view BB in FIG. 4. The telemetry string of drill pipes 1 has the same device of its ends, which, when connecting the pipes, enter the coupling slot 2 and are fixed by a mortgage element 3. The ends of the pipe are equipped with a bushing insulator 4 that carries through contacts 5 that form galvanic contact with the pipes when connected. contact rollers 6, fixed in pairs with the help of axles .7 on connecting strips 8. A sleeve 9, bearing on itself sealing elements 10, is mounted in the housing of an electrocontact coupling 11, Made of elastic insulating material and limited at its ends by retaining rings 12. For pipes made of aluminum alloys, a reinforcing (reinforcing) ring 13 is provided, which protects the surfaces of the grooves at the ends of pipes from smothering and rapid wear. Insulated conductors 14 are embedded in grooves that run along the tubes forming the cylindrical surface (or protrusions of slits) and are fixed there with, for example, a curing compound. The liner 15 is fixed in the desired position by the spring bar 16 fixed on the axis 17. The telemetric string of drill pipes 1 transmits a torque (rotary drilling) or accepts a reactive torque (turbine drilling) with its slots and splines during operation. pipes through retainer 3 and annular grooves (for pipes made of aluminum alloys with steel spline couplings, this load is also transmitted through the reinforcing steel ring 13). The compressive axial load is perceived by the ends of the pipes. The sealing of the pipe connection from the internal pressure is achieved by the sealing elements 10, and from the external pressure by the elastic housing of the electrical contact sleeve 11, while also sealing the electrical connection. The upper connection of the pipe with the slotted coupling is carried out on the pipe base (or on the drill gangways), for which the splined coupling 2 is put on the end of the pipe 1, the coupling and pipe slots are aligned and the coupling moves further and until the circular grooves of the pipe and the coupling align. After that, the retainer 3, made in the form of a spiral, is pushed to the end into the tangential window of the coupling 2, while in case of jamming, the spiral can rotate along the coil, thus achieving the centering of the spiral along the grooves and removing the jamming particles in the inter-turn space of the spiral. Tubes prepared in this way can be lowered into the well in the usual way with the aid of a pulley system, hook and elevator. After the first pipe is lowered into its sleeve, an electric contact sleeve 11 (9, 10, 12) is inserted, which moves along the slots down to the stop. Then, at the elevator, the next pipe is fed from the gangways, which is guided along the splines of the coupling until the ends of the connected pipes stop. In this case, the groove of the upper pipe and the groove of the coupling are combined, after which the inset element is pushed into the grooves of the pipe and coupling through the tangential window in the coupling. Further, the operations of connecting the pipes during telemetry descent are repeated. When lifting pipes, operations are performed in reverse order, with the only difference that lifting is carried out by candles and the connections inside the candles are not disassembled, and also that electrical contact sleeves 9, 10, 11 12 are not removed from coupling 2. On subsequent descents, wipe the contact parts of the pipes 4, 5, 6 with a dry cloth.

Телеметрическа  колонна бурильных труб 1 кроме силовых функций (механическа  и гидравлическа  силова  передача с поверхности на забой) выполн ет функции многоканальной линии св зи с забоем скважины . Кажда  лини  св зи образуетс  изолированным проводником 14, заключенным в паз, выполненным на поверхности трубы 1 и закрепленным в этом пазу изол ционным материалом, например эпоксидной смолой.In addition to the power functions (mechanical and hydraulic power transmission from the surface to the bottom), the telemetry string of drill pipes 1 performs the functions of a multi-channel communication line with the bottom of a well. Each link is formed by an insulated conductor 14 enclosed in a groove made on the surface of the pipe 1 and an insulating material, such as epoxy, secured in that groove.

На концах трубы 1 провод 14 пропущен йй. в отверсти , выполненные в ее теле, и вы .ходит в гнездо проходных изол торов 4,At the ends of the pipe 1 wire 14 is missed y. into the holes made in her body and you enter the nest of bushing insulators 4,

где соедин етс  с проходным контактом 5.where it is connected to the pass-through contact 5.

Проходные изол торы 4 запрессовываютс Pass-through insulators 4 are pressed in

в гнезде .трубы 1 с одновременной заливкой изол ционным материалом всех пустот под проходным изол тором, в отверсти х и па зах трубы. Соседние трубы образуют электрическую цепь с- помощью электроконтактной муфты, имеющей соединительные планки 8 с закрепленными на их концах контактными роликами 6. При соединении труб в момент касани  их торцов создаетс  надежный контакт между прохЬдны1Ми контактами 5 и контактными роликами 6, так как при осевом перемещении торца верхней трубы возникает усилие на упорном кольце 12, которое передает это усилие эластичному корпусу 11 электроконтактной муфты, а так как кольца 12 и герметизирующий стакан 9 имеют торцы, скощенные со стороны расположени  контактных роликов 6, то осевое усилие преобразуетс  в радиальное , направленное на контактные ролики 6, благодар  чему и достигаетс  надежность электрического соединени  с одновременной герметизацией (от внещнего давлени ). , Ролик 6 может поворачиватьс  на своей оси 7, что необходимо ввиду относительного перемещени  ролика 6 и проходного контакта 5 в момент посадки верхней трубы на торец, когда радиальные усили  на ролик 6 могут достигать значительных усилий . Таким образом, электрическа  цепь при составлен.ии колонны из телеметрических труб 1 образуетс  проходным контактом 5 на нижнем конце нижней трубы, проводником 14, проходным контактом 5 на верхнем конце нижней трубы, нижним контактным роликом 6 электроконтактной муфты , осью 7, соединительной планкой 8, осью. 7 верхнего контактного ролика 6, роликом 6, проходным контактом5 на нижнем конце верхней трубы и т. д.in the socket of the pipe 1 with simultaneous filling of all voids under the bushing insulator with insulating material, in the holes and the pipe pipe. Neighboring pipes form an electrical circuit with the help of an electric contact coupling having connecting strips 8 with contact rollers 6 fixed at their ends. When connecting pipes when they touch their ends, reliable contact is made between the connecting contacts 5 and contact rollers 6, since during axial displacement of the end face the upper pipe there is a force on the thrust ring 12, which transmits this force to the elastic housing 11 of the electric contact clutch, and since the rings 12 and the sealing cup 9 have ends that are angled from the side memory location of the contact rollers 6, the axial force is converted into radial directed to the contact rollers 6, whereby reliability is obtained and electrical connection with simultaneous sealing (from vneschnego pressure). The roller 6 can rotate on its axis 7, which is necessary due to the relative movement of the roller 6 and the passage contact 5 when the upper tube is seated on the end, when the radial forces on the roller 6 can reach significant forces. Thus, the electric circuit, when composed of a column of telemetry pipes 1, is formed by a feedthrough contact 5 at the lower end of the lower pipe, a conductor 14, a feedthrough contact 5 at the upper end of the lower pipe, the lower contact roller 6 of the electric contact clutch, axis 7, connecting bar 8, axis. 7 upper contact roller 6, roller 6, continuous contact 5 at the lower end of the upper tube, etc.

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого устройства . заключаетс  в снижении времени на проведение работ, св занных со спуском, бурением и получением информации по каналу св зи.Technical and economic efficiency of the proposed device. is to reduce the time to work associated with the descent, drilling and receiving information on the communication channel.

Claims (5)

1.Телеметрическа  колонна бурильных труб, включающа  соединительные муфты и линию электросв зи с электроконтактными узлами соединени , отличающа с  тем, что, с целью расщирени  диапазона получени  информации за счет обеспечени  многоканальной св зи, а также повышени  надежности соединений электрических контактов , электроконтактный узел соединени  выполнен в виде установленных на концах трубы проходных изол торов и электроконтактной муфты, причем соединительные муфты выполнены со шлицами и кольцевыми канавками дл  фиксаторов осевого перемещени , а концы труб имеют ответные им поверхности.1. Telemetry drill string, including couplings and a power line with electrical contact nodes, characterized in that, in order to expand the range of information obtained by providing multi-channel communication, as well as improving the reliability of electrical contact connections, the electrical contact node is made in the form of pass-through insulators and an electrocontact coupling installed at the pipe ends, the coupling sleeves being made with slots and annular grooves for axle clips movement, and the ends of the pipes have surfaces in response to them. 2.Телеметрическа  колонна по п. 1, огличающа с  тем, что фиксатор осевого перемещени  щлицевой соединительной муфты вьшолнен в виде спирали из стержн  пр моугольного сечени .2. The telemetry column according to claim 1, stating that the retainer for the axial movement of the slit coupling is executed in the form of a helix from a rectangular rod. 3.Телеметрическа  колонна по пп. i и 2, отличающа с  тем, что при -выполнении труб из легкосплавного материала в канавке под фиксатор осевого перемещени  устаHOBvieHo упрочн ющее кольцо.3. Telemetry column in PP. i and 2, characterized in that, when executing pipes made of alloyed material in the groove for the axial movement retainer, the BvvieHo reinforcing ring is installed. 4.Телеметрическа  колонна по п. 1, отличающа с  тем, то электроконтактна  муфта выполнена в виде патрубка из эластичного материала, имеющего скосы по торцам и армированного попарносв занными планкой роликами, причем патрубок имеет установленные по торцам нажимные кольца с ответной скосам патрубка поверхностьюи установленную в средней его части стальную втулку с уплотнительными элементами на наружной стороне.4. The telemetry column according to claim 1, wherein the electrocontact coupling is made in the form of a pipe made of elastic material, which has bevels on the ends and is reinforced by rollers paired with the plate, and the pipe has pressure rings installed at the ends, which have a counter surface that is connected to the pipe bevel the middle part of it is a steel sleeve with sealing elements on the outer side. 5.Телеметрическа  колонна по пп. 1-4, отличающа с  тем, что фиксаторы осевого перемещени  щлицевой муфты имеют средства их установки в рабочее положение.5. Telemetry column in PP. 1-4, characterized in that the latches of the axial movement of the slit coupling have means for their installation in the working position. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Патент Франции № 1244440, кл. Е 21 В, 1963.1.Patent of France No. 1244440, cl. E 21 B, 1963. 2.Авторское свидете тьство СССР № 874957, кл. Е 21 В 17/00, 1978.2. The author's testimony of USSR No. 874957, cl. E 21 B 17/00, 1978. 4 i64 i6 .17 t .17 t фиг.г fig.g Фиг.З.Fig.Z.
SU813233321A 1981-01-07 1981-01-07 Telemetry string of drill pipes SU985265A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813233321A SU985265A1 (en) 1981-01-07 1981-01-07 Telemetry string of drill pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813233321A SU985265A1 (en) 1981-01-07 1981-01-07 Telemetry string of drill pipes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU985265A1 true SU985265A1 (en) 1982-12-30

Family

ID=20937696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813233321A SU985265A1 (en) 1981-01-07 1981-01-07 Telemetry string of drill pipes

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU985265A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444622C2 (en) * 2006-12-29 2012-03-10 Интеллисерв Интернэшнл Холдинг, Лтд System and method for telemeasuring in well shaft
RU2556582C2 (en) * 2010-05-28 2015-07-10 Пе.Гас.Ус. Срл Electrical connector, in particular, for drilling strings
RU2629502C2 (en) * 2012-05-09 2017-08-29 Рэй, Инк. Data transmitting system along drill pipe and corresponding method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444622C2 (en) * 2006-12-29 2012-03-10 Интеллисерв Интернэшнл Холдинг, Лтд System and method for telemeasuring in well shaft
RU2556582C2 (en) * 2010-05-28 2015-07-10 Пе.Гас.Ус. Срл Electrical connector, in particular, for drilling strings
RU2629502C2 (en) * 2012-05-09 2017-08-29 Рэй, Инк. Data transmitting system along drill pipe and corresponding method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7299867B2 (en) Hanger mounted in the bore of a tubular component
US4537457A (en) Connector for providing electrical continuity across a threaded connection
CA2541077C (en) Method and conduit for transmitting signals
US4095865A (en) Telemetering drill string with piped electrical conductor
US2748358A (en) Combination oil well tubing and electrical cable construction
US7488194B2 (en) Downhole data and/or power transmission system
US9121962B2 (en) Method and conduit for transmitting signals
GB2407334A (en) Redundant telemetry system
US5131464A (en) Releasable electrical wet connect for a drill string
US8665109B2 (en) Wired drill pipe connection for single shouldered application and BHA elements
JPH0197792A (en) Pipe assembly having conductive structure
CA1070238A (en) Low heat conductive frangible centralizers
EP0165479B1 (en) Drill pipe
EP0417879B1 (en) Insulating support for tubing string
US4031969A (en) Method and apparatus for earth boring
SU985265A1 (en) Telemetry string of drill pipes
US4016943A (en) Method for connecting electrical conductors for electric earth boring means
US4949797A (en) Drill pipe
US3926269A (en) Method and apparatus for earth boring
CN210888908U (en) Minor diameter double lateral measurement hard electrode logging instrument
EP2978923B1 (en) Transmission line for wired pipe
US5240082A (en) Rotary boring machine
US20220122768A1 (en) Inductive coupler for downhole transmission line
CN112228006A (en) Cable conversion device
RU2606976C2 (en) Multichannel rotary electric connector