Электрический разделитель для забойных телесистем

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗ ДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАБОЙНЫХ ТЕЛЕСИСТЕМ.
Полезная модель относится к элементам забойных телесиситем, предназначенных для контроля и управления бурением наклонных скважин, скважин сложного профиля и горизонтальных скважин.
Применяющиеся на настоящий момент забойные телесистемы с беспроводным электромагнитным каналом передачи данных используют в качестве передающей антенны электрический разделитель (диполь), представляющий собой встроенную в колонну бурильных труб вставку-изолятор с электрически изолированной наружной и внутренней поверхностями, то есть концы этой вставки электрически разобщены. При подаче на них электрического импульса, сигнал с одной стороны по верхней части буровой колонны, а с другой стороны через породу достигает поверхности, где регистрируется наземной приемной аппаратурой.
Известен электрический разделитель 1, представляющий собой вставку-изолятор для образования глубинной антенны-диполя с целью подключения к ней передающего генератора забойной телесистемы для беспроводной передачи на поверхность электромагнитных сигналов по каналу «колонна бурильных труб - порода.
Известен также электрический разделитель 2 колонны бурильных труб входящий, как составная часть в забойную телесистему ЗИС - 4 (разработка ВНИИГИС, Бащкортостан, г.Октябрьский, 1983г.). Электрический разделитель является составной конструкцией, содержащей металлический корпус и присоединительные резьбы на его концах (для свинчивания его с другими элементами телесистемы), диэлектрическое покрытие резьбового сочленения (соединения) его частей (в средней части корпуса), а также участок с диэлектрическим покрытием его наружной поверхности и диэлектрическое внутреннее покрытие в виде диэлектрической трубной вставки заподлицо с внутренней поверхностью канала.
5 о 6 г 6
М.КЛ.  Е21В47/00
Общим недостатком известных конструкций 1, 2 электрических разделителей является значительная протяженность наружного диэлектрического покрытия (изолятора), что вызвано, во-первых, необходимостью уверенного приема информационного сигнала на поверхности, а во-вторых, наличие протяженного изолирующего покрытия больщой площади и протяженности на внешней поверхности изолятора, повыщает вероятность его повреждения за счет истирания о стенки скважины и абразивного износа потоком бурового раствора.
Наиболее близким техническим решением, иначе прототипом, принят электрический разделитель 3 колонны бурильных труб, включающий верхнюю и нижнюю части корпуса, соединенные коническим резьбовым участком с диэлектрическим покрытием и цилиндрические слои электроизоляционного материала на наружной и внутренней поверхностях. Как показала достаточно длительная практика геофизических служб по эксплуатации известного объекта, одновременно используемого в качестве корпуса для размещения скважинной (глубинной) телеметрической системы и в качестве излучающей антенны-диполя, он достаточно работоспособен, но только при использовании внутрискважинного привода породоразрущающего инструмента без интенсивного вращения бурильной колонны. Попытки использования этой конструкции при роторном бурении скважины, или частые проворачивания бурильной колонны в стволе скважины (при турбинном бурении) резко сокращают срок службы электрического разделителя, как излучающей антенны-диполя из-за повреждения или полного разрушения диэлектрического материала как на наружной поверхности электрического разделителя, так и по резьбовому, со вставкой-изолятором, сочленению его частей.
Требуемый технический результат, иначе - цель создания заявляемой конструкции электрического разделителя для забойных телесистем, как излучающей антенны - это обеспечение повыщенных потребительских свойств, таких как долговечность, надежность.
ремонтопригодность, причем без усложнения технологии и увеличения затрат на изготовление.
Поставленная цель (иначе - требуемый технический результат) достигается тем, что в известном электрическом разделителе для забойных телесистем, содержащем составной металлический корпус с каналом и присоединительными резьбами на обоих концах, участок с покрытием из диэлектрического материала на наружной поверхности корпуса, диэлектрическую трубную вставку в канале корпуса и элемент-изолятор в сопряжении деталей корпуса, покрытие из диэлектрического материала выполнено прерывистым, в виде, как минимум, двух участков, разобщенных (по длине L корпуса) металлической трубной вставкой, размещенной в средней части корпуса и жестко сопряженной с его деталями двумя резьбовыми соединениями соответственно, причем каждое из них электрически разобщено слоем диэлектрика.
Требуемый технический результат в совокупности существенных признаков объекта обеспечен наличием в нем вышеуказанных отличительных признаков, а необнаружение в общедоступных источниках патентной и технической информации эквивалентных технических решений с теми же свойствами предполагает соответствие заявляемого объекта критериям полезной модели.
На рисунке изображена конструкция заявляемого электрического разделителя для забойных телесистем (с разрезом по оси).
Электрический разделитель для забойных телесистем (см. рисунок) состоит из составного металлического корпуса 1 с каналом 2 и присоединительными резьбами 3 и 4 на обоих концах. Корпус имеет на наружной поверхности участок, покрытый диэлектрическим материалом 5. Внутри корпуса 1, в канале 2, вставлена и закреплена диэлектрическая трубная вставка 6, а между деталями корпуса, размещен элемент-изолятор 7. При этом на внешней поверхности корпуса диэлектрический материал образует покрытие в виде, как минимум, двух участков, позиции 8 и 9
соответственно, разобщенных, по длине L корпуса, металлической трубной вставкой 10. Эта вставка 10 размещена между деталями составного корпуса в его средней части и жестко сопряжена с ними двумя резьбовыми соединениями, позиции 11 и 12 соответственно, причем каждое из этих резьбовых соединений электрически разобщено слоем 13 диэлектрика. Следует отметить, что для достижения требуемого технического результата очень существенна и важна последовательность сборки всех, составляющих заявляемый объект, частей, при этом обеспечивается изоляция наружных участков 8 и 9, практически монолитная со слоем 13 диэлектрика в резьбовых соединениях 11 и12 металлической трубной вставки 10 с деталями корпуса.
Электрический разделитель для забойных телесистем работает следующим образом: при подаче с аппаратуры забойной телесистемы, модулированного переменным напряжением сигнала, на части корпуса 1, электрически разделенные участками 8, 9 и металлической вставкой 10, происходит растекание тока по окружающему скважину пространству. Сигнал ослабленный, но сохранивший свою кодировку достигает поверхности Земли, где улавливается наземным приемником, декодируется и используется для дальнейшей обработки. Следует отметить, что суммарная длина двух электроизолированных участков (позиции 8 и 9) на поверхности корпуса 1 значительно меньше, чем длина наружной изоляции корпуса в известных конструкциях и процесс передачи сигнала требует несколько больших энергоресурсов от генератора питания телесистемы. Однако из-за того, что последний имеет большой запас мощности, повышенное энергопотребление не является критичным признаком для работы телесистемы. Существенным преимуществом заявляемой конструкции является ее высокая защищенность от механических повреждений при интенсивном или длительном вращении бурильной колонны.
результат обеспечивается в полной мере, заявляемый объект соответствует критериям полезной модели и в связи с этим подлежит защите соответствующим охранным документом РФ на промышленную собственность.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ ПРИ ОФОРМЛЕНИИ НАСТОЯЩЕЙ ЗАЯВКИ:
1.СССР, а.с. № 941552, М. Кл.  Е21В 44/00, 1980
2.Сборочный чертеж, шифр 6.119.083 СБ, г.Октябрьский, ВЕИИГИС, 1983 г.,
3.РФ, свидетельство на ИМ №17196, М.Кл. Е21В47/00, приор. 23.10.2000, прототип.