一种基于智能钻杆与钻机顶驱的智能钻井平台制造技术

本发明专利技术涉及一种基于智能钻杆与钻机顶驱的智能钻井平台，其将电缆预置在智能钻杆中，并将电缆主缆分为多个电缆支缆，电缆支缆通过公、母接头组件的多个环状导电环实现电信号传输通路的连接，同时导电环镶嵌在绝缘体材料中，既可以实现为井下测量及作业工具提供电力支持，又保障钻杆其他位置不导电；同时，将光纤预置在钻杆中，在施工作业时，将公、母接头组件按常规钻杆连接上扣方式连接即可，并且在连接安装后，通过液压打压方式实现光纤连接公、母接头组件紧密对接，保障光纤连接公、母接头持续连接工作状态，从而实现井下数据信号高速传输需求。输需求。输需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能钻杆与钻机顶驱的智能钻井平台


[0001]本专利技术涉及一种钻井平台，尤其涉及一种基于智能钻杆与钻机顶驱的智能钻井平台，属于智能钻井


技术介绍

[0002]智能钻井技术最核心的问题就是如何解决井下工具供电和数据传输的问题。目前，电缆和光纤内置于钻杆本体内的技术已经较为成熟，技术上难度相对较小，较容易实现。
[0003]但现阶段智能钻杆接头技术还不成熟，设计的连接可靠性和便利性也不利于现场作业。同时，现有的智能钻杆大部分是电缆或者无线电磁感应传输方式，其可靠性还不能满足工作作业需求。同时，对于智能钻杆的接头，常规技术其最上部是通过特制的接头连接，而不通过顶驱直接实现连接功能，故每次作业需要单独安装特殊顶部接头，时效低下。
[0004]因此，基于特殊的连接通信或供电接头是智能钻杆的关键，亟需设计一种既能够满足井下供电和数据传输的需求，又有利于现场实施作业的智能钻井平台。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于智能钻杆与钻机顶驱的智能钻井平台，该智能钻井平台既能够满足井下供电和数据传输的需求，又有利于现场实施作业。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于智能钻杆与钻机顶驱的智能钻井平台，包括：作业平台，设置在海平面上；钻机，设置在所述作业平台上；智能钻杆，所述智能钻杆的上端与所述钻机连接，所述智能钻杆的下端经信号转换装置与智能钻头连接；顶驱，通过顶驱
‑
钻杆连接接头与所述智能钻杆连接，且所述顶驱通过顶驱
‑
钻台传输线缆与钻台数据处理系统连接；
[0007]所述顶驱
‑
钻杆连接接头包括顶驱母接头组件和钻杆公接头组件，所述顶驱母接头组件包括：顶驱母接头，所述顶驱母接头的上端被配置为与所述顶驱连接，且所述顶驱母接头的下端被配置为具有内螺纹的母扣端；第一电缆主缆，所述第一电缆主缆的下端预置在所述顶驱母接头内，所述第一电缆主缆的上端经所述顶驱后与钻台电源连接；第一电缆支缆，至少一根所述第一电缆支缆预置在所述顶驱母接头内，且所述第一电缆支缆的一端与所述第一电缆主缆电连接，所述第一电缆支缆的另一端穿出所述顶驱母接头的母扣端内壁；第一电缆导电环，至少一个所述第一电缆导电环沿周向设置在所述顶驱母接头的母扣端内壁上，且所述第一电缆导电环与所述第一电缆支缆电连接；第一光纤，沿轴向预置在所述顶驱和顶驱母接头内，且所述第一光纤的上端穿过所述顶驱后与所述顶驱
‑
钻台传输线缆连接，所述第一光纤的下端延伸至所述顶驱母接头的下端面；光纤母接头连接器，设置在所述顶驱母接头的下端面且与所述第一光纤的下端电连接；
[0008]所述钻杆公接头组件包括：钻杆公接头，所述钻杆公接头的下端被配置为与所述智能钻杆连接，所述钻杆公接头的下端被配置为具有外螺纹的公扣端，且所述钻杆公接头
的公扣端可与所述顶驱母接头的母扣端旋合连接；第二电缆主缆，所述第二电缆主缆的上端预置在所述钻杆公接头内，所述第二电缆主缆的下端经所述智能钻杆(3)后与所述智能钻头连接；第二电缆支缆，至少一根所述第二电缆支缆预置在所述钻杆公接头内，且所述第二电缆支缆的一端与所述第二电缆主缆的上端电连接，所述第二电缆支缆的另一端穿出所述钻杆公接头的公扣端内壁；第二电缆导电环，至少一个所述第二电缆导电环沿周向设置在所述钻杆公接头的公扣端内壁上，所述第二电缆导电环与所述第二电缆支缆电连接，且所述第二电缆导电环被配置为在所述钻杆公接头的公扣端与所述顶驱母接头的母扣端旋合连接后与所述第一电缆导电环相配合形成电信号传输通路；第二光纤，沿轴向预置在所述钻杆公接头和智能钻杆内，且所述第二光纤的上端延伸至所述钻杆公接头的上端面，所述第二光纤的下端穿过所述智能钻杆后与所述信号转换装置连接；光纤公接头连接器，设置在所述钻杆公接头的上端面且与所述第二光纤的下端电连接，所述光纤公接头连接器被配置为在所述钻杆公接头的公扣端与所述顶驱母接头的母扣端旋合连接后与所述光纤母接头连接器相配合形成光信号传输通路；
[0009]由此，所述钻台电源依次通过所述顶驱、顶驱
‑
钻杆连接接头和智能钻杆中的电缆实现向井下工具供电，同时井下数据通过安装在所述智能钻头上的传感器获取，所述井下数据通过所述信号转换装置转换为光纤信号后，再通过所述智能钻杆、顶驱
‑
钻杆连接接头和顶驱中的光纤传输至所述钻台数据处理系统，从而实现井下数据的实时传输。
[0010]所述的智能钻井平台，优选地，所述第一电缆支缆为两根以上，且各所述第一电缆支缆的另一端从不同高度上穿出所述钻杆母接头的母扣端内壁。
[0011]所述的智能钻井平台，优选地，所述第一电缆导电环亦为两个以上，且各所述第一电缆导电环布置在不同高度的所述钻杆母接头的母扣端内壁上，各所述第一电缆导电环与各所述第一电缆支缆一一对应电连接。
[0012]所述的智能钻井平台，优选地，所述第二电缆支缆为两根以上，且各所述第二电缆支缆的另一端从不同高度上穿出所述钻杆公接头的公扣端内壁。
[0013]所述的智能钻井平台，优选地，所述第二电缆导电环亦为两个以上，且各所述第二电缆导电环布置在不同高度的所述钻杆公接头的公扣端内壁上，各所述第二电缆导电环与各所述第二电缆支缆一一对应电连接。
[0014]所述的智能钻井平台，优选地，所述光纤母接头连接器包括：光纤母接头连接底座，固定安装在所述钻杆母接头下端面的第一光纤凹槽中；光纤可转动锥面母接头，铰接安装在所述光纤母接头连接底座的下部且与所述第一光纤电连接，且所述光纤可转动锥面母接头被配置为可在平面内自适应旋转一定角度。
[0015]所述的智能钻井平台，优选地，所述光纤公接头连接器包括：光纤公接头连接器底座，滑动安装在所述钻杆公接头上端面的第二光纤凹槽中；液压伸缩单元，至少一个所述液压伸缩单元安装在位于所述光纤公接头连接器底座下方的第二光纤凹槽中，且所述液压伸缩单元被配置为可驱动所述光纤公接头连接器底座沿轴向升高；光纤公接头可变位移微调底座，安装在所述光纤公接头连接器底座上，且所述光纤公接头可变位移微调底座被配置为可沿轴向自适应移动一定距离；光纤锥面公接头，固定安装在所述光纤公接头可变位移微调底座的上部且与所述第二光纤电连接，所述光纤锥面公接头被配置为可与所述光纤可转动锥面母接头自适应连接；液压动力注入通道，被配置为连通所述液压伸缩单元与外部
液压源；液压注入孔及堵头，被配置为当所述光纤锥面公接头与所述光纤可转动锥面母接头完成连接后实现压力密封。
[0016]所述的智能钻井平台，优选地，所述第一电缆导电环和第二电缆导电环除接触界面以外的其余部分均镶嵌在电缆绝缘保护体中，所述电缆绝缘保护体的材料采用绝缘陶瓷。
[0017]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术将电缆预置在钻杆中，并将电缆主缆分为多个电缆支缆，电缆支缆通过顶驱母接头和钻杆公接头的多个环状导电环实现连接，同时导电环镶嵌在绝缘体材料中，既可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能钻杆与钻机顶驱的智能钻井平台，其特征在于，包括：作业平台(1)，设置在海平面上；钻机(2)，设置在所述作业平台(1)上；智能钻杆(3)，所述智能钻杆(3)的上端与所述钻机(2)连接，所述智能钻杆(3)的下端经信号转换装置(4)与智能钻头(5)连接；顶驱(6)，通过顶驱
‑
钻杆连接接头(7)与所述智能钻杆(3)连接，且所述顶驱(6)通过顶驱
‑
钻台传输线缆(8)与钻台数据处理系统(9)连接；所述顶驱
‑
钻杆连接接头(7)包括顶驱母接头组件(100)和钻杆公接头组件(200)，所述顶驱母接头组件(100)包括：顶驱母接头(11)，所述顶驱母接头(11)的上端被配置为与所述顶驱(6)连接，且所述顶驱母接头(11)的下端被配置为具有内螺纹(12)的母扣端；第一电缆主缆(13)，所述第一电缆主缆(13)的下端预置在所述顶驱母接头(11)内，所述第一电缆主缆(13)的上端经所述顶驱(6)后与钻台电源连接；第一电缆支缆(14)，至少一根所述第一电缆支缆(14)预置在所述顶驱母接头(11)内，且所述第一电缆支缆(14)的一端与所述第一电缆主缆(13)电连接，所述第一电缆支缆(14)的另一端穿出所述顶驱母接头(11)的母扣端内壁；第一电缆导电环(15)，至少一个所述第一电缆导电环(15)沿周向设置在所述顶驱母接头(11)的母扣端内壁上，且所述第一电缆导电环(15)与所述第一电缆支缆(14)电连接；第一光纤(16)，沿轴向预置在所述顶驱(6)和顶驱母接头(11)内，且所述第一光纤(16)的上端穿过所述顶驱(6)后与所述顶驱
‑
钻台传输线缆(8)连接，所述第一光纤(16)的下端延伸至所述顶驱母接头(11)的下端面；光纤母接头连接器(17)，设置在所述顶驱母接头(11)的下端面且与所述第一光纤(16)的下端电连接；所述钻杆公接头组件(200)包括：钻杆公接头(21)，所述钻杆公接头(21)的下端被配置为与所述智能钻杆(3)连接，所述钻杆公接头(21)的下端被配置为具有外螺纹(22)的公扣端，且所述钻杆公接头(21)的公扣端可与所述顶驱母接头(11)的母扣端旋合连接；第二电缆主缆(23)，所述第二电缆主缆(23)的上端预置在所述钻杆公接头(21)内，所述第二电缆主缆(23)的下端经所述智能钻杆(3)后与所述智能钻头(5)连接；第二电缆支缆(24)，至少一根所述第二电缆支缆(24)预置在所述钻杆公接头(21)内，且所述第二电缆支缆(24)的一端与所述第二电缆主缆(23)的上端电连接，所述第二电缆支缆(24)的另一端穿出所述钻杆公接头(21)的公扣端内壁；第二电缆导电环(25)，至少一个所述第二电缆导电环(25)沿周向设置在所述钻杆公接头(21)的公扣端内壁上，所述第二电缆导电环(25)与所述第二电缆支缆(24)电连接，且所述第二电缆导电环(25)被配置为在所述钻杆公接头(21)的公扣端与所述顶驱母接头(11)的母扣端旋合连接后与所述第一电缆导电环(15)相配合形成电信号传输通路；第二光纤(26)，沿轴向预置在所述钻杆公接头(21)和智能钻杆(3)内，且所述第二光纤(26)的上端延伸至所述钻杆公接头(21)的上端面，所述第二光纤(26)的下端穿过所述智能钻杆(3)后与所述信号转换装置(4)连接；
光纤公接头连接器(27)，设置在所述钻杆公接头(21)的上端面且与所述第二光纤(26)的下端电连接，所述光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，吴怡，谢仁军，文敏，焦金刚，范白涛，幸雪松，李莹莹，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：