[发明专利]用于电磁遥测心轴的绝缘涂层方法

说明书

发明背景

本文的实施方案涉及井下电磁遥测系统，并且更具体地，涉及用于电磁遥测天线组件的绝缘涂层方法。

随钻测量(MWD)应用中，各种通信和传输技术用于在钻井作业期间从钻头附近向表面提供实时数据。一种技术使用与钻柱和MWD工具相联的井下天线通过大地向排列在表面的接收器传输电磁波。接收器接收并记录电磁数据，从而为操作人员提供与钻井参数相关的实时数据，例如钻压、扭矩及磨损和承载状况。MWD应用也可为操作人员提供与所钻地层的物理性质相关的实时数据，例如压力、温度和井眼轨迹。对此类信息的考虑可导致穿进速率更快、行程计划更佳、设备故障减少、定向测量的延迟更少且消除了为异常压力检测中断钻井的需要。

作为MWD工具的组成部分，井下天线装在使钻柱的两个部分电隔离的心轴中，从而产生了适合的天线能力。为了使钻柱的两个部分电隔离，心轴通常将包括涂覆到其外表面的绝缘涂层。然而，已经发现，用于将绝缘涂层涂覆到心轴上的某些方法已经导致涂层不一致和/或污染。例如，目前的涂层方法常常因允许空气中的水分或由切割和分级操作渗入涂层中，使涂层变得受污染。因此，绝缘涂层在恶劣的井下环境中更易受故障影响。涂层的故障去除了电绝缘，这相当于天线故障和不能进行MWD。

附图简述

将以下附图包括在内是为了说明本文公开的实施方案的某些方面，而不得视为专有实施方案。正如对于本领域中受益于本公开的技术人员将发生那样，公开的主题能够在形式和功能上做相当大的修改、改变、组合和等效方案。

图1根据一个或多个实施方案，说明了可容纳用于井下电磁遥测系统的天线的示例性心轴的横截面侧视图。

图2根据一个或多个实施方案，说明了示例性电绝缘材料的放大视图。

图3根据一个或多个实施方案，说明了另一种示例性电绝缘材料的放大视图。

发明详述

本文的实施方案涉及井下电磁遥测系统，并且更具体地，涉及用于电磁遥测天线组件的绝缘涂层方法。

参考图1，根据一个或多个实施方案说明了可形成用于井下电磁遥测系统的天线的一部分的示例性心轴100。具体而言，心轴100可用作用于随钻测量(MWD)工具的天线的组成部分。如图所示，心轴100可具有井上末端102a和井下末端102b。心轴100的井上末端102a可与井上钻柱段104a连接或以其它方式附接，而心轴100的井下末端102b可与井下钻柱段104b连接或以其它方式附接。在至少一个实施方案中，如图所示，套筒106和悬挂钻铤110(以阴影示出)可并入心轴100的井下末端102b并且以其它方式促进井下末端102b与井下钻柱段104b的连接。

心轴100可表现出各种尺寸，包括但不限于8.89cm(3.5英寸)、12.065cm(4.75英寸)、16.51cm(6.5英寸)、20.32cm(8英寸)和24.13cm(9.5英寸)。工作中，心轴100可配置为使井上钻柱段104a与井下钻柱段104b电隔离。电隔离使电磁信号生成用于数据遥测并且传输到表面。为了至少部分地实现这一点，可将电绝缘材料层或衬底108涂覆到心轴100的一部分上。

例如，可将电绝缘材料108涂覆到心轴100的直径减小的部分，心轴100可配置为容纳用于使心轴100与井下钻柱段104b连接的套筒106。在其它实施方案中，在不背离本公开范围的前提下，可将电绝缘材料108涂覆到心轴100的任何其它部分。例如，在一些实施方案中，可将电绝缘材料108涂覆到整个心轴100的径向外表面。在其它实施方案中，在不背离本公开范围的前提下，反而可将电绝缘材料108涂覆到心轴100的井上末端102a的一部分上。

参考图2，继续参考图1，根据一个或多个实施方案说明了电绝缘材料层108的放大视图。如图所示，可将电绝缘材料108涂覆到心轴100的径向外表面202。在一些实施方案中，心轴100可由贱金属制成，例如但不限于钢、不锈钢、钢合金或适合井下使用的任何常规金属。电绝缘材料108可包括直接涂覆到心轴100的径向外表面202的粘合涂层204和涂覆在粘合涂层204之上的电隔离层206。粘合涂层204可提供配置成为电隔离层206促进更适合的粘附表面的衬底。在至少一个实施方案中，粘合涂层204可为镍铬合金。在其它实施方案中，粘合涂层204可为能为后续电隔离层206帮助促进恰当粘合的任何其它衬底材料，包括但不限于钼、镍铝复合物、铝青铜、预合金化镍铝或锌基合金。