電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)及其制作方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)及其制作方法，用于解決現(xiàn)有方法制作的絕緣短節(jié)絕緣可靠性差的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案是絕緣短節(jié)由中間節(jié)和兩個(gè)短節(jié)組成，兩個(gè)短節(jié)通過(guò)螺紋連接在中間節(jié)的兩端，中間節(jié)與兩個(gè)短節(jié)的連接接口放置絕緣墊圈，絕緣短節(jié)裝配后，在其內(nèi)圓柱面制備內(nèi)襯層，在其外圓柱面制備絕緣耐磨層，內(nèi)襯層和絕緣耐磨層分別分布在整個(gè)絕緣短節(jié)的內(nèi)、外圓柱面。由于采用內(nèi)外絕緣層覆蓋螺紋接縫的方式對(duì)螺紋進(jìn)行保護(hù)，避免使用過(guò)程中螺紋中滲水造成絕緣不良，提高了絕緣短節(jié)的絕緣可靠性。經(jīng)1000V兆歐表測(cè)試兩個(gè)短節(jié)之間的絕緣電阻，絕緣電阻均為500～1000兆歐。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)及其制作方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種絕緣短節(jié)，特別是涉及一種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)。還涉及這種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)的制作方法。
技術(shù)介紹
電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量是利用電磁波進(jìn)行井下測(cè)控系統(tǒng)和地面基站通信，實(shí)現(xiàn)鉆頭的軌跡檢測(cè)與控制以及井下勘探數(shù)據(jù)在地面處理器的實(shí)時(shí)處理。絕緣短節(jié)是無(wú)線隨鉆測(cè)量?jī)x器進(jìn)行無(wú)線通信的關(guān)鍵，它通過(guò)使上下兩端的鉆桿絕緣分別充當(dāng)無(wú)線信號(hào)發(fā)射天線的兩極，從而進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的發(fā)射和接收。絕緣短節(jié)的絕緣性能直接關(guān)系到無(wú)線信號(hào)的質(zhì)量，因此絕緣短節(jié)需要在井下復(fù)雜工況下保持良好的絕緣性能。同時(shí)絕緣短接還要負(fù)責(zé)鉆壓的傳遞和承受井壁的磨損，所以還要具有較高的力學(xué)性能和耐磨損性能。國(guó)外絕緣短節(jié)相關(guān)制備技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但技術(shù)未公開(kāi)。國(guó)內(nèi)絕緣短節(jié)主要采用在金屬管件連接部位涂覆絕緣層的方式制備，絕緣短節(jié)強(qiáng)度可以和普通鉆桿媲美，但絕緣可靠性和耐磨損性能與國(guó)外產(chǎn)品仍有差距。文獻(xiàn)“授權(quán)公告號(hào)是CN202225229U的中國(guó)技術(shù)專(zhuān)利”公開(kāi)了一種地礦鉆探用絕緣短節(jié)及其制作方法，絕緣短節(jié)由短節(jié)本體和采用螺紋連接在兩端的保護(hù)接頭組成，中間短節(jié)本體內(nèi)外表面及端面都涂覆陶瓷涂層，并在其外表面分段灌注金剛石和硬膠的混合材料，增強(qiáng)其耐磨性。一方面陶瓷為脆性材料，裝配及使用過(guò)程中螺紋部分的陶瓷很容易因磕碰和刮劃脫落；另一方面沒(méi)有防水措施，使用過(guò)程中螺紋連接部分容易滲入水分。兩種問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致絕緣不良造成絕緣短節(jié)失效。因此，雖然該方法制備的絕緣短節(jié)的力學(xué)性能和耐磨損性能都較好，但絕緣可靠性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有絕緣短節(jié)絕緣可靠性差的不足，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)。該絕緣短節(jié)由中間節(jié)和兩個(gè)短節(jié)組成，兩個(gè)短節(jié)通過(guò)螺紋連接在中間節(jié)的兩端，中間節(jié)與兩個(gè)短節(jié)的連接接口放置絕緣墊圈，絕緣短節(jié)裝配后，在其內(nèi)圓柱面制備內(nèi)襯層，在其外圓柱面制備絕緣耐磨層，內(nèi)襯層和絕緣耐磨層分別分布在整個(gè)絕緣短節(jié)的內(nèi)、外圓柱面。中間節(jié)和兩個(gè)短節(jié)的所有螺紋部分鍍鋁后進(jìn)行微弧氧化，使其表面具有陶瓷絕緣層，在此基礎(chǔ)上對(duì)中間節(jié)與兩個(gè)短節(jié)連接的螺紋浸塑高分子絕緣材料，可以提高絕緣短節(jié)的絕緣可靠性。本專(zhuān)利技術(shù)還提供這種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)的制作方法。本專(zhuān)利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)，包括中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3，中間節(jié)1的兩端是圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)的中空管件，圓臺(tái)的坡邊有螺紋。第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的一端分別與中間節(jié)1的兩端是相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺紋與中間節(jié)1連接；第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的自由端是相互配合的螺紋結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是所述中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的連接接口小直徑處放置第一絕緣墊圈4，連接接口大直徑處放置第二絕緣墊圈5。內(nèi)襯層6和絕緣耐磨層7分別分布在整個(gè)絕緣短節(jié)的內(nèi)、外圓柱面。中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的螺紋與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋匹配。所述第一絕緣墊圈4和第二絕緣墊圈5的材料是聚四氟乙烯。一種上述電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)的制作方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：步驟一、采用無(wú)磁材料加工中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3，中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的螺紋與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋配合間隙0.25-0.30mm。步驟二、對(duì)中間節(jié)1的內(nèi)、外表面和中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3連接螺紋的表面進(jìn)行除銹、噴砂和清洗預(yù)處理。步驟三、對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的中間節(jié)1的外表面和中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3連接螺紋的表面鍍0.2mm厚度的鋁層，然后通過(guò)微弧氧化將鍍鋁層轉(zhuǎn)變成絕緣陶瓷層。步驟四、在絕緣陶瓷層外浸塑0.1mm厚度的塑料層。在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的中間節(jié)1的內(nèi)表面制備塑料內(nèi)襯層6。步驟五、將中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3裝配在一起，采用1000V兆歐表測(cè)試兩個(gè)短節(jié)之間的絕緣電阻，如果絕緣電阻≥500兆歐，進(jìn)行下一道工序，不滿足絕緣要求的重新制備絕緣層。步驟六、在絕緣短節(jié)外壁的絕緣陶瓷層、聚乙烯外分層涂覆絕緣粘結(jié)劑和磨料，每層磨料的厚度控制在0.2-0.3mm。所述中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的無(wú)磁材料是無(wú)磁鋼、高強(qiáng)銅合金或者鈦合金的任一種。所述中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的連接螺紋與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋配合間隙0.25-0.30mm。所述塑料是聚乙烯、聚丙烯、硬聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯或者聚四氟乙烯的任一種。所述磨料是石英砂、剛玉粉、金剛砂或者立方氮化硼的任一種或者任幾種。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是：絕緣短節(jié)由中間節(jié)和兩個(gè)短節(jié)組成，兩個(gè)短節(jié)通過(guò)螺紋連接在中間節(jié)的兩端，中間節(jié)與兩個(gè)短節(jié)的連接接口放置絕緣墊圈，絕緣短節(jié)裝配后，在其內(nèi)圓柱面制備內(nèi)襯層，在其外圓柱面制備絕緣耐磨層，內(nèi)襯層和絕緣耐磨層分別分布在整個(gè)絕緣短節(jié)的內(nèi)、外圓柱面。中間節(jié)和兩個(gè)短節(jié)的所有螺紋部分鍍鋁后進(jìn)行微弧氧化，使其表面具有陶瓷質(zhì)的絕緣耐磨層，在此基礎(chǔ)上對(duì)中間節(jié)與兩個(gè)短節(jié)連接的螺紋浸塑高分子絕緣材料。由于采用陶瓷絕緣耐磨層與高分子絕緣層相結(jié)合的方式來(lái)提高絕緣短節(jié)的絕緣性能，高分子絕緣層作為防護(hù)層對(duì)連接部位起到了密封防水的作用，并有效防止裝配及使用過(guò)程中螺紋部分的陶瓷因磕碰和刮劃脫落造成的絕緣失效問(wèn)題。采用內(nèi)外絕緣層覆蓋螺紋接縫的方式對(duì)螺紋進(jìn)行保護(hù)，避免使用過(guò)程中螺紋中滲水造成絕緣不良，提高了絕緣短節(jié)的絕緣可靠性。經(jīng)1000V兆歐表測(cè)試兩個(gè)短節(jié)之間的絕緣電阻，絕緣電阻均為500～1000兆歐。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-中間節(jié)；2-第一短節(jié)；3-第二短節(jié)；4-第一絕緣墊圈；5-第二絕緣墊圈；6-內(nèi)襯層；7-絕緣耐磨層。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例參照?qǐng)D1。實(shí)施例1。本專(zhuān)利技術(shù)電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)包括中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3。中間節(jié)1的兩端是圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)的中空管件，圓臺(tái)的坡邊有螺紋。第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的一端分別與中間節(jié)1的兩端是相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺紋與中間節(jié)1連接。中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的連接接口小直徑處放置第一絕緣墊圈4，連接接口大直徑處放置第二絕緣墊圈5。第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的自由端是相互配合的螺紋結(jié)構(gòu)。內(nèi)襯層和絕緣耐磨層分別分布在整個(gè)絕緣短節(jié)的內(nèi)、外圓柱面。中間節(jié)為兩端加工有外螺紋的中空管件，第一短節(jié)2是兩端均有內(nèi)螺紋的中空管件，第二短節(jié)3是中空管件，與中間節(jié)1連接的一端有內(nèi)螺紋，另一端是自由端，自由端有外螺紋。中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3均采用力學(xué)性能優(yōu)異的無(wú)磁鋼或者高強(qiáng)銅合金或者鈦合金加工而成，中間節(jié)、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的螺紋與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋匹配，兩者之間的連接螺紋加工時(shí)保證與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋配合間隙0.25-0.30mm，并對(duì)螺紋倒圓角。第一絕緣墊圈4和第二絕緣墊圈5的材料是聚四氟乙烯。實(shí)施例2。1）采用無(wú)磁鋼加工中間節(jié)1、第一短節(jié)2和第二短節(jié)3，中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3的配合螺紋加工時(shí)均保證與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋配合間隙0.25-0.30mm。2）對(duì)中間節(jié)1的內(nèi)、外表面和中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3連接螺紋的表面進(jìn)行除銹、噴砂和清洗等表面預(yù)處理。3）對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的中間節(jié)1的外表面和中間節(jié)1與第一短節(jié)2和第二短節(jié)3連接螺紋的表面鍍0.2mm厚度的鋁層，然后通過(guò)微弧氧化將鍍鋁層轉(zhuǎn)變成絕緣陶瓷層。4）在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的中間節(jié)1的內(nèi)表面，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)，包括中間節(jié)（1）、第一短節(jié)（2）和第二短節(jié)（3），中間節(jié)（1）的兩端是圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)的中空管件，圓臺(tái)的坡邊有螺紋；第一短節(jié)（2）和第二短節(jié)（3）的一端分別與中間節(jié)（1）的兩端是相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺紋與中間節(jié)（1）連接；第一短節(jié)（2）和第二短節(jié)（3）的自由端是相互配合的螺紋結(jié)構(gòu)，其特征在于所述中間節(jié)（1）與第一短節(jié)（2）和第二短節(jié)（3）的連接接口小直徑處放置第一絕緣墊圈（4），連接接口大直徑處放置第二絕緣墊圈（5）；內(nèi)襯層（6）和絕緣耐磨層（7）分別分布在整個(gè)絕緣短節(jié)的內(nèi)、外圓柱面；中間節(jié)（1）、第一短節(jié)（2）和第二短節(jié)（3）的螺紋與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋匹配。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電磁無(wú)線隨鉆測(cè)量用絕緣短節(jié)的制作方法，絕緣短節(jié)包括中間節(jié)(1)、第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)，中間節(jié)(1)的兩端是圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)的中空管件，圓臺(tái)的坡邊有螺紋；第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)的一端分別與中間節(jié)(1)的兩端是相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺紋與中間節(jié)(1)連接；第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)的自由端是相互配合的螺紋結(jié)構(gòu)，其特征在于所述中間節(jié)(1)與第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)的連接接口小直徑處放置第一絕緣墊圈(4)，連接接口大直徑處放置第二絕緣墊圈(5)；內(nèi)襯層(6)和絕緣耐磨層(7)分別分布在整個(gè)絕緣短節(jié)的內(nèi)、外圓柱面；中間節(jié)(1)、第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)的螺紋與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋匹配；所述第一絕緣墊圈(4)和第二絕緣墊圈(5)的材料是聚四氟乙烯；絕緣短節(jié)的制作方法包括以下步驟：步驟一、采用無(wú)磁材料加工中間節(jié)(1)、第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)，中間節(jié)(1)與第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)的螺紋與標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的螺紋配合間隙0.25-0.30mm；步驟二、對(duì)中間節(jié)(1)的內(nèi)、外表面和中間節(jié)(1)與第一短節(jié)(2)和第二短節(jié)(3)連接螺紋的表面進(jìn)行除銹、噴砂和清洗預(yù)處理；步驟三、對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的中間節(jié)(...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：齊樂(lè)華，潘廣鎮(zhèn)，付業(yè)偉，郭學(xué)平，宋曉東，李賀軍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：西北工業(yè)大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西;61