[发明专利]一种自平衡钻具系统用超低比重连续缆管

说明书

一种自平衡钻具系统用超低比重连续缆管，包括外管、内管、动力电源线、信号传输光纤、信号传输电缆和超低密度填充材料，所述外管与内管同轴，外管与内管间的环状空间内装填有动力电源线、信号传输光纤和信号传输电缆，外管与内管间的环状空间内还填充有超低密度填充材料，形成一个具有一定弹性弯曲半径的近泥浆钻井液比重的连续缆管，所述内管中心设有用来传输钻井液的通道，本发明能够通过连续管为井下自平衡钻具系统提供电能、信号、数据和继续循环钻井液等，同时既能快速起下钻又能起下钻不间断钻井液循环，减少起下钻等辅助时间，降低钻具对井壁的扰动程度和因钻井液停止循环导致的井内复杂。

技术领域

本发明属于钻井工程井下工具技术领域，特别涉及一种适配于自平衡钻具系统用超低比重连续缆管。

背景技术

发明人提出的“一种井下扭矩自平衡有缆钻具系统”，专利号：CN201710082518.8，具有三大主要优点：一是取消钻机。近钻头驱动代替钻机的回转驱动，随钻泥浆循环代替地面泥浆泵循环，近钻头钻压调节系统代替了钻机大钩控制钻压；二是摆脱了对钻杆的深度依赖。以铠装缆管为主要传输介质，实现了起下钻不间断钻井液循环，大大减少了起下钻时间，减少了钻具对井壁的扰动和因钻井液停止循环导致的井内复杂；三是实现了对井底原位测、实时传和精准控。可以随钻实时原位监测和获取到井下钻具的动态参数变化，更加符合智能化、简单化的要求。该技术尽管在理论和技术上有突破，但其自身还存在一些不足和应用的局限性，主要表现在只能竖直自重加压钻进，无法自主加压，不能实施定向钻进。为此，发明人又提出了“一种自行走自变向导向钻进系统”，专利号为CN2020109883782，该发明能够使井下扭矩自平衡有缆钻具系统在井内实现自主加压行走、自动变向和导向、近钻头原位监测、实时数据传输及对钻进系统的精准控制，属于一种高度集成化、自动化的导向钻进系统，并填补了井下扭矩自平衡有缆钻具系统行走给进和变向钻进方面的空白。

以上两个发明都需要从地面获取能量，并与地面建立信号传输和井内钻井液循环通道，为了使这个通道在井内钻井液中对钻具的影响减小，还需要其具有与钻井液比重相近的比重。然而，能够满足要求的既具有传输电能、信号和钻井液循环功能、又有一定抗拉压、挤压变形和与钻井液比重相近的连续缆管目前还没有。因此，发明一种能够满足自平衡钻具系统用的连续缆管，对于自平衡钻进系统的应用和推广十分必要，对于高效、节能钻进意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种自平衡钻具系统用超低比重连续缆管，目的是为地面设备与井下自平衡钻进系统建立起能量、信号和钻井液传输通道。

一种自平衡钻具系统用超低比重连续缆管，包括外管、内管、动力电源线、信号传输光纤、信号传输电缆和超低密度填充材料；

所述外管与内管同轴，所述外管与内管间的环状空间内装填有动力电源线、信号传输光纤和信号传输电缆，外管与内管间的环状空间内还填充有超低密度填充材料，形成一个具有一定弹性弯曲半径的近泥浆钻井液比重的连续缆管整体，所述内管中心设有用来传输钻井液的通道。

所述的外管与内管间的环状空间内还设有多根铠装保护管，动力电源线、信号传输光纤和信号传输电缆分别设置在多根铠装保护管内部。

所述的铠装保护管通过铠装保护管固定件与内管外壁固定连接。

所述的铠装保护管固定件由固定面和铠装保护管限位面组成，固定面与内管的外壁焊接固定连接，铠装保护管限位面与铠装保护管外表面接触配合。

所述的动力电源线由绝缘层、屏蔽层、导线组成，屏蔽层包覆在导线外壁，绝缘层包覆在屏蔽层外侧。

所述的信号传输光纤由光纤外保护层、光纤内保护层和光纤组成，光纤外保护层内壁包覆有多根光纤内保护层，光纤内保护层内部包覆有光纤。

所述信号传输电缆由信号线保护层、信号线屏蔽层和信号线导线组成，信号线保护层内部包覆有多根信号线屏蔽层，信号线屏蔽层内部包覆有信号线导线。