CN102116147A - 一种用于石油钻井工具的滑环 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于石油钻井工具的滑环，它包括内壳体组件和外壳体组件两部分，其特征在于：所述内壳体组件包括随主轴一起转动的内壳体定位环、内绝缘环导电环、多芯密封插头、单芯密封插头和单芯密封接线柱；所述外壳体组件包括一外壳体套、设置有两个窗口的外套、外绝缘板、导电铜片、弹簧、橡胶囊、橡胶囊外套、和多芯密封接线柱；所述外壳体组件与所述内壳体组件通过轴承转动连接，所述外壳体组件与所述内壳体组件通过动密封件在二者之间形成密闭的绝缘油液空间，所述空间内注有通过注油阀注入的绝缘油液。使本发明可以广泛用于各种高温、高湿、高强度、振动恶劣等工作环境中。

Description

一种用于石油钻井工具的滑环
技术领域
本发明涉及一种石油钻井工具，特别是关于一种能够提供多路传输信号的用于石油钻井工具的滑环。
背景技术
石油导向钻井工具的滑环主要用于石油导向钻具动、静旋转体间进行多路电信号传输，一般的滑环包括内壳体组件和外壳体组件，内壳体包含绝缘环和嵌设在绝缘环上的数个导电环，外壳体组件包括外壳体、外壳体内侧嵌设的绝缘环和绝缘环上的数个导电件，外壳体一端设置有密封接线柱，该密封接线柱的界线穿过接线孔连接传导件，传导环上的接线穿过接线孔引出。在专利申请号为200620136441.5，名称为“一种可用于导向钻井工具的滑环”的发明专利中，公开了与上述滑环同样包括内壳体组件和外壳体组件，其特殊之处在于：对应于数个传导环的外绝缘环上设置有数个凹槽，所述的传导件是片簧式电刷，该电刷的接线端固定于外绝缘环上，另一端设置于凹槽内并弹压于传导环上。该滑环在一定程度上实现了在石油钻井特殊工况下能够正常工作。但是经过多次反复下井试验得出该滑环可靠性并不高，通过现场试验得出该发明专利存在以下两个不足：1、密闭空间油腔体积小，储油量少，且不能形成一定油压，一旦在工作过程中动密封出现小量漏油，外环境中的水很容易进入油腔，导致绝缘失效，损坏内部零部件，最终造成传输失效。2、电刷设置于凹槽内并弹压于传导环上，当由于相对旋转长久造成磨损时，不方便更换凹槽内的传导环，需要整体更换，拆卸不方便。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种可靠性更强、可以适应更为恶劣环境、并且结构更为合理的用于石油钻井工具的滑环。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于石油钻井工具的滑环，它包括内壳体组件和外壳体组件两部分，其特征在于：所述内壳体组件包括一主轴，所述主轴通过内壳体定位环设置一内绝缘环，所述内绝缘环上间隔设置有若干个导电环，设置在所述内壳体组件中随所述主轴一起转动的多芯密封插头、单芯密封插头和单芯密封接线柱通过传输导线相连，所述导电环通过传输导线连接所述单芯密封接线柱；所述外壳体组件包括一外壳体套和一径向相对设置有两个窗口的外套，每一所述窗口上设置一外绝缘板，每一所述外绝缘板上间隔设置有若干与所述导电环对应接触的导电铜片，同一截面上的两所述导电铜片通过导线相连，每一所述导电铜片的外端通过一弹簧压紧，所述外套与所述外壳体套之间固定有一橡胶囊和橡胶囊外套，所述橡胶囊与所述橡胶囊外套之间留有膨胀间隙，且所述橡胶囊外套上设置有若干平衡孔；设置在所述外壳体组件中的多芯密封接线柱通过传输导线连接各所述导电铜片；所述外壳体组件与所述内壳体组件通过轴承转动连接，通过动密封件在二者之间形成密闭的绝缘油液空间，所述空间内注有通过注油阀进入的绝缘油液。
所述外套上的两窗口上分别设置有一密封盖板。
所述多芯密封插头和单芯密封插头固定连接在所述主轴上，所述单芯密封接线柱固定连接在所述内壳体定位环上，所述多芯密封接线柱固定连接在所述外套上。
所述注油阀为一设置在所述外套上的单向注油阀。
所述内壳体定位环通过键连接所述主轴，所述内绝缘环通过键连接所述内壳体定位环。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于将主轴自身作为内壳体，在简化结构的基础上，还有效地增加了本发明的耐冲击性能，因此可以适用于在高温、高强度、振动恶劣等工作环境下工作。2、本发明由于采用片簧式电刷的传输方式，电刷一端为外壳体组件的导电铜片，另一端为内壳体组件的导电环，导电铜片背后的弹簧以一定弹力使导电铜片与导电环保持密切接触，因此可以有效地提高电信号的传输稳定性和可靠性。3、本发明由于在周向上布置有两组导电铜片，且在同一截面上的导电铜片通过传输导线相连，从而进一步提高了导电铜片与导电环之间导电传输的可靠性。4、本发明由于设置了橡胶皮囊，并在橡胶囊外套设置了平衡孔，在内、外壳体之间设置了动密封件，因此可以使本发明芯部所注油液压力始终大于外界，防止外部钻井液等液体进入芯部，使本发明可以适应于高压、高湿等恶劣环境中。
附图说明
图1是本发明结构示意图
图2是本发明局部放大后的滑环电刷结构示意图
图3是本发明外套上设置的窗口示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明包括旋转内壳体组件和不旋转外壳体组件两部分。
如图1所示，本发明的内壳体组件包括主轴1、内绝缘环2、数个导电环3、多芯密封插头4、单芯密封插头5、单芯密封接线柱6和内壳体定位环7。本发明将主轴1作为内壳体，在主轴上通过键8连接内壳体定位环7，内壳体定位环7通过键9连接内绝缘环2，内绝缘环2上间隔设置数个导电环3。多芯密封插头4和单芯密封插头5固定在主轴1上，单芯密封接线柱6固定在内壳体定位环7上，多芯密封插头4、单芯密封插头5与单芯密封接线柱6三者之间通过传输导线相连，导电环3通过传输导线与单芯密封接线柱6相连。当主轴1转动时会带动全部内壳体组件一起旋转。
如图1、图2所示，本发明外壳体组件包括外壳体螺母10、外壳体套11、橡胶囊外套12、橡胶囊13、外绝缘板14、数个导电铜片15、多芯密封接线柱16、外套17和外壳体定位环18。如图2、图3所示，在外壳体组件的外套17上相对掏设有两个的窗口，每一窗口上设置一外绝缘板14，每一外绝缘板14上间隔设置数个导电铜片15，同一截面上相对设置的两导电铜片15通过导线相连，每个导电铜片15的内端与同一截面上导电环3接触，每一导电铜片15的外端通过一弹簧19压紧，每一窗口上设置一密封盖板20。如图1所示，在主轴1上通过外壳体螺母10和外壳体定位环18设置一外壳体套11，在外壳体套11与外套17之间固定连接有一橡胶囊13，橡胶囊13周向设置一橡胶囊外套12，橡胶囊外套12上设置了数个平衡孔21，橡胶囊外套12的两端分别固定在外壳体套上11和外套17上。橡胶囊外套12与橡胶囊13之间留有膨胀间隙。多芯密封接线柱16固定在外套17上，多芯密封接线柱16与各导电铜片15之间通过传输导线相连。
在内壳体组件与外壳体组件之间设置有滚柱轴承22、23，在内壳体组件与外壳体组件之间设置有动密封件24、25。在外套17上设置有单向注油阀26，从外壳体定位环18开始，包括外壳体套11、橡胶囊13、外套17和主轴1之间形成一个密闭的绝缘油液空间，通过单向注油阀26向密闭的绝缘油液空间注绝缘油液，使橡胶囊13膨胀，排出橡胶囊外套12与橡胶囊13之间的空气，并顶在橡胶囊外套12上，便可以使本发明密闭的绝缘油液空间内的油液压力始终大于外界，防止外部钻井液等液体进入本发明芯部。
上述实施例中，本发明未详细描述的内容均可以参考现有技术，本发明主要的特点是：一、将主轴自身作为内壳体，提高耐冲击性能；二、设置两块外绝缘板14，两组导电铜件15，并通过弹簧压紧保证导电铜件15与导电环3之间的可靠接触；三、设置了橡胶囊13和橡胶囊外套12，并在橡胶囊外套12上设置多个平衡孔21，保证密闭的绝缘油液空间内的油液压力始终大于外界。
本发明使用时，将本发明的主轴1、外套17分别固定在导向钻井工具的动、静旋转体上，将信号接入多芯密封插头4的传输导线，当导向钻井工具动、静旋转体作相对运动时，便可实现信号由旋转内壳体传输到不旋转外壳体上，在多芯密封接线柱16的传输导线上便可以拾取输出信号。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种用于石油钻井工具的滑环，它包括内壳体组件和外壳体组件两部分，其特征在于：
所述内壳体组件包括一主轴，所述主轴通过内壳体定位环设置一内绝缘环，所述内绝缘环上间隔设置有若干个导电环，设置在所述内壳体组件中随所述主轴一起转动的多芯密封插头、单芯密封插头和单芯密封接线柱通过传输导线相连，所述导电环通过传输导线连接所述单芯密封接线柱；
所述外壳体组件包括一外壳体套和一径向相对设置有两个窗口的外套，每一所述窗口上设置一外绝缘板，每一所述外绝缘板上间隔设置有若干与所述导电环对应接触的导电铜片，同一截面上的两所述导电铜片通过导线相连，每一所述导电铜片的外端通过一弹簧压紧，所述外套与所述外壳体套之间固定有一橡胶囊和橡胶囊外套，所述橡胶囊与所述橡胶囊外套之间留有膨胀间隙，且所述橡胶囊外套上设置有若干平衡孔；设置在所述外壳体组件中的多芯密封接线柱通过传输导线连接各所述导电铜片；
所述内壳体组件与所述外壳体组件通过轴承转动连接，通过动密封件在二者之间形成密闭的绝缘油液空间，所述空间内注有通过注油阀进入的绝缘油液。
2.如权利要求书1所述的一种用于石油钻井工具的滑环，其特征在于：所述外套上的两窗口上分别设置有一密封盖板。
3.如权利要求书1所述的一种用于石油钻井工具的滑环，其特征在于：所述多芯密封插头和单芯密封插头固定连接在所述主轴上，所述单芯密封接线柱固定连接在所述内壳体定位环上，所述多芯密封接线柱固定连接在所述外套上。
4.如权利要求书2所述的一种用于石油钻井工具的滑环，其特征在于：所述多芯密封插头和单芯密封插头固定连接在所述主轴上，所述单芯密封接线柱固定连接在所述内壳体定位环上，所述多芯密封接线柱固定连接在所述外套上。
5.如权利要求书1或2或3或4所述的一种用于石油钻井工具的滑环，其特征在于：所述注油阀为一设置在所述外套上的单向注油阀。
6.如权利要求书1或2或3或4所述的一种用于石油钻井工具的滑环，其特征在于：所述内壳体定位环通过键连接所述主轴，所述内绝缘环通过键连接所述内壳体定位环。
7.如权利要求书5所述的一种用于石油钻井工具的滑环，其特征在于：所述内壳体定位环通过键连接所述主轴，所述内绝缘环通过键连接所述内壳体定位环。
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