柔性短节及其安装能量/信息传递总线的方法

摘要

本发明公开了一种柔性短节及其安装能量/信息传递总线的方法，其中，柔性短节本体的端面中心设有一个用于钻井液流动的轴向通孔，该柔性短节本体上设有用来安装能量/信息传递总线以及供能量/信息传递总线通过的三个中心小孔，另外，所述柔性短节本体上还设有用于能量/信息传递总线连接的两个螺纹孔，这两个螺纹孔均用单总线接口螺栓及O型密封圈密封。上述柔性短节，结构合理而紧凑，有利于提高柔性短节的抗内压外挤能力，避免能量/信息传递总线绝缘层磨损。通过本发明所提供的安装方法，在柔性短节上安装的能量/信息传递总线及组件稳定可靠，使得旋转导向系统井下作业安全可靠，从而有利于保证旋转导向系统钻井作业的有效实施。

权利要求

1.一种柔性短节，包括柔性短节本体，其特征在于，该柔性短节本体的端面中心设有一个用于钻井液流动的轴向通孔，上端设有一个用来安装能量/信息传递总线的中心小孔，下端贴近外壁面处设有一个用来安装能量/信息传递总线的中心小孔，下端贴近轴向通孔处设有一个用来供能量/信息传递总线通过的中心小孔；所述柔性短节本体的上下各设有一个用于能量/信息传递总线连接的螺纹孔，两个螺纹孔均用单总线接口螺栓及O型密封圈密封，该柔性短节本体上部的中心小孔和螺纹孔相连通且位于下部的中心小孔和螺纹孔相连通。

2.根据权利要求1所述的柔性短节，其特征在于，所述柔性短节本体上两个螺纹孔的中心线距离该柔性短节本体的中心线一段距离。

3.根据权利要求1所述的柔性短节，其特征在于，所述柔性短节本体下端的两个中心小孔的中心线与该柔性短节本体的轴向通孔不在同一条直线上。

4.根据权利要求1所述的柔性短节，其特征在于，所述柔性短节本体的下端贴近轴向通孔处的中心小孔用O型密封圈和密封堵塞密封。

5.根据权利要求1所述的柔性短节，其特征在于，所述柔性短节本体的上下两端部各设有一个用来连接钻柱短节的螺纹连接扣。

6.根据权利要求5所述的柔性短节，其特征在于，所述柔性短节本体的上端面上设有用来密封与其连接的钻柱短节的第一密封圈。

7.一种柔性短节安装能量/信息传递总线的方法，其采用权利要求1至6中任一项所述的柔性短节，具体步骤如下：①用保护丝将能量/信息传递总线进行缠绕，将能量/信息传递总线、单总线保护套、插针、第二密封圈、导电滑环依次连接；

②将能量/信息传递总线插入柔性短节本体上端的中心小孔，从上部的螺纹孔中将能量/信息传递总线拉出；

③将缠绕了保护丝的能量/信息传递总线从柔性短节本体下端贴近轴向通孔处的中心小孔插入，从上部的螺纹孔将能量/信息传递总线拉出；

④将从柔性短节本体上部的螺纹孔拉出的两根能量/信息传递总线进行连接；

⑤从柔性短节本体下端贴近轴向通孔处的中心小孔将能量/信息传递总线拉紧到合适程度，然后从柔性短节本体下部的螺纹孔将能量/信息传递总线拉出；

⑥用保护丝将能量/信息传递总线进行缠绕，将能量/信息传递总线、单总线保护套、插针、第二密封圈、导电滑环依次连接；

⑦从柔性短节本体下端贴近外壁面处中心小孔将缠绕了保护丝的能量/信息传递总线插入，然后从柔性短节本体下部的螺纹孔将能量/信息传递总线拉出；

⑧用密封堵塞及O型密封圈将柔性短节本体下端贴近轴向通孔处的中心小孔密封；

⑨将柔性短节本体下部的螺纹孔拉出的两根能量/信息传递总线进行连接；

⑩用单总线接口螺栓及O型密封圈将两个螺纹孔进行密封，完成能量/信息传递总线的安装。

说明书

柔性短节及其安装能量/信息传递总线的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钻井用具技术领域，具体涉及一种柔性短节及其安装能量/信息传递总线的方法。

背景技术

[0002] 旋转导向系统克服了滑动导向钻井易托压、轨迹控制难、钻速慢、水平段延长困难等缺点，是长水平段、非常规、超深油气藏经济有效开发的核心工具，国内砂砾岩油藏、页岩油、页岩气等非常规油气藏的勘探开发对旋转导向工具需求迫切。

[0003] 但国内旋转导向系统的研发存在技术指标偏低、性能不够稳定、使用寿命短等问题。其中，旋转导向系统柔性短节在井下环境，为了实现旋转导向系统的井眼轨迹控制功能，限制了其壁厚，在有限的壁厚内打中心小孔及螺纹孔安装能量/信息传递总线，影响了柔性短节抗内压外挤能力。

[0004] 采用旋转导向系统钻进时，特别是在井眼造斜阶段，柔性短节不断地进行弯曲旋转，导致能量/信息传递总线在中心小孔内交变出现压缩、拉伸现象，会导致能量/信息传递总线的绝缘层与中心小孔的内壁不断摩擦，引起密封失效等问题。

[0005] 因此，有必要对柔性短节进行改进，以解决目前柔性短节在钻井现场应用过程中存在的问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种柔性短节及其安装能量/信息传递总线的方法，其克服了上述现有技术之不足，能有效解决现有的柔性短节抗内压外挤能力偏低、能量/信息传递总线密封失效的问题。

[0007] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0008] 一种柔性短节包括柔性短节本体，该柔性短节本体的端面中心设有一个用于钻井液流动的轴向通孔，上端设有一个用来安装能量/信息传递总线的中心小孔，下端贴近外壁面处设有一个用来安装能量/信息传递总线的中心小孔，下端贴近轴向通孔处设有一个用来供能量/信息传递总线通过的中心小孔；所述柔性短节本体的上下各设有一个用于能量/信息传递总线连接的螺纹孔，两个螺纹孔均用单总线接口螺栓及O型密封圈密封，该柔性短节本体上部的中心小孔和螺纹孔相连通且位于下部的中心小孔和螺纹孔相连通。

[0009] 作为优选，所述柔性短节本体上两个螺纹孔的中心线距离该柔性短节本体的中心线一段距离。

[0010] 作为优选，所述柔性短节本体下端的两个中心小孔的中心线与该柔性短节本体的轴向通孔不在同一条直线上。

[0011] 作为优选，所述柔性短节本体的下端贴近轴向通孔处的中心小孔用O型密封圈和密封堵塞密封。

[0012] 作为优选，所述柔性短节本体的上下两端部各设有一个用来连接钻柱短节的螺纹连接扣。

[0013] 作为优选，所述柔性短节本体的上端面上设有用来密封与其连接的钻柱短节的第一密封圈。

[0014] 如上述任一项所述的柔性短节，其安装能量/信息传递总线的方法如下：

[0015] ①用保护丝将能量/信息传递总线进行缠绕，将能量/信息传递总线、单总线保护套、插针、第二密封圈、导电滑环依次连接；

[0016] ②将能量/信息传递总线插入柔性短节本体上端的中心小孔，从上部的螺纹孔中将能量/信息传递总线拉出；

[0017] ③将缠绕了保护丝的能量/信息传递总线从柔性短节本体下端贴近轴向通孔处的中心小孔插入，从上部的螺纹孔将能量/信息传递总线拉出；

[0018] ④将从柔性短节本体上部的螺纹孔拉出的两根能量/信息传递总线进行连接；

[0019] ⑤从柔性短节本体下端贴近轴向通孔处的中心小孔将能量/信息传递总线拉紧到合适程度，然后从柔性短节本体下部的螺纹孔将能量/信息传递总线拉出；

[0020] ⑥用保护丝将能量/信息传递总线进行缠绕，将能量/信息传递总线、单总线保护套、插针、第二密封圈、导电滑环依次连接；

[0021] ⑦从柔性短节本体下端贴近外壁面处的中心小孔将缠绕了保护丝的能量/信息传递总线插入，然后从柔性短节本体下部的螺纹孔将能量/信息传递总线拉出；

[0022] ⑧用密封堵塞及O型密封圈将柔性短节本体下端贴近轴向通孔处的中心小孔密封；

[0023] ⑨将柔性短节本体下部的螺纹孔拉出的两根能量/信息传递总线进行连接；

[0024] ⑩用单总线接口螺栓及O型密封圈将两个螺纹孔进行密封，完成能量/信息传递总线的安装。

[0025] 本发明所提供的柔性短节，结构合理而紧凑，有利于提高柔性短节的抗内压外挤能力，避免能量/信息传递总线绝缘层磨损。通过本发明所提供的安装方法，在柔性短节上安装的能量/信息传递总线及组件稳定可靠，使得旋转导向系统井下作业安全可靠，从而有利于保证旋转导向系统钻井作业的有效实施。

附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0027] 图1为本发明实施例提供的柔性短节的剖视图；

[0028] 图2为图1中的B-B剖视图；

[0029] 图3为现有螺纹孔打孔方式；

[0030] 图4为图1中的I处视图，即能量/信息传递总线及保护丝组合图。

[0031] 附图标记说明：

[0032] 1、第一密封圈；2、导电滑环；3、第二密封圈；4、插针；5、单总线保护套；6、能量/信息传递总线；7、柔性短节本体；8、O型密封圈；9、密封堵塞；10-2、单总线接口螺栓；11-2、O型密封圈；12、保护丝；13、中心小孔；14、螺纹孔。

具体实施方式

[0033] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

[0034] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

[0035] 如图1和图4所示，一种柔性短节，其包括柔性短节本体7。该柔性短节本体7的端面中心设有一个用于钻井液流动的轴向通孔，上端设有一个用来安装能量/信息传递总线6的中心小孔13，下端贴近外壁面处设有一个用来安装能量/信息传递总线6的中心小孔，下端贴近轴向通孔处设有一个用来供能量/信息传递总线6通过的中心小孔。所述柔性短节本体7的上下各设有一个用于能量/信息传递总线6连接的螺纹孔14，两个螺纹孔14均用单总线接口螺栓10-2及O型密封圈11-2密封，该柔性短节本体上部的中心小孔13和螺纹孔14相连通且位于下部的中心小孔和螺纹孔14相连通。

[0036] 优选地，如图2所示，所述柔性短节本体7上的螺纹孔14为沉孔。进一步优选地，所述柔性短节本体7上两个螺纹孔14的中心线距离该柔性短节本体7的中心线一段距离。再进一步改进地，所述柔性短节本体7下端的两个中心小孔的中心线与该柔性短节本体7的中心线不在同一条直线上。如此，可以调节柔性短节本体7下端贴近轴向通孔处的中心小孔处与柔性短节本体7的径向通孔内壁的距离，可以调节柔性短节本体7下端贴近外壁面处的中心小孔与柔性短节本体7的外壁之间的距离，这样可以在柔性短节内外径不变的情况下最大限度的发挥出柔性短节抗内压外挤的能力。

[0037] 如图1所示，所述柔性短节本体7的下端贴近轴向通孔处的中心小孔用O型密封圈8和密封堵塞9密封。

[0038] 再如图1所示，所述柔性短节本体7的上下两端部各设有一个用来连接钻柱短节的螺纹连接扣。进一步改进地，所述柔性短节本体7的上端面上设有第一密封圈1，该第一密封圈1用来密封与柔性短节本体7连接的钻柱短节，也就是说，当柔性短节本体7与钻柱短节连接后，第一密封圈1位于柔性短节本体7与钻柱短节之间。

[0039] 上述柔性短节，其安装能量/信息传递总线的方法如下：

[0040] ①用保护丝12将能量/信息传递总线6进行缠绕(如图4所示，保护丝12要具有端面直径较小，耐磨性等特点，保护能量/信息传递总线6的表面橡胶层免受磨损)；将能量/信息传递总线6、单总线保护套5、插针4、第二密封圈3、导电滑环2依次连接；

[0041] ②将能量/信息传递总线6插入柔性短节本体7上端的中心小孔13(如图4所示)，从上部的螺纹孔14中将能量/信息传递总线6拉出；

[0042] ③将缠绕了保护丝12的能量/信息传递总线6从柔性短节本体7下端贴近轴向通孔处的中心小孔插入，从上部的螺纹孔14将能量/信息传递总线6拉出；

[0043] ④将从柔性短节本体7上部的螺纹孔14拉出的两根能量/信息传递总线6进行连接；在螺纹孔14内盘放一段能量/信息传递总线6，以免柔性短节在使用过程中，由于弯曲、振动等原因使能量/信息传递总线6处于拉伸状态，导致接触不良等事故发生；

[0044] ⑤从柔性短节本体下端贴近轴向通孔处的中心小孔将能量/信息传递总线6拉紧到合适程度，然后从柔性短节本体下部的螺纹孔14将能量/信息传递总线6拉出；

[0045] ⑥用保护丝12将能量/信息传递总线6进行缠绕(如图4所示，保护丝12要具有端面直径较小，耐磨性等特点，保护能量/信息传递总线6的表面橡胶层免受磨损)，将能量/信息传递总线6、单总线保护套5、插针4、第二密封圈3、导电滑环2依次连接；

[0046] ⑦从柔性短节本体7下端贴近外壁面处的中心小孔将缠绕了保护丝12的能量/信息传递总线6插入，然后从柔性短节本体7下部的螺纹孔14将能量/信息传递总线6拉出；

[0047] ⑧用密封堵塞9及O型密封圈8将柔性短节本体7下端贴近轴向通孔处的中心小孔密封；

[0048] ⑨将柔性短节本体7下部的螺纹孔14拉出的两根能量/信息传递总线6进行连接；在螺纹孔14内盘放一段能量/信息传递总线6，以免柔性短节在使用过程中，由于弯曲、振动等原因使能量/信息传递总线6处于拉伸状态，导致接触不良等事故发生；

[0049] ⑩用单总线接口螺栓10-2及O型密封圈11-2将两个螺纹孔14进行密封，完成能量/信息传递总线6的安装。

[0050] 另外，在螺纹孔14与柔性短节本体7下端的两个中心小孔相近的位置进行扩孔，用于连通安装能量/信息传递总线6的两个中心小孔。通过调节两个中心小孔的相对位置，以及扩孔的大小，如图2所示，可以调节两个中心小孔处与柔性短节本体7的轴向通孔内壁及柔性短节本体7的外壁之间的距离，相较于改进前的如图3所示的螺纹孔打孔方式，可以在柔性短节内外径不变的情况下最大限度的发挥出柔性短节抗内压外挤的能力。

[0051] 本实施例所提供的柔性短节，结构合理而紧凑，有利于提高柔性短节的抗内压外挤能力，避免能量/信息传递总线绝缘层磨损。通过本发明所提供的安装方法，在柔性短节上安装的能量/信息传递总线及组件稳定可靠，使得旋转导向系统井下作业安全可靠，从而有利于保证旋转导向系统钻井作业的有效实施。

[0052] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。