[发明专利]一种压力平衡式调心电钻杆

说明书

本发明涉及一种用于油气钻井、煤层开采和管道定向穿越领域的一种压力平衡式调心电钻杆。其技术方案是：插针短节安装在钻杆一端，插座短节安装在钻杆另一端，插针总成和插座总成通过螺钉、支撑架分别固定在插针短节和插座短节上；钻杆、插针短节和插座短节安装绝缘电缆和导电环，插针总成、绝缘电缆总成、导电环总成和插座总成依次连接形成两个独立的电流通路；多根电钻杆通过螺纹首尾连接时，实现井下导电通路，为井下钻具传输动力及向地面传输信号。该发明能实现自动调心、压力平衡和自动清洁的功能，且便于维护，应用成本低。

技术领域

本发明涉及一种用于油气钻井、煤层开采和管道定向穿越领域的一种压力平衡式调心电钻杆。

背景技术

现代钻井技术正在向信息化、智能化、自动化的钻井方向发展，相继出现了各种能传输强电和信号的电钻杆。电钻杆钻井通常会面临振动、高压和导电元件表面污染等问题。钻井过程中的振动易引起电钻杆导电元件偏载，导致导电元件过早失效、电传输效率低和可靠性低；通常需增大电接头零件尺寸以满足电接头在高压环境下的力学性能，则导致电接头尺寸增大，降低钻井液的流通面积，同时，也易造成密封失效；此外，电钻杆上卸扣过程中，导电元件表面容易污染，污染的导电元件易造成电钻杆接触不良，甚至断路。现有的电钻杆结构难以有效地解决这些问题，需要设计一种新的电钻杆结构，以提高电钻杆的电传输效率和可靠性。

发明内容

本发明的目的：为了解决电钻杆因振动、高压和导电元件污染造成电钻杆电传输效率低、可靠性低和电接头尺寸大等问题而提出的一种压力平衡式调心电钻杆。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种压力平衡式调心电钻杆，包括钻杆、插针短节、插针总成、插座短节、插座总成、螺钉、支撑架、导电环总成和绝缘电缆总成，其特征在于：所述插座总成包括导电装置、压力平衡装置、弹性定位套和定位环；弹性定位套套装在导电装置外部；插针总成包括插针壳体、插针绝缘层、外插针和内插针；导电环总成包括第一路导电环和第二路导电环；绝缘电缆总成包括第一路电缆和第二路电缆；内插针与第一路电缆连接，外插针与第二路电缆连接；插针总成安装在支撑架上，通过螺钉固定在插针短节上；插座总成安装在支撑架上，通过螺钉固定在插座短节上；导电环总成安装在插座短节、插针短节和钻杆上，第一路导电环与第一路电缆连接，第二路导电环与第二路电缆连接；绝缘电缆总成安装在钻杆、插针短节和插座短节内。

所述导电装置包括内冠簧底座、内冠簧、外冠簧底座、外冠簧和插座绝缘层，其特征在于：内冠簧安装于内冠簧底座内部，外冠簧安装于外冠簧底座内部；内冠簧底座与第一路电缆连接，外冠簧底座与第二路电缆连接；内冠簧底座与外冠簧底座间安装插座绝缘层。

所述压力平衡装置包括弹簧、推块、二级密封件、挡圈、插座下壳体、一级密封件和波纹管和插座上壳体，其特征在于：插座上壳体内安装弹簧；挡圈与二级密封件安装在插座下壳体内部；波纹管一端固定在插座上壳体上，另一端固定在插座下壳体上；插座上壳体靠近插座下壳体端设置防脱式卡钩，防脱式卡钩与插座下壳体相连。

所述内冠簧底座设有内冠簧底座孔，外冠簧底座设有外冠簧底座孔，插座绝缘层设有插座绝缘层孔，插座上壳体设有插座上壳体孔；绝缘油密封在整个插座总成内，通过内冠簧底座孔、外冠簧底座孔、插座绝缘层孔和插座上壳体孔连通。

所述第二种方案为：插针总成安装在支撑架上，通过螺钉固定在钻杆一端；插座总成安装在支撑架上，通过螺钉固定在钻杆另一端。

本发明具有的有益效果是：1、本发明弹性定位套套装在导电装置外部，利用弹性定位套的变形使导电装置径向偏移，实现内冠簧和外冠簧的自动调心，避免内冠簧和外冠簧偏载，提高电钻杆寿命和电传输效率；2、本发明通过压力平衡装置可实现插座总成的内外压力平衡，有利于减小插座总成零部件尺寸，减小密封压差，提高密封可靠性；3、本发明在上扣过程中能自动清洁插针表面，提高了电钻杆电连接的可靠性和电传输效率；4、本发明易损件安装在短节内，方便电钻杆维护和更换，降低了电钻杆的使用成本。

附图说明