專利名稱：動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于石油地質勘探鉆井的動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置。它能實現動力及信號傳輸鉆桿電纜與地面電纜轉與不轉的轉換，從而完成地面電流或信號與動力及信號傳輸鉆桿間電流或信號的安全傳輸。
背景技術：
在動力智能鉆井中，需要通過動力及信號傳輸鉆桿將強電及井下控制信號傳輸到井下，同時將井下各種測試信號傳輸到地面。動力及信號傳輸鉆桿工作過程中一直處于旋轉狀態，而地面電纜卻不旋轉，因而需設計一個動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置，以實現動力及信號傳輸鉆桿電纜與地面電纜間轉與不轉的轉換，從而完成地面電流或信號與動力及信號傳輸鉆桿間電流或信號的安全傳輸。要設計電纜入口裝置，首先要找準電纜入口位置，而鉆井驅動方式不同，其入口位置也不盡相同，則必須根據具體的鉆井驅動方式進行相應的設計。當前鉆井驅動方式主要分地面驅動和井下動力驅動兩大類。地面驅動包括轉盤驅動和頂驅驅動兩種形式，在鉆進過程中整個鉆柱旋轉；而井下動力驅動主要指螺桿驅動、渦輪驅動和電驅動三種形式，在鉆進過程中整個鉆柱不旋轉。動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置可用于鉆盤驅動和頂驅驅動中。本發明主要根據轉盤驅動和頂驅驅動兩種驅動方式的結構特點確定各自的電纜入口位置。其中，轉盤驅動方式指的是通過井口轉盤旋轉帶動方鉆桿旋轉，再通過方鉆桿旋轉帶動上部水龍頭旋轉部分和下部整個井下鉆柱以及井下工具的旋轉，因而根據轉盤驅動方式的特點，將電纜的入口部位選在水龍頭的配合接頭上；而頂驅驅動方式就是直接通過頂驅帶動整個鉆柱和井下工具旋轉運動和上下運動，在鉆井過程中，頂驅的中心管與鉆桿連接，通過旋轉中心管，帶動整個鉆柱和鉆頭旋轉，以實現破巖，因而根據頂驅的結構特點，新設計一個入口裝置安裝在旋轉中心管下部。
發明內容
本發明的目的是為了設計一個轉換裝置，以實現動力及信號傳輸鉆桿電纜與地面電纜間轉與不轉的轉換，從而完成地面電流或信號與動力及信號傳輸鉆桿間電流或信號的安全傳輸，特提供一種動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置是由轉換接頭、轉換機構和懸掛結構組成，其結構特征在于轉換接頭上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅內管聯接，下部為公接頭，與動力及信號傳輸鉆桿聯接；轉換機構是由隨鉆桿旋轉的旋轉部分和相對水龍頭或頂驅固定的固定部分組成，轉換機構的旋轉部分包含轉換機構座、滑環、導線B、內管，轉換機構座緊緊套在轉換接頭的中部，轉換機構座的上部抵在轉換接頭臺階上，轉換機構座的下部由擋塊和內六角螺釘固定，轉換機構座的外部套有軸承的內圈和滑環定位套，滑環固定在滑環定位套上，滑環間安裝有絕緣套筒，內管安裝在轉換接頭內部，轉換機構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；懸掛結構用吊環固定在水龍頭或頂驅上。其工作原理是導線A通過與地面電纜相連，將電流或信號傳輸到銅套中，然后銅套將電流或信號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傳送到滑環中，滑環中的電流通過導線B引出，傳給轉換接頭公接頭處的電接頭(圖中未畫出)。整個轉換機構通過軸承實現旋轉與固定的轉換。
本發明的有益效果是，可以實現動力及信號傳輸鉆桿電纜與地面電纜間轉與不轉的轉換，從而完成地面電流或信號與動力及信號傳輸鉆桿間電流或信號的安全傳輸，具有具有結構簡單、成本低、可靠性高、安全的特點。
圖I是本發明動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置的結構圖；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.轉換接頭，2.上端蓋，3.吊環，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.導線A，13.連接線，14.銅套，15.絕緣套筒，16.滑塊，17.滑環，18.下軸承擋塊，19.螺栓，20.軸承，21.下端蓋，22.滑環定位套，23.擋塊，24.內六角螺釘，25.導線B，26.轉換機構座，27.內管。
具體實施例方式在圖I中動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置是由轉換接頭I、轉換機構和懸掛結構組成。其中，轉換接頭上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅內管聯接，下部為公接頭，與動力及信號傳輸鉆桿聯接；轉換機構是由隨鉆桿旋轉的旋轉部分和相對水龍頭或頂驅固定的固定部分組成，轉換機構的旋轉部分包含轉換機構座26、滑環17、滑環定位套22、絕緣套筒15、軸承20的旋轉部分、擋塊23、內六角螺釘24、導線B25、內管27，轉換機構座26緊緊套在轉換接頭I的中部，轉換機構座26的上部抵在轉換接頭I臺階上，轉換機構座26的下部由擋塊23和內六角螺釘28固定，轉換機構座26的外部套有軸承20的內圈和滑環定位套22，滑環17固定在滑環定位套22上，滑環17間安裝有絕緣套筒15，內管27安裝在轉換接頭I內部，轉換機構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17上，彈簧銅墊10和彈簧11由連接線13連接，整個轉換機構通過軸承20實現旋轉與固定的轉換；懸掛結構中吊環3上部固定在水龍頭或頂驅上，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組成一個密閉空間，可以防止灰塵或易爆氣體進入，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，導線A12穿過滑塊座7與銅套14連接在一起；每個銅套14有一根導線相連，3根導線合并成一股從外蓋8穿出。在圖I和圖4中，內管27安裝開有凹槽， 用來容納導線B，導線B25中3根導線在圓周上均布。
權利要求
1.一種動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置，是由轉換接頭、轉換機構和懸掛結構組成，其特征在于轉換接頭(I)上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅內管聯接，下部為公接頭，與動力及信號傳輸鉆桿聯接；轉換機構是由旋轉部分和固定部分組成，懸掛結構用通過吊環(3)固定在水龍頭或頂驅上。
2.根據權利要求I所述的一種動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置，征其特是轉換機構的旋轉部分包含轉換機構座(26)、滑環(17)、導線B (25)、內管(27)，轉換機構座(26)緊緊套在轉換接頭(I)的中部，轉換機構座(26)的上部抵在轉換接頭(I)臺階上，轉換機構座(26)的下部由擋塊(23)和內六角螺釘(24)固定，轉換機構座(26)的外部套有軸承(20)的內圈和滑環定位套(22)，滑環(17)固定在滑環定位套(22)上，滑環(17)間安裝有絕緣套筒(15)，內管(27)安裝在轉換接頭(I)內部，轉換機構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(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.根據權利要求I所述的一種動力及信號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)構成一個密閉空間，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
本發明涉及一種用于石油地質勘探鉆井的動力及信號傳輸鉆桿電纜入口裝置。它能實現動力及信號傳輸鉆桿電纜與地面電纜轉與不轉的轉換，從而完成地面電流或信號與動力及信號傳輸鉆桿間電流或信號的安全傳輸。其技術方案是該電纜入口裝置由轉換接頭、轉換機構和懸掛結構組成。轉換接頭上部為母接頭，與水龍頭中心管或頂驅內管聯接，下部為公接頭，與動力及信號傳輸鉆桿聯接；轉換機構是由旋轉部分和固定部分組成，轉換機構通過旋轉部分的滑環和固定部分的滑塊接觸實現電流或信號的傳遞，同時形成一個密閉空間；懸掛結構通過吊環固定在水龍頭或頂驅上。本電纜入口裝置具有結構簡單、成本低、可靠性高、安全的特點，用于動力智能鉆井中動力及信號傳輸鉆桿上。
文檔編號E21B47/12GK102619500SQ201110036350
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者吳中華, 孫浩玉, 李作會, 梁政, 王志峰, 肖仕紅, 馬清明 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 中國石油化工集團公司