ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ БУРОВОЙ КОЛОННЫ

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.