Электрический разделитель буровой колонны

Электрический разделитель предназначен для использования в составе бескабельных телеметрических систем в качестве корпуса для размещения электронной скважинкой аппаратуры и одновременно в качестве антенны для обеспечения двусторонней связи телесистемы с наземной аппаратурой. Электрический разделитель содержит металлические переводники, соединенные по конической резьбе через диэлектрическую прокладку, трубу из водонепроницаемого диэлектрического материала, установленную внутри разделителя в зоне стыка переводников и наружное покрытие из полимерного композиционного материала. Под наружным покрытием в зоне стыка переводников установлена изоляционная оболочка с фланцем, выполненная из водонепроницаемого диэлектрического материала, торец которой упирается в уступ переводника. На поверхность переводников в зоне композиционного покрытия нанесен слой герметизирующего диэлектрического материала, например, фенольно-каучуковый клей. Изоляционная оболочка установлена на кольцевые уплотнения из эластичного материала. Фланец изоляционной оболочки может быть профилирован и установлен в расточку с поднутрением, выполненную в уступе переводника. Изоляционная оболочка может быть выполнена из полиэтилена, капролона, полиамида, фторопласта и т.п. Решаемая задача - повышение надежности разделителя. 4 з.п.ф., 2 ил.

Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин и предназначена для использования в составе бескабельных телеметрических систем в качестве корпуса для размещения электронной скважинной аппаратуры и одновременно в качестве антенны для обеспечения двусторонней связи телесистемы с наземной аппаратурой.

Известен электрический разделитель (патент RU №2224887, МПК7 Е21В 47/12, заявл. 2002 г.), содержащий верхний и нижний металлические переводники и диэлектрическую композиционную проставку между ними, выполненную в виде отрезка трубы с коническими резьбовыми участками, свинченными с ответными резьбовыми участками металлических переводников.

Эта конструкция имеет недостаточную прочность и легко разрушается в зоне диэлектрической композиционной проставки.

Известен электрический разделитель, включающий верхний и нижний переводники, соединенные конической резьбой, между профилями которой установлена изоляционная прокладка. Внутри и снаружи переводники изолированы слоями конструкционного стеклопластика. Изоляционные слои могут быть выполнены в виде стеклопластиковых труб, одну из которых вставляют внутрь электрического разделителя, а другую надевают на разделитель, (авторское свидетельство СССР №994704, МКИ 3 Е21В 47/02, Е21В 17/00, заявл. 31.12.1980 г.).

Используемый в качестве диэлектрического покрытия стеклопластик имеет значительную пористость и высокую способность к влагопоглощению. Насыщение стеклопластиковой оболочки промывочной жидкостью ведет к снижению ее диэлектрических свойств.

Наиболее близкой по технической сущности является конструкция электрического разделителя, включающего металлические переводники, собираемые в единое целое по коническому резьбовому соединению с прокладкой из диэлектрического материала между профилями соединительных резьб, по патенту на полезную модель №47970, МПК 7 Е21В 47/00, заявл. 03.05.2005 г. Зона стыка переводников снаружи покрыта полимерным композиционным материалом (стеклопластиком). Внутри электрического разделителя в зоне стыка переводников через кольцевые эластичные уплотнения установлена труба из водонепроницаемого диэлектрического материала (фторопласта).

Наружная стеклопластиковая оболочка предназначена для механической защиты зоны соединения переводников (изолятора). Однако, также как и в предыдущей конструкции, в результате насыщения промывочной жидкостью она теряет свои изоляционные свойства. Таким образом, конструкция с неповрежденным изолятором, перестает выполнять свое назначение: она не обеспечивает электрического разобщения верхней и нижней частей буровой колонны, т.к. ток проходит по наружной стеклопластиковой оболочке.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности электрического разделителя.

Решение поставленной задачи достигнуто тем, что в электрическом разделителе, включающем металлические переводники, соединенные по конической резьбе через диэлектрическую прокладку, трубу из водонепроницаемого диэлектрического материала, установленную внутри разделителя в зоне стыка переводников и наружное покрытие из полимерного композиционного материала, под наружным покрытием в зоне стыка переводников установлена изоляционная оболочка с фланцем, выполненная из водонепроницаемого диэлектрического материала, торец которой упирается в уступ переводника. На поверхность переводников в зоне композиционного покрытия нанесен слой герметизирующего диэлектрического материала, например, фенольно-каучуковый клей. Изоляционная оболочка установлена на кольцевые уплотнения из эластичного материала. Фланец изоляционной оболочки может быть профилирован и установлен в расточку с поднутрением, выполненную в уступе переводника. Изоляционная оболочка может быть выполнена из полиэтилена, капролона, полиамида, фторопласта и т.п.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого электрического разделителя. На фиг.2 - фрагмент оболочки с профилированным фланцем, установленным в расточку с поднутрением.

Электрический разделитель содержит металлические переводники 1 и 2, соединенные по конической резьбе через диэлектрическую прокладку 3. Внутри разделителя установлена труба 4 из водонепроницаемого диэлектрического материала. На наружных поверхностях переводников в зоне их соединения выполнены проточки, образующие при свинчивании переводников цилиндрический участок для нанесения композиционного покрытия 5. Поверхность переводников на этом участке покрыта слоем герметизирующего диэлектрического материала 6.

В зоне стыка переводников на кольцевые уплотнения 7 из эластичного материала установлена оболочка 8 из водонепроницаемого диэлектрического материала. Фланец 9 оболочки упирается в уступ 10 переводника 2.

В уступе 10 переводника 2 по окружности может быть выполнена расточка с поднутрением 11, в этом случае фланец 9 оболочки изготавливают в соответствии с профилем расточки.

В качестве материала для изготовления изоляционной трубы может быть использован полиэтилен, капролон, полиамид, фторопласт и т.п. Кроме того, что эти материалы не поглощают воду, они обладают свойством хладотекучести и под действием внутрискважинного давления прижимаются к поверхности разделителя и заполняют имеющиеся щели и пустоты, обеспечивая надежную герметизацию зоны изолятора.

Электрический разделитель изготавливают следующим образом.

На поверхность конической резьбы ниппельного переводника 2 помещают прокладку 3 из диэлектрического материала. Сворачивают переводники. Устанавливают с внутренней стороны разделителя трубу 4 из фторопласта. С наружной стороны зону стыка переводников покрывают фенольно-каучуковым клеем 6. Устанавливают оболочку 8, затем наносят композиционное покрытие 5: наматывают стеклопластиковую ленту, пропитанную связующим, и полимеризуют связующее.

При эксплуатации разделителя происходит насыщение стеклопластикового покрытия буровым раствором. Фланец 9 оболочки 8 служит изолирующей прокладкой между стеклопластиком и металлическим переводником и обеспечивает электрическое разобщение верхней и нижней частей буровой колонны.

Внешняя поверхность разделителя подвергается абразивному износу от воздействия потока буровой жидкости. При использовании оболочки с профилированным фланцем, установленным в расточку с поднутрением, износ поверхности разделителя приводит к увеличению толщины фланца, разделяющего композиционное покрытие и металлический переводник, что повышает надежность разделителя.

Использование предлагаемой конструкции электрического разделителя позволяет:

1. Повысить надежность разделителя за счет использования изоляционной оболочки с фланцем.

2. Обеспечить надежную герметизацию зоны изолятора за счет использования на поверхности переводников дополнительного диэлектрического покрытия.

1. Электрический разделитель буровой колонны, включающий металлические переводники, соединенные по конической резьбе через диэлектрическую прокладку, трубу из водонепроницаемого диэлектрического материала, установленную внутри разделителя в зоне стыка переводников и наружное покрытие из полимерного композиционного материала, отличающийся тем, что под наружным покрытием в зоне стыка переводников установлена изоляционная, выполненная из водонепроницаемого диэлектрического материала оболочка с фланцем, упирающимся в уступ переводника.

2. Электрический разделитель буровой колонны по п.1, отличающийся тем, что фланец изоляционной оболочки профилирован и установлен в расточку с поднутрением, выполненную в уступе переводника.

3. Электрический разделитель буровой колонны по п.1 или 2, отличающийся тем, что на поверхность переводников в зоне композиционного покрытия нанесен слой герметизирующего диэлектрического материала, например, фенольно-каучуковый клей.

4. Электрический разделитель буровой колонны по п.1 или 2, отличающийся тем, что изоляционная оболочка установлена на кольцевые уплотнения из эластичного материала.

5. Электрический разделитель буровой колонны по п.1 или 2, отличающийся тем, что изоляционная оболочка может быть выполнена, например, из полиэтилена, капролона, полиамида, фторопласта.