Электрический разделитель бурильной колонны Советский патент 1983 года по МПК E21B47/12 E21B17/00 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ БУРИЛЬНОЙ

КОЛОННЫ

1

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для электрического разделения буровой колонны, использующейся в качестве гальванического канала связи для передачи забойной информации.

Известен электрический разделитель буровой колонны, содержащий верхний и нижний металлические переводники, электрически изолированные внутренним и наружным изоляционными слоями и соединенные между собой конической резьбой, между профилями которой размещена изоляционная прокладка, у которого с целью повышения надежности за счет исключения возможности разворачивания рез1ьбового соединения содержится стопорная втулка с эллиптической с одного конца изолированной наружной поверхностью, входящей в аналогичное отверстие одного из переводников, и жестко закрепленная с противоположного конца по цилиндрической поверхности в другом переводнике 1.

Недостаток конструкции заключается в сложности и больщой трудоемкости изготовления, а расположение стопорной втулки в непосредственной близости от оси переводников приводит к появлению в ней относительНО больщих нагрузок при возникновении крутящего момента на переводниках.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является электрический разделитель бурильной колонны, включающий верхний и нижний металлические переводники, соединенные резьбой и электрически изолированные внутренним и наружным изоляционными слоями, размещенную между профилями резьбы изоляционную прокладку и узел стопорения резьбового соединения 2

Недостаток конструкции заключается в

10 сложности выполнения узла стопорения резьбового соединения, который имеет дополнительные узлы для его установки и требует необходимость дополнительной его изоляции от одного из переводников. Кроме того, кон5 струкция узла стопорения не обеспечивает достаточной надежности работы соединения, поскольку существует опасность замыкания в виду возможного растрескивания его при знакопеременных вибрационных нагрузках.

Цель изобретения - упрощение конструк20ции электрического разделителя бурильной колонны.

Поставленная цель достигается тем, что в электрическом разделителе бурильной колонны, включающем верхний и нижний металлические переводники, соединенные резьбой и электрически изолированные внутренним и наружным изоляционными слоями, изоляционную прокладку, размещенную между профилями резьбы, и узел стопорения резьбового соединения, последний выполнен в виде радиальных выступов, расположенных йа наружной поверхности переводников, взаимодействующих с наружным изоляционным слоем, причем последний выполнен в виде продольных и поперечных слоев высокопрочного полимерного композиционного материала.

Радиальные выступы на наружной поверхности переводников могут быть выполнены или в виде штифтов, причем переводники в этом случае имеют отверстия для их размещения, или в виде верщин многоугольников, или в виде щпонок, при этом переводники имеют пазы для их размещени

Изоляционная прокладка, расположенная между профилями резьбы, может быть выполнена из вибростойкой эмали.

На фиг. 1 показан электрический разделитель бурильной колонны; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, при выполнении радиальных выступов переводников в виде щтифтов; на фиг. 4 - то же, при выполнении радиальных выступов переводников в виде вершин многоугольников; на фиг. 5 - электрический разделитель бурильной колонны при выполнении радиальных выступов переводников в виде щпонок; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5.

Электрический разделитель бурильной колонны включает верхний переводник 1, соединенный с нижним переводником 2 специальной конической резьбой, между профилями которой установлена изоляционная прокладка 3. Внутренний 4 и наружный 5 изоляционные слои из конструкционного стеклопластика электрически изолируют переводники.

Резьбовое соединение верхнего и нижнего переводников разделителя имеет узел его стопорения, выполненный в виде расположенных по наружной поверхности радиальНых выступов 4, равнорасположенных в осевом направлении (фиг. 1) и по окруж ности переводников (разрез А-А). Радиальные выступы взаимодействуют с продольными 5 и поперечными 6 слоями наружного изоляционного слоя 7, который выполняют намоткой из высокопрочного композиционного материала, например конструкционного стеклопластика. Во избежание контакта со стенками скважины радиальные выступы на поверхность наружного изоляционного слоя не выходят. Внутренняя поверхность разделителя покрыта внутренним изоляционным слоем 8 аналогичной структуры.

Радиальные выступы для ответственных разделителей выполняют прямоугольными или остроугольными щириной 10-15 мм и толщиной 2-6 мм. Для менее ответственных конструкций радиальные выступы можно выполнять в виде щтифтов 9 (фиг. 3), входящих как в слои наружного изоляционного , слоя, так и внутреннего, при этом переводники имеют отверстия для их размещения в виде верщин многоугольников10 (щестигранников, восьмигранников и т.д.), вписанных в минимальную наружную окружность верхнего и нижнего переводников. Количество радиальных выступов определяют прочностным расчетом (фиг. 4). Изоляционную прокладку 3 выполняют или из полимерного композиционного материала (например стеклопластика), или вибростойкой эмали.

Радиальные выступы переводников могут выполняться в виде щпонок 11 (фиг. 5), при этом верхний и нижний переводники разделителя под наружным слоем 5 содержат соосно и рядом расположенные пазы для их размещения. Шпонки и пазы могут иметь прямоугольную или другую форму (например треугольная, трапецеидальная и т. д.). Шпонки 11 могут изготавливаться из монолитного однонаправленного или перекрестного стеклопластика, или могут быть комбинированными, т. е. содержать наружную поверхность из стеклопластика, а внутреннюю из металла.

Электрический разделитель бурильной колонны собирают следующим образом.

На коническую резьбу верхнего переводника 1 наматывают или укладывают изоляционную прокладку 3 из полимерного композиционного материала, полимеризуют (отверждают) в специальном приспособлении с целью оформления резьбы. Затем сворачивают переводник 1 с переводником 2. После этого укладывают на наружную поверхность продольные 5 (с предварительно прорезанными отверстиями под радиальные выступы) и поперечные 6 слои. Продольные слои 5 могут быть в виде однонаправленных лент или в виде ткани. Поперечные же слои выполняют методом намотки однонаправленным материалом. Оформление наружного и внутреннего изоляционных слоев можно производить любым известным способом, например мокрым (связующее на полимерный композиционный материал наносят в процессе намотки), полусухим (связующее предварительно нанесено на материал) или сухим. После полимеризации (отверждения) наружного изоляционного слоя 7 в разделитель вклеивают или зажимают с помощью торцовой гайки внутренний изоляционный слой 8. При выполнении радиальных высту- пов переводников в виде щпонок 11 нижний переводник 2 навинчивают На верхний переводник 1 через изоляционную прокладку 3, которую предварительно формуют на верхнем переводнике 1. В собранном виде на наружной поверхности переводников выполняют в зоне их контакта соосные и рядом расположенные продольные пазы, укладывают в них щпонки 11, которые заматывают наружным изоляционным слоем 5 из конструкционного стеклопластика или надевают на клею поверх них готовую трубу из аналогичного материала. Внутренний изоляционный слой 8 в виде стеклопластиковой

трубы вставляют в последнюю очередь или на промежуточной стадии сборки.

Электрический разделитель бурильной колонны работает следующим образом.

Продольные и поперечные слои высокопрочного (конструкционного) материала, например конструкционного стеклопластика, расположенные между радиальными выступами переводников, образуют продольные брусья, которые через радиальные выступы воспринимают разворачивающий момент, возникающий в колонне бурильных труб. Кроме того, вследствие наличия радиальных выступов, продольных и поперечных слоев, наружный изоляционный слой воспринимает значительные осевые нагрузки как сжатия, так и растяжения, тем самым способствуя разгрузке резьбового соединения и увеличению его надежности.

При выполнении радиальных выступов переводников в виде щпонок при возникновении разворачивающего момента шпонки, закрепленные в пазах переводников, воспринимают йа себя все окружные нагрузки и, тем самым, разгружают коническое резьбовое соединение переводников с изоляционной прокладкой.

В случае применения шпонки с металлической сердцевиной даже разрушение поверхностного изоляционного слоя шпонок не приводит к аварии, так как вся нагрузка воспринимается непосредственно металлом.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в снижении затрат, связанных с ремонтом бурильной колонны, из-за отказа в работе узла соединения электрического разделителя.

Формула изобретения

0 расположенных на наружной поверхности переводников, взаимодействующих с наружным изоляционным слоем, причем последний выполнен в виде продольных и поперечных слоев высокопрочного полимерного композиционного материала.

5

0 виде вершин многоугольников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Т

Фг/г.2