[实用新型]一种用于钻探时电磁波随钻测量中传输数据用的绝缘短节

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于钻探时电磁波随钻测量中传输数据用的绝缘短节，属于钻探中的随钻测量领域。

背景技术

在钻探领域新型的电磁波随钻测量技术中的主要难点之一是：为形成电磁波回路不仅必须将钻杆用绝缘短节分成彼此电隔离的两部分，而且此绝缘短节必须能在钻探过程中承受大的压力、拉力、扭矩和冲击。目前绝缘短节的专利技术不少，但检索到的绝大多数是用于油管静态参数测量或油管电加热等目的，无法承受钻探时的动态扭矩；在钻探用绝缘短节方面有采用在接头部位喷涂陶瓷绝缘材料进行电隔离方法的，但这样的绝缘薄层恐容易在钻探过程中受冲击时破碎剥落。陶瓷材料的优点是强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀、耐磨损，95%纯度的氧化铝陶瓷的抗压强度就高达2500～3000MP、抗拉强度和抗弯强度也可达200～300MP以上，但其一个致命的力学弱点就是脆性，严重阻碍了陶瓷在冲击场合的应用。近年来工程结构陶瓷的制备工艺和技术取得突破性进展，例如可以通过溶胶-凝胶法或拉晶法生成氧化铝或氮化硅连续纤维，采用化学气相沉积或渗透法制成所需形状的纤维增韧氧化铝结构陶瓷零件，或采用高纯度的纳米氧化铝粉末经等静压成型后烧结，从而生产出尺寸精度高、电绝缘性好，高强度、特别是具有高断裂韧性的结构陶瓷零件。这为设计制造能在钻探过程中承受大的压力、拉力、扭矩、磨损和冲击的绝缘短节提供了有利条件。

发明内容

为了克服现有的各种绝缘短节难以在随钻测量数据传输过程中受到重载和冲击负荷的恶劣条件下对钻杆所需部位进行可靠电隔离的问题，本实用新型提供一种能够在钻探工况下使用的绝缘短节，本实用新型通过结构设计使绝缘短节中的陶瓷零件在钻探过程中主要承受压力作用，可充分发挥陶瓷抗压强度超强的优势，所选用的纤维增韧氧化铝结构陶瓷又具有高的断裂韧性，使本实用新型所提供的随钻测量数据电磁波传输适用的绝缘短节能够承受钻探过程中的大压力、拉力、扭矩、弯矩和冲击，在所需部位实现上下钻杆的绝缘。

一种用于钻探时电磁波随钻测量传输数据用的绝缘短节，其特征在于：绝缘短节由内联接管1、外螺纹接头2、绝缘正棱柱管3、端盖4、两个耐高温O型密封圈5、绝缘环6、内螺纹接头7等零件组成；组装方法是：将绝缘正棱柱管（3）插入具有内正N棱柱孔的外螺纹接头2，将外螺纹接头2装上端盖4,在端盖4外表面密封槽内嵌入O型密封圈5,然后将内联接管1插入绝缘正棱柱管3，再插入端盖4、继而插入绝缘环6,再插入已嵌好另一个O型密封圈的内螺纹接头7，将上述零件对中并贴实；将上述零件对中并贴实,此时内联接管1伸出内螺纹接头7的内底面应设计留有15mm以上长度。绝缘短节的最大外径尺寸不超过钻杆外径，长度为300～500mm。

外螺纹接头2与端盖4本可以是一个整体，在此为了便于加工内棱柱面而分别加工后再焊合，绝缘正棱柱管3装入其内，在端盖4与内螺纹接头7之间是绝缘环6和两个O型密封圈5，内联接管1的圆柱管一端依次穿过端盖4、绝缘环6和内螺纹接头7的内孔，与内螺纹接头7从内部焊接在一起。

上述零件的尺寸根据所需匹配的上下钻杆接头直径或接头螺纹类型而设计，外螺纹接头2一端为圆锥管阳螺纹，内螺纹接头7一端有圆锥管阴螺纹，可分别与通用钻杆的相应类型的圆锥管阴螺纹和圆锥管阳螺纹相配合。

内联接管1、外螺纹接头2、端盖4、内螺纹接头7由25CrMnMo圆钢或厚壁钢管制作，绝缘正棱柱管3、绝缘环6是用化学气相沉积法制成的高断裂韧性的纤维增韧氧化铝结构陶瓷零件，O型圈可采用耐高温280°C以上的O型密封圈标准件。

外螺纹接头2内孔主要部分为正N棱柱面(这里N为大于2的自然数，例如正三、正四、正五、正六或其它正棱柱)，但在与圆锥管阳螺纹相对的另一端边沿车出5～12mm倒角成为以后与端盖4焊接用的坡口，并在此端面车出内径等于或稍大于正N棱柱外接圆柱直径的圆孔a，深度为20mm以上。

绝缘正棱柱管3为外部是正N棱柱面，一端内孔也为正N棱柱面，设计时最好使壁厚大于10mm,另一端通有直径小于正N棱柱型内孔外接圆的圆孔b，厚度40mm以上。

内联接管1一端外表面是正N棱柱面，大小可与绝缘正棱柱管3的正N棱柱型内孔成间隙配合，另一端为圆柱形管、管外径刚好能穿过正N棱柱型内孔外接圆的圆孔b。