[发明专利]动力及信号传输钻杆电缆入口装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油地质勘探钻井的动力及信号传输钻杆电缆入口装置。它能实现动力及信号传输钻杆电缆与地面电缆转与不转的转换，从而完成地面电流或信号与动力及信号传输钻杆间电流或信号的安全传输。

背景技术

在动力智能钻井中，需要通过动力及信号传输钻杆将强电及井下控制信号传输到井下，同时将井下各种测试信号传输到地面。动力及信号传输钻杆工作过程中一直处于旋转状态，而地面电缆却不旋转，因而需设计一个动力及信号传输钻杆电缆入口装置，以实现动力及信号传输钻杆电缆与地面电缆间转与不转的转换，从而完成地面电流或信号与动力及信号传输钻杆间电流或信号的安全传输。

要设计电缆入口装置，首先要找准电缆入口位置，而钻井驱动方式不同，其入口位置也不尽相同，则必须根据具体的钻井驱动方式进行相应的设计。当前钻井驱动方式主要分地面驱动和井下动力驱动两大类。地面驱动包括转盘驱动和顶驱驱动两种形式，在钻进过程中整个钻柱旋转；而井下动力驱动主要指螺杆驱动、涡轮驱动和电驱动三种形式，在钻进过程中整个钻柱不旋转。动力及信号传输钻杆电缆入口装置可用于钻盘驱动和顶驱驱动中。

本发明主要根据转盘驱动和顶驱驱动两种驱动方式的结构特点确定各自的电缆入口位置。其中，转盘驱动方式指的是通过井口转盘旋转带动方钻杆旋转，再通过方钻杆旋转带动上部水龙头旋转部分和下部整个井下钻柱以及井下工具的旋转，因而根据转盘驱动方式的特点，将电缆的入口部位选在水龙头的配合接头上；而顶驱驱动方式就是直接通过顶驱带动整个钻柱和井下工具旋转运动和上下运动，在钻井过程中，顶驱的中心管与钻杆连接，通过旋转中心管，带动整个钻柱和钻头旋转，以实现破岩，因而根据顶驱的结构特点，新设计一个入口装置安装在旋转中心管下部。

发明内容

本发明的目的是为了设计一个转换装置，以实现动力及信号传输钻杆电缆与地面电缆间转与不转的转换，从而完成地面电流或信号与动力及信号传输钻杆间电流或信号的安全传输，特提供一种动力及信号传输钻杆电缆入口装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：动力及信号传输钻杆电缆入口装置是由转换接头、转换机构和悬挂结构组成，其结构特征在于：转换接头上部为母接头，与水龙头中心管或顶驱内管联接，下部为公接头，与动力及信号传输钻杆联接；转换机构是由随钻杆旋转的旋转部分和相对水龙头或顶驱固定的固定部分组成，转换机构的旋转部分包含转换机构座、滑环、导线B、内管，转换机构座紧紧套在转换接头的中部，转换机构座的上部抵在转换接头台阶上，转换机构座的下部由挡块和内六角螺钉固定，转换机构座的外部套有轴承的内圈和滑环定位套，滑环固定在滑环定位套上，滑环间安装有绝缘套筒，内管安装在转换接头内部，转换机构的固定部分包含滑块、铜套、弹簧、连接线、弹簧铜垫、螺钉、滑块座、导线A，螺钉安装于滑块座的螺纹孔中，螺钉挤压弹簧铜垫和弹簧，被压缩的弹簧将滑块紧紧压在滑环上，弹簧铜垫和弹簧由连接线连接，安装滑块的四周安装有铜套，导线A与铜套连接在一起，滑块座安装在外壳上，外部用外盖盖住，滑块座、外壳和外盖用螺栓固定在一起；悬挂结构用吊环固定在水龙头或顶驱上。

其工作原理是：导线A通过与地面电缆相连，将电流或信号传输到铜套中，然后铜套将电流或信号传送到与之接触的滑块或弹簧铜垫或弹簧中，滑块再将电流或信号传送到滑环中，滑环中的电流通过导线B引出，传给转换接头公接头处的电接头(图中未画出)。整个转换机构通过轴承实现旋转与固定的转换。

本发明的有益效果是，可以实现动力及信号传输钻杆电缆与地面电缆间转与不转的转换，从而完成地面电流或信号与动力及信号传输钻杆间电流或信号的安全传输，具有具有结构简单、成本低、可靠性高、安全的特点。

附图说明

图1是本发明动力及信号传输钻杆电缆入口装置的结构图；

图2是图1中A向视图；

图3是图1中B-B部位的断面图；

图4是图1中C-C部位的断面图。

图中：1.转换接头，2.上端盖，3.吊环，4.上轴承挡块，5.外壳，6.密封垫，7.滑块座，8.外盖，9.螺钉，10.弹簧铜垫，11.弹簧，12.导线A，13.连接线，14.铜套，15.绝缘套筒，16.滑块，17.滑环，18.下轴承挡块，19.螺栓，20.轴承，21.下端盖，22.滑环定位套，23.挡块，24.内六角螺钉，25.导线B，26.转换机构座，27.内管。

具体实施方式