近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105332692A(43)申请公布日2016.02.17(21)申请号201510712792.X(22)申请日2015.10.28(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人田家林夏天鸿杨琳袁长福杨志刘刚吴纯明(51)Int.Cl.E21B47/013(2012.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具(57)摘要本发明公开了随钻测量钻井工具中的一种近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具。其组成模块包括：随钻测量装置MWD,涡轮马达，传动轴组件与钻头组件的电绝缘连接结构。钻头组件包括一端拥有切屑刃另一端拥有连接槽的导电钻头；电隔离接头位于钻头与销体的连接缝隙之间，实现销体与钻头的机械连接；随钻测量装置MWD放置在涡轮马达之上。本发明可提高井下信号传输性能，由于传感器放置在钻头上部，采用电磁隔离方式防止信号干扰，减少信号衰减，结构简单，方便安装与维护，有效缩短了工具长度，可用于新条件下的多功能钻井。CN105332692ACN105332692A权利要求书1/1页1.一种近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具，该钻具设置有一个带电磁隔离功能的钻头组件以及上部MWD随钻测量工具，涡轮马达总成，其特征在于钻头盒上端与涡轮马达依靠螺纹连接，销体连接器中间设置有通孔，钻头组件与传感器安装室通过电绝缘棒连接，钻头组件与钻头盒之间依靠绝缘连接端实现机械连接而电绝缘，涡轮马达总成上部设有流道(4)，(5)，轴承组件(6)通过运动轴(11)上端轴肩实现轴向定位，涡轮马达转子(9)通过定涡轮定位套筒(7)，动涡轮定位套筒(8)实现轴向定位，通过销轴(10)实现周向扭矩的传递，运动轴(11)上设置有流道(12)、(34)，运动轴(11)下部通过密封圈(14)与钻铤外壳过盈配合，运动轴(11)通过上部轴承(6)与下部轴承(15)实现周向转动，下部轴承(15)通过运动轴(11)的轴肩与传动轴外壳(18)的轴肩实现轴向定位，涡轮动力马达外壳(3)与传动轴外壳(18)通过锥螺纹(19)连接，传动轴(17)上部与运动轴(11)通过锥螺纹连接，传动轴(17)内设有流道(22)，传感器槽(21)，密封盖(23)，传感器安装室外壳(24)，斜角传感器(25)安装在传感器安装室(26)内，传感器安装室(26)下部设有插座(27)，钻头组件上部设有销状连接器(29)通过锥螺纹与传动轴(11)连接，销状连接器(29)中设置有通孔，销状连接器(29)与下部钻头(30)通过螺纹连接，同时通过锁紧环(30)锁紧，电绝缘棒(28)一端连接在插座(27)上，一端连接在钻头(30)。2.根据权利要求1所述的一种近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具，其特征在于销状连接器(29)下部与钻头(30)上部螺纹连接之间覆盖有不导电陶瓷粉。3.根据权利要求1所述的一种近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具，其特征在于销状连接器(29)下部与钻头(30)上部不仅通过螺纹连接，同时通过锁紧环(30)锁紧，锁紧环(30)上部焊接在销状连接器(29)上，下部通过8个凸台与钻头(30)连接。2CN105332692A说明书1/3页近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具技术领域[0001]本发明设计到本发明涉及石油天然气钻探工程技术井下钻具设备领域，特别是一种近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具组合。背景技术[0002]随着钻井测量技术的发展，电磁随钻测量技术钻井的应用中得到了很大发展。就目前而言，它是在欠平衡钻井中实时传输井下数据的一种最有效的方法,目前用得最多的是EM-MWD。从理论上讲电磁随钻测量不但能在欠平衡钻井中应用，也可以在普通工艺的钻井中应用。它不受井斜角大小、钻井液(介质)、钻井方式(旋转钻或滑行钻)等条件的限制，有相当好的发展前景。同时，为了获取井下地层条件钻井数据，越来越多的井下工具传感器被运用在钻井过程中，例如：压力传感器，温度传感器，伽马射线测量仪等等。这些传感器经常被运用在MWD随钻测量中。[0003]电磁随钻测量是一种典型的传输技术，它通过电磁发射器在要测量的底层附近产生低频率的电磁信号。在电磁随钻测量统中，运用通过钻柱电绝缘部分产生的交流电形成井下载波信号，通过绝缘部分的信号端随后被地面检测到。[0004]然后，电测随钻测量技术受限制的一个原因就是整个钻柱是由单根钻杆连接而成，钻杆与钻杆连接螺纹之间存在接触电阻，由于接触电阻的大小随钻井时产生的振动变化，进而影响了钻柱中信号电流的稳定性。另一方面，由于传感器距离钻头的距离，很多传感器失去了作用或者测量效果不明显。[0005]因此，研究一种近钻头绝缘测量的新型组合涡轮钻具具有重要的现实意义。发