[发明专利]一种螺杆钻具定子与转子间电力传输及信号传递装置

说明书

本发明一种螺杆钻具定子与转子间电力传输及信号传递装置，该装置包括电力及信号发射部分、电力及信号接收部分和传递部分；电力及信号发射部分、电力及信号接收部分用于将泥浆发电机产生的电力和信号通过非接触方式传递；传递部分用于将电力和信号传送给马达转子继续向下穿过螺杆钻具本体。电力及信号发射部分、电力及信号接收部分均设置在电力传输钻铤内部。由于采用上述技术方案，本发明通过螺杆实现电力传输及信号传递，简化井底钻具组合，降低钻井风险，同时井底钻具变短，提高旋转导向工具造斜率，替代旋转导向工具与集成的MWD/LWD之间无线通信技术，和旋转导向上部泥浆发电机，从而实现螺杆钻具定子与转子间电力传输及信号传递。

技术领域

本发明属于随钻测井技术，尤其涉及一种螺杆钻具定子与转子间电力传输及信号传递装置。

背景技术

旋转导向工具动力是由地表钻机提供，当进行深井或超深井作业时，井下套管、钻柱的摩阻增大，使旋转导向工具无法从地面钻机获得很高的转速和扭矩。螺杆钻具能够为井下导向工具提供动力，将高性能螺杆钻具置于旋转导向工具与集成的MWD/LWD之间，为旋转导向工具提供高转速、大扭矩，提高钻井效率。地表钻机就不需要提供过高的转速，这样就能显著降低螺杆钻具上部套管、钻柱和钻具组合的磨损和疲劳，降低风险和成本。因为旋转导向系统需要供电和与集成的MWD/LWD之间通信，这就要求能够实现过螺杆电力传输及信号传递，将上部发电机产生电力通过螺杆钻具供给旋转导向工具，将旋转导向工具近钻头测量的数据及导向工具工作状态信息通过螺杆钻具传递给上部钻具组合，将上部井下中控系统的导向命令通过螺杆钻具传递给导向工具。

旋转导向工具与集成的MWD/LWD之间通信，现有的技术多数是通过无线通信技术，在集成的MWD/LWD和旋转导向工具上安装接收和发射天线，采用电磁波技术进行通信，但没有解决旋转导向供电问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单，实现将转子在定子容腔里的运动是行星运动，转化成同轴运动，能够消除转子在定子容腔里的轴向窜动，并将电力和信号从马达总成转子传递到相对转子静止的外导流机构上。通过此机构实现螺杆钻具定子与转子间电力传输及信号传递的螺杆钻具定子与转子间电力传输及信号传递装置。

本发明的技术方案是：一种螺杆钻具定子与转子间电力传输及信号传递装置，该装置包括电力及信号发射部分、电力及信号接收部分和传递部分；

所述电力及信号发射部分、电力及信号接收部分用于将泥浆发电机产生的电力和信号通过非接触方式传递；

所述传递部分用于将电力和信号传送给马达转子继续向下穿过螺杆钻具本体。

所述电力及信号发射部分、电力及信号接收部分均设置在电力传输钻铤内部，且所述电力及信号发射部分通过导线与泥浆发电机、随钻测量及随钻测井仪器连接，电力及信号接收部分通过传递部分与马达转子机械连接，其中，电力及信号通过导线传递给所述马达转子。

进一步，所述电力及信号发射部分、电力及信号接收部分包括外导流机构、内导流机构、外励磁线圈、内励磁线圈、电励磁发射电路板和电励磁接收电路板；

其中，所述外导流机构固接在所述电力传输钻铤内部，所述内导流机构通过泥浆轴承安装在所述电力传输钻铤内部，所述外导流机构的一端的端部与所述内导流机构一端的端接触，所述外导流机构和内导流机构的内部均设有导线通孔和扇形泥浆通道，所述外导流机构的另一端设有发射电路仓，所述电励磁发射电路板设置在所述发射电路仓内，并通过发射电路仓盖板密封所述发射电路仓，所述内导流机构的一端设有接收电路仓，所述电励磁接收电路板设置在所述接收电路仓内，并通过接收电路仓盖板密封所述接收电路仓，所述内励磁线圈设置在所述内导流机构与所述外导流机构接触的一端，并通过导线与所述电励磁接收电路板连接，所述外励磁线圈与所述内励磁线圈同心无接触安装，且所述外励磁线圈固定在所述电力传输钻铤的内侧壁上，所述外励磁线圈通过导线与所述电励磁发射电路板连接。