專利名稱：動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于石油地質(zhì)勘探鉆井的動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置。它能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜與地面電纜轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，從而完成地面電流或信號(hào)與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿間電流或信號(hào)的安全傳輸。
背景技術(shù)：
在動(dòng)力智能鉆井中，需要通過動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿將強(qiáng)電及井下控制信號(hào)傳輸?shù)骄?，同時(shí)將井下各種測(cè)試信號(hào)傳輸?shù)降孛?。?dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿工作過程中一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，而地面電纜卻不旋轉(zhuǎn)，因而需設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜與地面電纜間轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，從而完成地面電流或信號(hào)與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿間電流或信號(hào)的安全傳輸。要設(shè)計(jì)電纜入口裝置，首先要找準(zhǔn)電纜入口位置，而鉆井驅(qū)動(dòng)方式不同，其入口位置也不盡相同，則必須根據(jù)具體的鉆井驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。當(dāng)前鉆井驅(qū)動(dòng)方式主要分地面驅(qū)動(dòng)和井下動(dòng)力驅(qū)動(dòng)兩大類。地面驅(qū)動(dòng)包括轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)和頂驅(qū)驅(qū)動(dòng)兩種形式，在鉆進(jìn)過程中整個(gè)鉆柱旋轉(zhuǎn)；而井下動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主要指螺桿驅(qū)動(dòng)、渦輪驅(qū)動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)三種形式，在鉆進(jìn)過程中整個(gè)鉆柱不旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置可用于鉆盤驅(qū)動(dòng)和頂驅(qū)驅(qū)動(dòng)中。本發(fā)明主要根據(jù)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)和頂驅(qū)驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定各自的電纜入口位置。其中，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)方式指的是通過井口轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)方鉆桿旋轉(zhuǎn)，再通過方鉆桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)上部水龍頭旋轉(zhuǎn)部分和下部整個(gè)井下鉆柱以及井下工具的旋轉(zhuǎn)，因而根據(jù)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)，將電纜的入口部位選在水龍頭的配合接頭上；而頂驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式就是直接通過頂驅(qū)帶動(dòng)整個(gè)鉆柱和井下工具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和上下運(yùn)動(dòng)，在鉆井過程中，頂驅(qū)的中心管與鉆桿連接，通過旋轉(zhuǎn)中心管，帶動(dòng)整個(gè)鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)破巖，因而根據(jù)頂驅(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，新設(shè)計(jì)一個(gè)入口裝置安裝在旋轉(zhuǎn)中心管下部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜與地面電纜間轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，從而完成地面電流或信號(hào)與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿間電流或信號(hào)的安全傳輸，特提供一種動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置是由轉(zhuǎn)換接頭、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和懸掛結(jié)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)特征在于轉(zhuǎn)換接頭上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅(qū)內(nèi)管聯(lián)接，下部為公接頭，與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿聯(lián)接；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由隨鉆桿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部分和相對(duì)水龍頭或頂驅(qū)固定的固定部分組成，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部分包含轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座、滑環(huán)、導(dǎo)線B、內(nèi)管，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座緊緊套在轉(zhuǎn)換接頭的中部，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座的上部抵在轉(zhuǎn)換接頭臺(tái)階上，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座的下部由擋塊和內(nèi)六角螺釘固定，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座的外部套有軸承的內(nèi)圈和滑環(huán)定位套，滑環(huán)固定在滑環(huán)定位套上，滑環(huán)間安裝有絕緣套筒，內(nèi)管安裝在轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)部，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的固定部分包含滑塊、銅套、彈簧、連接線、彈簧銅墊、螺釘、滑塊座、導(dǎo)線A，螺釘安裝于滑塊座的螺紋孔中，螺釘擠壓彈簧銅墊和彈簧，被壓縮的彈簧將滑塊緊緊壓在滑環(huán)上，彈簧銅墊和彈簧由連接線連接，安裝滑塊的四周安裝有銅套，導(dǎo)線A與銅套連接在一起，滑塊座安裝在外殼上，外部用外蓋蓋住，滑塊座、外殼和外蓋用螺栓固定在一起；懸掛結(jié)構(gòu)用吊環(huán)固定在水龍頭或頂驅(qū)上。其工作原理是導(dǎo)線A通過與地面電纜相連，將電流或信號(hào)傳輸?shù)姐~套中，然后銅套將電流或信號(hào)傳送到與之接觸的滑塊或彈簧銅墊或彈簧中，滑塊再將電流或信號(hào)傳送到滑環(huán)中，滑環(huán)中的電流通過導(dǎo)線B引出，傳給轉(zhuǎn)換接頭公接頭處的電接頭(圖中未畫出)。整個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過軸承實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與固定的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的有益效果是，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜與地面電纜間轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，從而完成地面電流或信號(hào)與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿間電流或信號(hào)的安全傳輸，具有具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、安全的特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖I中A向視圖；圖3是圖I中B-B部位的斷面圖；圖4是圖I中C-C部位的斷面圖。圖中1.轉(zhuǎn)換接頭，2.上端蓋，3.吊環(huán)，4.上軸承擋塊，5.外殼，6.密封墊，7.滑塊座，8.外蓋，9.螺釘，10.彈簧銅墊，11.彈簧，12.導(dǎo)線A，13.連接線，14.銅套，15.絕緣套筒，16.滑塊，17.滑環(huán)，18.下軸承擋塊，19.螺栓，20.軸承，21.下端蓋，22.滑環(huán)定位套，23.擋塊，24.內(nèi)六角螺釘，25.導(dǎo)線B，26.轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座，27.內(nèi)管。
具體實(shí)施例方式在圖I中動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置是由轉(zhuǎn)換接頭I、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和懸掛結(jié)構(gòu)組成。其中，轉(zhuǎn)換接頭上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅(qū)內(nèi)管聯(lián)接，下部為公接頭，與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿聯(lián)接；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由隨鉆桿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部分和相對(duì)水龍頭或頂驅(qū)固定的固定部分組成，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部分包含轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座26、滑環(huán)17、滑環(huán)定位套22、絕緣套筒15、軸承20的旋轉(zhuǎn)部分、擋塊23、內(nèi)六角螺釘24、導(dǎo)線B25、內(nèi)管27，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座26緊緊套在轉(zhuǎn)換接頭I的中部，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座26的上部抵在轉(zhuǎn)換接頭I臺(tái)階上，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座26的下部由擋塊23和內(nèi)六角螺釘28固定，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座26的外部套有軸承20的內(nèi)圈和滑環(huán)定位套22，滑環(huán)17固定在滑環(huán)定位套22上，滑環(huán)17間安裝有絕緣套筒15，內(nèi)管27安裝在轉(zhuǎn)換接頭I內(nèi)部，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的固定部分包含滑塊16、銅套14、彈簧11、連接線13、彈簧銅墊10、螺釘9、滑塊座7、導(dǎo)線A12、軸承20的固定部分、外殼5、外蓋8、密封墊6、上端蓋2、上軸承擋塊4、下端蓋21、下軸承擋塊18、和螺栓19，螺釘9安裝于滑塊座7的螺紋孔中，螺釘9擠壓彈簧銅墊10和彈簧11，被壓縮的彈簧11將滑塊16緊緊壓在滑環(huán)17上，彈簧銅墊10和彈簧11由連接線13連接，整個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過軸承20實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與固定的轉(zhuǎn)換；懸掛結(jié)構(gòu)中吊環(huán)3上部固定在水龍頭或頂驅(qū)上，下部固定在上軸承擋塊4上；上端蓋2、上軸承擋塊4、外殼5、外蓋8、下軸承擋塊18和下端蓋21組成一個(gè)密閉空間，可以防止灰塵或易爆氣體進(jìn)入，從而保證電纜入口裝置的可靠性和安全性。在圖I和圖2中外殼5開有一窗口，滑塊座7安裝在外殼5的窗口部位，滑塊座7的外部用外蓋8蓋住，滑塊座7、外殼5和外蓋8通過螺栓19固定在一起，在外殼5和外蓋
8間安裝有密封墊6，以防止防止灰塵或易爆氣體進(jìn)入電纜入口裝置的密閉空間。在圖I、圖2和圖3中安裝滑塊的四周安裝有銅套14，導(dǎo)線A12穿過滑塊座7與銅套14連接在一起；每個(gè)銅套14有一根導(dǎo)線相連，3根導(dǎo)線合并成一股從外蓋8穿出。在圖I和圖4中，內(nèi)管27安裝開有凹槽， 用來容納導(dǎo)線B，導(dǎo)線B25中3根導(dǎo)線在圓周上均布。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置，是由轉(zhuǎn)換接頭、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和懸掛結(jié)構(gòu)組成，其特征在于轉(zhuǎn)換接頭(I)上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅(qū)內(nèi)管聯(lián)接，下部為公接頭，與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿聯(lián)接；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由旋轉(zhuǎn)部分和固定部分組成，懸掛結(jié)構(gòu)用通過吊環(huán)(3)固定在水龍頭或頂驅(qū)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置，征其特是轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部分包含轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座(26)、滑環(huán)(17)、導(dǎo)線B (25)、內(nèi)管(27)，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座(26)緊緊套在轉(zhuǎn)換接頭(I)的中部，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座(26)的上部抵在轉(zhuǎn)換接頭(I)臺(tái)階上，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座(26)的下部由擋塊(23)和內(nèi)六角螺釘(24)固定，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)座(26)的外部套有軸承(20)的內(nèi)圈和滑環(huán)定位套(22)，滑環(huán)(17)固定在滑環(huán)定位套(22)上，滑環(huán)(17)間安裝有絕緣套筒(15)，內(nèi)管(27)安裝在轉(zhuǎn)換接頭(I)內(nèi)部，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的固定部分包含滑塊(16)、銅套(14)、彈簧(11)、連接線(13)、彈簧銅墊(10)、螺釘(9)、滑塊座(7)、導(dǎo)線A(12)，螺釘(9)安裝于滑塊座(7)的螺紋孔中，螺釘(9)擠壓彈簧銅墊(10)和彈簧(11)，被壓縮的彈簧(11)將滑塊(16)緊緊壓在滑環(huán)(17)上，彈簧銅墊(10)和彈簧(11)由連接線(13)連接，安裝滑塊的四周安裝有銅套(14)，導(dǎo)線A(12)與銅套(14)連接在一起，滑塊座(7)安裝在外殼(5)上，外部用外蓋(8)蓋住，滑塊座(7)、外殼(5)和外蓋(8)用螺栓(19)固定在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置，征其特是上端蓋(2)、上軸承擋塊(4)、外殼(5)、外蓋(8)、密封墊(6)、下軸承擋塊(18)和下端蓋(21)構(gòu)成一個(gè)密閉空間，夕卜殼(5)開有一窗口，滑塊座(7)安裝在外殼(5)的窗口部位,滑塊座(7)的外部用外蓋(8)蓋住，滑塊座(7)、外殼(5)和外蓋(8)用螺栓(19)固定在一起，在外殼(5)和外蓋(8)間安裝有密封墊(6)，用螺栓(19)將上端蓋(2)、上軸承擋塊(4)和外殼(5)上部連接在一起，用螺栓(19)將下端蓋(21)、下軸承擋塊(18)和外殼(5)下部連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于石油地質(zhì)勘探鉆井的動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜入口裝置。它能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿電纜與地面電纜轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，從而完成地面電流或信號(hào)與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿間電流或信號(hào)的安全傳輸。其技術(shù)方案是該電纜入口裝置由轉(zhuǎn)換接頭、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和懸掛結(jié)構(gòu)組成。轉(zhuǎn)換接頭上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅(qū)內(nèi)管聯(lián)接，下部為公接頭，與動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿聯(lián)接；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由旋轉(zhuǎn)部分和固定部分組成，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)部分的滑環(huán)和固定部分的滑塊接觸實(shí)現(xiàn)電流或信號(hào)的傳遞，同時(shí)形成一個(gè)密閉空間；懸掛結(jié)構(gòu)通過吊環(huán)固定在水龍頭或頂驅(qū)上。本電纜入口裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、安全的特點(diǎn)，用于動(dòng)力智能鉆井中動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿上。
文檔編號(hào)E21B47/12GK102619500SQ201110036350
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者吳中華, 孫浩玉, 李作會(huì), 梁政, 王志峰, 肖仕紅, 馬清明 申請(qǐng)人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 中國石油化工集團(tuán)公司