一种电磁波随钻测量系统用绝缘短节的制作方法

本发明属于地矿钻探领域，具体涉及一种大电磁波随钻测量系统用绝缘短节。

背景技术：

在石油钻井和地质钻探过程中，特别是在定向井和水平井中，需要及时获取孔内钻进参数、地质参数以及井眼轨迹，为现场工程师提供决策依据。随钻测量是指在钻进过程中，通过井下传感器获取近钻头的钻进参数(顶角、方位角、工具面角等)并将这些参数实时传输至地表的测量手段。

随钻测量按信息的传输介质可分为有缆式随钻测量和无线式随钻测量。有缆式随钻测量能实现信号的双向传输，数据传输率高。但由于井下发射机与地面接收机是通过电缆连接的，因而这种连接方式会影响钻进作业的正常进行。无线式随钻测量主要有泥浆脉冲随钻测量和电磁波随钻测量。泥浆脉冲随钻测量利用钻井液产生压力脉冲，井下发射机将井底数据加载在泥浆脉冲上，并将泥浆脉冲发射到地面接收机。地面接收机接收脉冲信号，解调后获得井下数据。电磁波随钻测量是利用极低频电磁波作为传输介质，井下发射机将获取的数据加载在电磁波上，并将电磁波发射到地面接收机。地面接收机接收电磁波信号，解调处理后获取井下信息。

泥浆脉冲随钻测量由于使用泥浆压力脉冲作为传输介质，因此在气体钻井和泡沫钻井等包含有可压缩钻井液介质的钻井中不能正常使用，且泥浆压力脉冲所携带的数据量较少，因而泥浆脉冲随钻测量的应用范围较窄。电磁波随钻测量由于用低频电磁波作为信息载体，不受钻井液介质的限制，且传输的数据量较大，因而电磁波随钻测量目前被广泛应用。

在电磁波随钻测量中，通常需要利用电绝缘的偶极子天线作为发射天线，即需要用一个电绝缘的绝缘短节将钻杆从底部绝缘截断，形成偶极子的发射天线。该电绝缘的绝缘短节一方面要满足电绝缘的要求，另一方面要满足作为钻杆的一部分能够承受拉力、压力、扭矩的要求。绝缘短节性能的好坏不仅关系到数据传输质量的好坏，更关系到钻进作业能否正常进行。

目前，国内外电磁波随钻绝缘短节所采用的一般结构是：绝缘短节由上下两个金属接头通过螺纹连接，并在螺纹之间预留有连接间隙。在连接间隙间真空灌注非金属绝缘密封胶来实现绝缘。这种结构由于采用螺纹连接，并在螺纹之间预留注胶间隙，因此绝缘短节的扭矩全部由非金属绝缘密封胶来承受。而螺纹在钻进过程中承受扭矩时容易旋紧，会产生较大的挤压力，容易破坏螺纹间隙处的绝缘密封胶，导致绝缘失败。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种电磁波随钻测量系统用绝缘短节。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种电磁波随钻测量系统用绝缘短节，包括绝缘短节本体以及分别设于绝缘短节本体两端的第一保护接头和第二保护接头，所述第一保护接头与第二保护接头的内壁上均设有压缩锁紧机构；

所述压缩锁紧机构包括塑胶环、设于塑胶环内的压缩腔室、固定连接在压缩腔室底端的收纳杆、设于收纳杆内的移动杆、设于收纳杆外部的复位弹簧。

作为本发明的进一步优化方案，所述绝缘短节本体的外表面设有内耐磨绝缘材料层，且内耐磨绝缘材料层的外表面设有外耐磨绝缘材料层，所述第一保护接头和第二保护接头均与绝缘短节本体螺纹连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述移动杆的上端与压缩腔室的上端固定连接，所述移动杆的下端固定连接有防脱出板，防脱出板的横截面积大于移动杆的横截面积。

作为本发明的进一步优化方案，所述复位弹簧环绕在收纳杆与移动杆上，且复位弹簧的内径大于收纳杆的直径。

作为本发明的进一步优化方案，所述收纳杆、移动杆与复位弹簧均匀分布在压缩腔室内，所述塑胶环的一侧壁与第一保护接头的内壁之间设有间隙。

作为本发明的进一步优化方案，所述移动杆的长度小于收纳杆的长度。

作为本发明的进一步优化方案，所述复位弹簧与压缩腔室内壁之间设有间隙。

本发明的有益效果在于：

1）本发明在保护接头内壁上安装了压缩锁紧机构，该机构由设于塑胶环的压缩腔室内的收纳杆、移动杆与复位弹簧共同构成，在连接保护接头与绝缘短节时，绝缘短节旋进保护接头中后会逐渐的挤压塑胶环，塑胶环受力形变后逐渐的填满保护接头与绝缘短节之间的间隙，实现在连接处的密封效果，确保外界的液体不会从螺纹之间的间隙处进入；

2）本发明中的压缩锁紧机构中的塑胶环在受力形变后，其内部的复位弹簧被压缩，同时复位弹簧中间设置的具有导向作用的移动杆和导向杆相向移动，移动杆移动至收纳杆中，而在整个绝缘短节在随钻旋转时，收纳杆以及复位弹簧均可以起到防止螺纹在钻进过程中因承受扭矩时旋紧，可以减小其之间产生较大的挤压力，从而保证螺纹间隙处的绝缘密封胶不容易被破坏，可以起到双重保障绝缘性的效果；

3）本发明结构简单，稳定性高，设计合理，便于实现。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明第一保护接头与压缩锁紧机构的相配合视图；

图3是本发明压缩锁紧机构的剖视图；

图4是本发明收纳杆与移动杆的相配合视图。

图中：1、第一保护接头；2、压缩锁紧机构；200、压缩腔室；201、收纳杆；202、移动杆；203、复位弹簧；204、塑胶环；3、绝缘短节本体；301、内耐磨绝缘材料层；302、外耐磨绝缘材料层；4、第二保护接头。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示，一种电磁波随钻测量系统用绝缘短节，包括绝缘短节本体3以及分别设于绝缘短节本体3两端的第一保护接头1和第二保护接头4，第一保护接头1与第二保护接头4的内壁上均设有压缩锁紧机构2，绝缘短节本体3的外表面设有内耐磨绝缘材料层301，且内耐磨绝缘材料层301的外表面设有外耐磨绝缘材料层302，内耐磨绝缘材料层301与外耐磨绝缘材料层302均为现有技术，内耐磨绝缘材料层301可以采用耐磨陶瓷绝缘材料但不仅限于此，外耐磨绝缘材料层302可以采用硬胶与金刚石颗粒混合材料但不仅限于此，第一保护接头1和第二保护接头4均与绝缘短节本体3螺纹连接，螺纹之间会灌注有一定的非金属绝缘密封胶来实现绝缘；

如图2-4所示，压缩锁紧机构2包括塑胶环204、设于塑胶环204内的压缩腔室200、固定连接在压缩腔室200底端的收纳杆201、设于收纳杆201内的移动杆202、设于收纳杆201外部的复位弹簧203，移动杆202的上端与压缩腔室200的上端固定连接，移动杆202的下端固定连接有防脱出板，防脱出板的横截面积大于移动杆202的横截面积，复位弹簧203环绕在收纳杆201与移动杆202上，且复位弹簧203的内径大于收纳杆201的直径，收纳杆201、移动杆202与复位弹簧203均匀分布在压缩腔室200内，塑胶环204的一侧壁与第一保护接头1的内壁之间设有间隙，移动杆202的长度小于收纳杆201的长度，复位弹簧203与压缩腔室200内壁之间设有间隙，在连接保护接头与绝缘短节本体3时，绝缘短节本体3旋进保护接头中后会逐渐的挤压塑胶环204，塑胶环204受力形变后逐渐的填满保护接头与绝缘短节本体3之间的间隙，实现在连接处的密封效果，确保外界的液体不会从螺纹之间的间隙处进入。

需要说明的是，压缩锁紧机构2中的塑胶环204在受力形变后，其内部的复位弹簧203被压缩，同时复位弹簧203中间设置的具有导向作用的移动杆202和导向杆相向移动，移动杆202移动至收纳杆201中，而在整个绝缘短节在随钻旋转时，收纳杆201以及复位弹簧203均可以起到防止螺纹在钻进过程中因承受扭矩时旋紧，可以减小其之间产生较大的挤压力，从而保证螺纹间隙处的绝缘密封胶不容易被破坏，复位弹簧203受损后移动杆202会缩进收纳杆201内，而收纳杆201可以起到再次保护的作用，整个压缩锁紧机构2可以起到双重保障绝缘性的效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。