SU994704A1 - Электрический разделитель бурильной колонны - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ БУРИЛЬНОЙ

КОЛОННЫ

1

Изобретение относитс  к промысловой геофизике и предназначено дл  электрического разделени  буровой колонны, использующейс  в качестве гальванического канала св зи дл  передачи забойной информации .

Известен электрический разделитель буровой колонны, содержащий верхний и нижний металлические переводники, электрически изолированные внутренним и наружным изол ционными сло ми и соединенные между собой конической резьбой, между профил ми которой размещена изол ционна  прокладка, у которого с целью повышени  надежности за счет исключени  возможности разворачивани  рез1ьбового соединени  содержитс  стопорна  втулка с эллиптической с одного конца изолированной наружной поверхностью, вход щей в аналогичное отверстие одного из переводников, и жестко закрепленна  с противоположного конца по цилиндрической поверхности в другом переводнике 1.

Недостаток конструкции заключаетс  в сложности и больщой трудоемкости изготовлени , а расположение стопорной втулки в непосредственной близости от оси переводников приводит к по влению в ней относительНО больщих нагрузок при возникновении крут щего момента на переводниках.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению  вл етс  электрический разделитель бурильной колонны, включающий верхний и нижний металлические переводники , соединенные резьбой и электрически изолированные внутренним и наружным изол ционными сло ми, размещенную между профил ми резьбы изол ционную прокладку и узел стопорени  резьбового соединени  2

Недостаток конструкции заключаетс  в

10 сложности выполнени  узла стопорени  резьбового соединени , который имеет дополнительные узлы дл  его установки и требует необходимость дополнительной его изол ции от одного из переводников. Кроме того, кон5 струкци  узла стопорени  не обеспечивает достаточной надежности работы соединени , поскольку существует опасность замыкани  в виду возможного растрескивани  его при знакопеременных вибрационных нагрузках.

Цель изобретени  - упрощение конструк20 ции электрического разделител  бурильной колонны.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электрическом разделителе бурильной колонны , включающем верхний и нижний металлические переводники, соединенные резьбой и электрически изолированные внутренним и наружным изол ционными сло ми, изол ционную прокладку, размещенную между профил ми резьбы, и узел стопорени  резьбового соединени , последний выполнен в виде радиальных выступов, расположенных йа наружной поверхности переводников, взаимодействующих с наружным изол ционным слоем, причем последний выполнен в виде продольных и поперечных слоев высокопрочного полимерного композиционного материала.

Радиальные выступы на наружной поверхности переводников могут быть выполнены или в виде штифтов, причем переводники в этом случае имеют отверсти  дл  их размещени , или в виде верщин многоугольников , или в виде щпонок, при этом переводники имеют пазы дл  их размещени

Изол ционна  прокладка, расположенна  между профил ми резьбы, может быть выполнена из вибростойкой эмали.

На фиг. 1 показан электрический разделитель бурильной колонны; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, при выполнении радиальных выступов переводников в виде щтифтов; на фиг. 4 - то же, при выполнении радиальных выступов переводников в виде вершин многоугольников; на фиг. 5 - электрический разделитель бурильной колонны при выполнении радиальных выступов переводников в виде щпонок; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5.

Электрический разделитель бурильной колонны включает верхний переводник 1, соединенный с нижним переводником 2 специальной конической резьбой, между профил ми которой установлена изол ционна  прокладка 3. Внутренний 4 и наружный 5 изол ционные слои из конструкционного стеклопластика электрически изолируют переводники .

Резьбовое соединение верхнего и нижнего переводников разделител  имеет узел его стопорени , выполненный в виде расположенных по наружной поверхности радиальНых выступов 4, равнорасположенных в осевом направлении (фиг. 1) и по окруж ности переводников (разрез А-А). Радиальные выступы взаимодействуют с продольными 5 и поперечными 6 сло ми наружного изол ционного сло  7, который выполн ют намоткой из высокопрочного композиционного материала , например конструкционного стеклопластика . Во избежание контакта со стенками скважины радиальные выступы на поверхность наружного изол ционного сло  не выход т. Внутренн   поверхность разделител  покрыта внутренним изол ционным слоем 8 аналогичной структуры.

Радиальные выступы дл  ответственных разделителей выполн ют пр моугольными или остроугольными щириной 10-15 мм и толщиной 2-6 мм. Дл  менее ответственных конструкций радиальные выступы можно выполн ть в виде щтифтов 9 (фиг. 3), вход щих как в слои наружного изол ционного , сло , так и внутреннего, при этом переводники имеют отверсти  дл  их размещени  в виде верщин многоугольников10 (щестигранников, восьмигранников и т.д.), вписанных в минимальную наружную окружность верхнего и нижнего переводников. Количество радиальных выступов определ ют прочностным расчетом (фиг. 4). Изол ционную прокладку 3 выполн ют или из полимерного композиционного материала (например стеклопластика), или вибростойкой эмали.

Радиальные выступы переводников могут выполн тьс  в виде щпонок 11 (фиг. 5), при этом верхний и нижний переводники разделител  под наружным слоем 5 содержат соосно и р дом расположенные пазы дл  их размещени . Шпонки и пазы могут иметь пр моугольную или другую форму (например треугольна , трапецеидальна  и т. д.). Шпонки 11 могут изготавливатьс  из монолитного однонаправленного или перекрестного стеклопластика, или могут быть комбинированными, т. е. содержать наружную поверхность из стеклопластика, а внутреннюю из металла.

Электрический разделитель бурильной колонны собирают следующим образом.

На коническую резьбу верхнего переводника 1 наматывают или укладывают изол ционную прокладку 3 из полимерного композиционного материала, полимеризуют (отверждают ) в специальном приспособлении с целью оформлени  резьбы. Затем сворачивают переводник 1 с переводником 2. После этого укладывают на наружную поверхность продольные 5 (с предварительно прорезанными отверсти ми под радиальные выступы ) и поперечные 6 слои. Продольные слои 5 могут быть в виде однонаправленных лент или в виде ткани. Поперечные же слои выполн ют методом намотки однонаправленным материалом. Оформление наружного и внутреннего изол ционных слоев можно производить любым известным способом, например мокрым (св зующее на полимерный композиционный материал нанос т в процессе намотки), полусухим (св зующее предварительно нанесено на материал) или сухим . После полимеризации (отверждени ) наружного изол ционного сло  7 в разделитель вклеивают или зажимают с помощью торцовой гайки внутренний изол ционный слой 8. При выполнении радиальных высту- пов переводников в виде щпонок 11 нижний переводник 2 навинчивают На верхний переводник 1 через изол ционную прокладку 3, которую предварительно формуют на верхнем переводнике 1. В собранном виде на наружной поверхности переводников выполн ют в зоне их контакта соосные и р дом расположенные продольные пазы, укладывают в них щпонки 11, которые заматывают наружным изол ционным слоем 5 из конструкционного стеклопластика или надевают на клею поверх них готовую трубу из аналогичного материала. Внутренний изол ционный слой 8 в виде стеклопластиковой

трубы вставл ют в последнюю очередь или на промежуточной стадии сборки.

Электрический разделитель бурильной колонны работает следующим образом.

Продольные и поперечные слои высокопрочного (конструкционного) материала, например конструкционного стеклопластика, расположенные между радиальными выступами переводников, образуют продольные брусь , которые через радиальные выступы воспринимают разворачивающий момент, возникающий в колонне бурильных труб. Кроме того, вследствие наличи  радиальных выступов, продольных и поперечных слоев, наружный изол ционный слой воспринимает значительные осевые нагрузки как сжати , так и раст жени , тем самым способству  разгрузке резьбового соединени  и увеличению его надежности.

При выполнении радиальных выступов переводников в виде щпонок при возникновении разворачивающего момента шпонки, закрепленные в пазах переводников, воспринимают йа себ  все окружные нагрузки и, тем самым, разгружают коническое резьбовое соединение переводников с изол ционной прокладкой.

В случае применени  шпонки с металлической сердцевиной даже разрушение поверхностного изол ционного сло  шпонок не приводит к аварии, так как вс  нагрузка воспринимаетс  непосредственно металлом.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в снижении затрат, св занных с ремонтом бурильной колонны, из-за отказа в работе узла соединени  электрического разделител .

Claims (5)

1.Электрический разделитель бурильной колонны, включающий верхний и нижний металлические переводники, соединенные резьбой и электрически изолированные внутренним и наружным изол ционными сло ми, изол ционную прокладку, размещенную между профил ми резьбы, и узел стопорени  резьбового соединени , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции разделител , узел стопорени  резьбового соединени  выполнен в виде радиальных выступов,

0 расположенных на наружной поверхности переводников, взаимодействующих с наружным изол ционным слоем, причем последний выполнен в виде продольных и поперечных слоев высокопрочного полимерного композиционного материала.

5

2.Разделитель по п. 1, отличающийс  тем, что радиальные выступы выполнены в виде щтифтов, а переводники имеют отверсти  дл  их размещени .

3.Разделитель по п. 1, отличающийс  тем, что радиальные выступы выполнены в

0 виде вершин многоугольников.

4.Разделитель по п. 1, отличающийс  тем, что радиальные выступы выполнены в виде шпонок, а переводники имеют пазы дл  их размещени .

5.Разделитель по п. 1-4, отличающийс  5 тем, что изол ционна  прокладка, расположенна  между профил ми резьбы, выполнена из вибростойкой эмали.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по за в0 ке № 2788081/03, кл. Е 21 В 17/00, 1979.

2.Патент США № 3015500, кл. 285-47,. опублик. 1962 (прототип).

Т

Фг/г.2