一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，包括上部分和下部分，上部分下端和下部分的上端通过相配合的带螺纹的公接头和母接头依次连接在一起及在其连接处均形成有环形台肩，上部分下端和下部分的上端连接处的公接头和母接头的螺纹上及其台肩面上均设有绝缘粘合层，绝缘天线短节的内、外圆柱面上分别设有内、外绝缘层，本实用新型通过结构设计，提供了一种可应用于地矿行业井下电磁波随钻测量系统中的绝缘天线短节，它结构简单，机械强度大，能够承受钻探过程中的大压力、拉力、扭矩、弯矩和冲击，更好地在所需部位实现上下钻杆的绝缘。
【专利说明】
一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，用于传输电磁波信号，属于地矿测井领域，也属于石油测井领域。
【背景技术】
[0002]钻井过程中，对井下实时信息了解的越多，越能接近高效率、低成本的钻井目标。为实时、连续、准确地监测和控制井眼轨迹，井下随钻测量仪器必可不少，其性能特点取决于信息通道的选择。
[0003]泥浆脉冲是目前国内用得最多的随钻测量方式，传输信息借助于钻井液压力的正脉冲、负脉冲或连续压力波。随着随钻测井特别是地质导向技术的发展，需要传输的地下信息越来越多，而泥浆脉冲测量方式对钻井液的含砂量和含气量有严格的要求，难以解决井下信息的有效传输问题;随着油气田生产开发的需要，欠平衡井开始大量应用，而且出现了气体钻井技术，但在可压缩钻井介质中，泥浆脉冲测量技术无法正常接收井下随钻测量信息，限制了欠平衡钻井技术的发展应用。泥浆脉冲传输技术越来与难以满足智能化钻井技术的需要。
[0004]电磁波测量方式对钻井液性能和栗排量稳定性要求低，发送信息的可靠性与钻井液的非均匀性无关。电磁波测量技术在国外发展很快，它可用于其他方面，就目前而言，它是在气体钻井中实时传输井下数据的一种最有效的技术。其工作原理:井下测量单元将测量数据传给发射机，发射机将数据编码调制后通过发射天线发射电磁波信号至地层，地面接收设备接收电磁波信号，解调解码后恢复测量数据，并显示在显示器中。但国内目前对电磁波随钻测量技术的研究还处于起步阶段。
[0005]在电磁波发射与传播中，发射天线起着至关重要的作用。发射天线把发射装置的能量转化为电磁波的能量，但由于钻井工艺的特殊性决定了随钻电磁波发射天线只能在钻杆上沿着钻杆做文章。
[0006]在钻井界，电磁波传输分为两种方法，即环形线圈偶合和直接偶合的方法。早期的电磁波随钻测量系统多为环形线圈偶合的方法，直到现在这种方法还有应用。对于很低或很高的负载阻抗，环形线圈的功率水平和阻抗匹配范围有严格的限制，一旦线圈定型，几乎就不可能改变负载匹配的范围。在涉及极低频电磁波传输时，最好的环形线圈传送装置也无法有效地匹配真实的负载，当随钻井深度的增加需要降低频率增加功率时，这种发射装置反而呈现相反的特性。
[0007]直接偶合法可以消除环形线圈偶和方法的上述缺点。这种天线一般需要把钻杆分为两节，形成两个电极，其中间由绝缘介质隔开，这种结构一般被称为绝缘天线短节。由于这种绝缘天线短节要承受很高的扭矩和压力，要求抗扭与抗拉、抗压强度相当高，但它的优越性也相当突出，可以适应极低频电磁波发射要求，不需要环形线圈从而可以做成较小的直径等。这些特点对钻井工程来说至关重要，因而绝缘天线短节。由于这种绝缘天线短节要承受很高的扭矩和压力，要求扭矩与抗拉、抗压强度相当高，但它的优越性也相当突出，可以适应极低频率电磁波发射要求，不需要环形线圈从而可以做成较小的直径等。这些特点对钻井工程来说至关重要，因而绝缘天线短节应用越来越多，但是设计时也存在着不少困难:1.现有的绝缘天线短节大多通过消减连接螺纹的尺寸或在螺纹上加工沟槽来达到上下钻柱绝缘的功能，这样大大的消减连接螺纹的强度，绝缘天线短节既要保持良好的绝缘性能，同时还要负责钻压的传递压力，所以还要具有较高的力学性能;2.现有的绝缘天线短节大多结构复杂，不利于实际应用。因此，发明一种实用的电磁波随钻测量的绝缘天线短节是解决电磁波随钻测量系统无线传输的有效办法。
【实用新型内容】
[0008]为了克服现有的各种绝缘天线短节在持续受到重载和冲击负荷的恶劣工作条件下，已发生电气绝缘失效的问题，本实用新型通过结构设计，提供了一种可应用于地矿行业井下电磁波随钻测量系统中的绝缘天线短节，它结构简单，机械强度大，能够承受钻探过程中的大压力、拉力、扭矩、弯矩和冲击，更好地在所需部位实现上下钻杆的绝缘。
[0009]本实用新型公开了一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，包括上部分和下部分，上部分下端和下部分的上端通过相配合的带螺纹的公接头和母接头依次连接在一起及在其连接处均形成有环形台肩，上部分下端和下部分的上端连接处的公接头和母接头的螺纹上及其台肩面上均设有绝缘粘合层，绝缘粘合层从里向外依次包括陶瓷绝缘层、高分子绝缘层和粘合层，绝缘天线短节的内、外圆柱面上分别设有内、外绝缘层，内绝缘层和外绝缘层向上延伸至距离上部分上顶端向下25cm处及向下延伸至距离下部分下端公接头台肩面向上20cm处。
[0010]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的实施例中，上部分下端和下部分的上端的连接处的公接头和母接头的螺纹牙型均为非标螺纹牙型。
[0011]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的实施例中，上部分上端设有带螺纹的母接头和台肩面并与上面的钻铤或钻柱连接。
[0012]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的实施例中，下部分下端设有带螺纹的公接头和台肩面并与下面的钻铤或钻柱连接。
[0013]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的一个实施例中，上部分下端和下部分的上端分别设有母接头和公接头。
[0014]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的另一个实施例中，上部分下端和下部分的上端分别设有公接头和母接头。
[0015]有益效果
[0016]本实用新型通过上、下部分的螺纹连接，短节内、外设置有绝缘层，且在上、下部分连接的螺纹上喷涂有高强度绝缘粘合层，使上、下两个部分通过螺纹粘合在一起；由于螺纹上设有绝缘粘合层，使得本实用新型上、下两部分的钻铤形成绝缘，有效的将连接在本实用新型位置上、下端的钻铤分为上下两级且具有足够的机械强度和绝缘效果。
[0017]本实用新型上部分下端和下部分的上端连接处的公接头和母接头的螺纹上及其台肩面上均设有绝缘粘合层，当上部分下端的公接头或母接头的螺纹上及其台肩面上的绝缘层失效时，下部分的上端的公接头或母接头的螺纹上及其台肩面上绝缘层能保证本实用新型的电气绝缘性，确保天线正常工作，加强了绝缘天线短节的绝缘性能。本实用新型的电气绝缘性能比普通绝缘短节多了一种保障，大大提高了绝缘短节的绝缘效果和使用寿命。
[0018]本实用新型可应用于地矿行业井下电磁波随钻测量，结构简单。机械强度大、绝缘性能更好，而且制造简单，便于在工厂批量生产，其运输和装配都很简单。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的一个实施例的结构示意图，图中右边为结构透视图；
[0020]图2为本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的另一个实施例的结构示意图，图中右边为结构透视图。
【具体实施方式】
[0021]为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0022]图1为本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的结构示意图，图中右边为结构透视图，如图中所示，本实用新型公开了一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，包括上部分01和下部分02，上部分01下端和下部分02的上端通过相配合的带螺纹的公接头03和母接头04依次连接在一起及在其连接处均形成有环形台肩05，上部分01下端和下部分02的上端连接处的公接头03和母接头04的螺纹上及其台肩面05上先部分镀铝后进行微弧氧化，使其表面具有陶瓷绝缘层，在此基础上对其浸塑高分子绝缘材料，然后在绝缘层上再涂布强力粘合剂，最终形成两个绝缘层，提高绝缘天线短节承受冲击与压力的能力和绝缘耐磨能力，这样上部分01下端和下部分02的上端连接处的公接头03和母接头04的螺纹上及其台肩面05上均设有绝缘粘合层06，绝缘粘合层06从里向外依次包括陶瓷绝缘层、高分子绝缘层和粘合层，绝缘天线短节的内、外圆柱面上分别设有内、外绝缘层07和08，内绝缘层07和外绝缘层08向上延伸至距离上部分01上顶端向下25cm处及向下延伸至距离下部分02下端公接头03台肩面05向上20cm处。
[0023]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的实施例中，上部分01下端和下部分02的上端的连接处的公接头03和母接头04的螺纹牙型均为非标螺纹牙型。
[0024]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的实施例中，上部分01上端设有带螺纹的母接头04和台肩面05并与上面的钻铤或钻柱连接。
[0025]本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的实施例中，下部分02下端设有带螺纹的公接头03和台肩面05并与下面的钻铤或钻柱连接。
[0026]如图1所示，本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的一个实施例中，上部分01下端和下部分02的上端分别设有母接头04和公接头03。
[0027]图2为本实用新型公开的一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的另一个实施例的结构示意图，图中右边为结构透视图，如图2所示，本实用新型公开的另一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节的实施例中，上部分01下端和下部分02的上端也可以分别设有公接头03和母接头05。
[0028]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本说明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，其特征在于:所述绝缘天线短节包括上部分和下部分，所述上部分下端和所述下部分的上端通过相配合的带螺纹的公接头和母接头依次连接在一起及在其连接处均形成有环形台肩，所述上部分下端和所述下部分的上端连接处的公接头和母接头的螺纹上及其台肩面上均设有绝缘粘合层，所述绝缘粘合层从里向外依次包括陶瓷绝缘层、高分子绝缘层和粘合层，所述绝缘天线短节的内、外圆柱面上分别设有内、外绝缘层，所述内绝缘层和外绝缘层向上延伸至距离上部分上顶端向下25cm处及向下延伸至距离下部分下端公接头台肩面向上20cm处。2.根据权利要求1所述一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，其特征在于:所述上部分下端和所述下部分的上端的连接处的公接头和母接头的螺纹牙型均为非标螺纹牙型。3.根据权利要求1所述一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，其特征在于:所述上部分上端设有带螺纹的母接头和台肩面并与上面的钻铤或钻柱连接。4.根据权利要求1所述一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，其特征在于:所述下部分下端设有带螺纹的公接头和台肩面并与下面的钻铤或钻柱连接。5.根据权利要求1所述一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，其特征在于:所述上部分下端和所述下部分的上端分别设有母接头和公接头。6.根据权利要求1所述一种电磁波随钻测量的绝缘天线短节，其特征在于:所述上部分下端和所述下部分的上端分别设有公接头和母接头。
【文档编号】E21B47/13GK205577982SQ201520955972
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年11月27日
【发明人】付勇, 张飞然
【申请人】北京海平面科技发展有限公司