CN104089013B - 一种随钻声波密封装置 - Google Patents

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一种随钻声波密封装置，包括单芯连接器，还包括密封基座和两芯连接器，所述密封基座包括相互连接的上接头和下接头，所述上接头和下接头内分别设有相通的孔道，其中上接头的孔道与所述单芯连接器构成密封，下接头的孔道与所述两芯连接器构成密封，所述下接头的外侧与钻铤基体构成密封；该装置能保证钻铤密封的可靠性以及信号传输的稳定性。

Description

一种随钻声波密封装置
技术领域
本发明涉及一种密封装置，具体地，涉及一种随钻声波密封装置。
背景技术
随钻声波测井技术是随钻测井技术的方法之一，该技术是利用安装在钻铤外部的声波发射换能器在井下钻井施工作业过程中产生声波，通过泥浆在地层中传播，经过一定时间的衰减后，被安装在钻铤外部的接收声波换能器接收，在通过对衰减的声波信号进行分析，来判断地层信息；在随钻测井中，传统密封形式主要是在单芯连接器上安装O形圈与钻铤基体进行密封配合，仅为为一级密封；由于在随钻测井中，钻铤承受一定振动和摩擦，并且在压力和扭力的作用下，不能做大结构的改变，在这种恶劣的工况和结构限制条件下，导致传统的密封形式可靠性差，不能承受井底高压，且不方便于安装与保养。
发明内容
本发明的目的在于提供一种随钻声波密封装置，该装置能保证钻铤密封的可靠性。
本发明所采用的技术方案是：一种随钻声波密封装置，包括单芯连接器，还包括密封基座和两芯连接器，所述密封基座包括相互连接的上接头和下接头，所述上接头和下接头内分别设有相通的孔道，其中上接头的孔道与所述单芯连接器构成密封，下接头的孔道与所述两芯连接器构成密封，所述下接头的外侧与钻铤基体构成密封。
较佳地，所述两芯连接器包括连接器基体、安装在该连接器基体内的绝缘瓷管以及安插在该绝缘瓷管内的插针，所述连接器基体包括承压圆盘以及设置在该圆盘上的突台，所述突台的截面与所述下接头的孔道截面相同。
较佳地，所述突台的外壁设有密封环槽，所述下接头的孔道内壁设有密封面，所述密封环槽与所述密封面配合连接，且在所述密封环槽与密封面之间设有O型密封圈。
较佳地，所述突台的截面为圆角矩形。
较佳地，该插针的两端设有焊锡槽，该焊锡槽内焊接外接导线。
较佳地，所述单芯连接器与上接头的孔道采用螺纹连接。
较佳地，所述上接头与下接头相互垂直连接。
较佳地，所述下接头的孔道内设有挡圈槽，所述两芯连接器与下接头的孔道通过所述挡圈槽与弹簧挡圈配合固定。
较佳地，所述单芯连接器中的插针与两芯连接器中的插针通过导线焊接成一体。
较佳地，所述单芯连接器中的插针通过导线与换能器连接，所述两芯连接器中的插针通过导线与所述钻铤基体内部的电路系统焊接成一体。
本发明的有益效果是：
1、该装置中的单芯连接器中的插针和两芯连接器中的插针通过导线焊接成一体，此种方式保证了信号传输的稳定性。
2、本发明中的密封基座与钻铤基体所组成的内外空间均采用两级密封形式，即内部空间采用单芯连接器中的O型密封圈密封作为第一级密封，两芯连接器的密封作为第二级密封，外部空间采用密封基体下接头外侧的连续两道O形圈密封。当第一级密封失效后，第二级密封开始起作用，密封保障性强，可靠性高。
3、本发明中的两芯连接器通过挡圈槽与弹簧挡圈配合固定，便于本装置的加工、安装。
4、本发明中两芯连接器的承压圆盘能够承受较大的压力，其上设置的突台可对下接头进行密封，在突台的外侧设有密封环槽，能够与下接头内的密封面配合连接进行密封，且在密封环槽内设置O型密封圈进一步的提高了下接头的密封性能，保证随钻仪器的安全作业。
5、本发明中两芯连接器的下端插针与电路系统通过导线焊接的方式连接，保证信号传输的稳定性。
附图说明
附图1为本发明随钻声波密封装置一实施例的剖视图；
附图2为本发明的双芯连接器半剖面结构示意图；
附图3为本发明的密封基座剖面结构示意图；
附图4为本发明的随钻声波密封装置的结构爆炸示意图；
附图5为本发明的双芯连接器的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3和图4所示的实施例，一种随钻声波密封装置，包括密封基座2、单芯连接器1和两芯连接器3，所述密封基座2包括垂直连接的上接头4和下接头5，所述上接头4和下接头5内分别设有相互垂直且相通的孔道6，且上接头4中的孔道6数目为2，其中上接头4的孔道6与所述单芯连接器1构成密封，下接头5的孔道6与所述两芯连接器3构成密封，所述下接头5的外侧与钻铤基体7构成密封。
所述单芯连接器1的外壁设有密封环槽10，密封基座2上接头4的孔道6内壁处加工有密封面，该密封面与单芯连接器1上的密封环槽10相配合构成密封，且在密封环槽10与密封面之间安装一道O型密封圈9，此为第一级内密封；所述两芯连接器3的外壁设有密封环槽10，密封基座2下接头5的孔道6内壁处加工有密封面，该密封面与两芯连接器3上的密封环槽10相配合构成密封，且在密封环槽10与密封面之间安装一道O型密封圈9，此为第二级内密封；当第一级内密封失效后，第二级内密封开始起作用，该结构的两级内密封完全保证的仪器工作的安全可靠性。
本发明的密封基座2的下接头5外部设有两道密封环槽10，且在密封环槽10内相应的安装有两道O型密封圈9，与钻铤基体内壁上设有的密封面相配合，构成密封，该密封为整个装置的外密封，且为连续的两级密封。
内密封的两级密封，分别采用不同的固定形式：第一级内密封采用单芯连接器1与上接头4的孔道6螺纹连接固定；第二级内密封是采用两芯连接器3与下接头5的孔道6通过挡圈槽11与弹簧挡圈8配合固定；即在下接头5的孔道6下部设有挡圈槽11，挡圈槽11的加工位置需参考两芯连接器3上密封环槽10和下接头5的孔道6内部密封面的相对位置，保证密封环槽10与下接头5的孔道6内部密封面相配合；将两芯连接器3的一端放置于挡圈槽11内，在其另一端的压力反方向安装弹簧挡圈8，使两芯连接器3在弹簧挡圈8的作用力下固定。
对于外密封结构的固定，此结构采用螺钉将密封基座2固定在钻铤基体上。
如图5所示的实施例，一种两芯连接器3，包括连接器基体301、安装在该连接器基体301内的绝缘瓷管302以及安插在该绝缘瓷管302内的插针303，所述连接器基体包括承压圆盘304以及设置在该圆盘上的突台305，突台305的截面为圆角矩形，与下接头内的孔道6相同，所述突台305外侧设有密封环槽10，安装在该连接器基体301内的绝缘瓷管302的数目为2，插针303之间的距离为5mm，且该绝缘瓷管302的数量与该插针303的数量对应相等。按图示方向在连接器基体301的针孔中装入绝缘瓷管302，绝缘瓷管302的两端面高出连接器基体301的两端面，绝缘瓷管302外径与针孔的间隙适当，在绝缘瓷管302的孔中放入插针303，在绝缘瓷管302外径和连接器基体301的针孔间、绝缘瓷管302内孔和插针303间的间隙上下两端适当位置，均匀涂上满足功能要求的耐高温粘合剂；在绝缘瓷管302、插针303与连接器基体进行装配成形的过程中，在图示的压力方向用加压装置对绝缘瓷管302和插针303加上一个定值压力，对整体组件进行加温，在160℃下恒温2小时成形，即在恒压恒温状态下保持一定的时间成形。在此之前，插针303的两端均设有焊锡槽306，用于焊接外部导线，突台305的外侧设有密封环槽10，其内设有O型密封圈，用于密封测井仪器的内部，安装两芯承压电连接器之前，务必在焊锡槽306上焊接好外部导线，密封环槽10内安装O型密封圈。
换能器与钻铤基体内部电路系统的信号是通过单芯连接器1、两芯连接器3以及焊接在两者之间的导线传输的，即所述单芯连接器中的插针通过导线与换能器连接，所述两芯连接器中的插针通过导线与所述钻铤基体内部的电路系统焊接成一体，保证两芯连接器与钻铤基体内部的电路系统的传输稳定；因此整个密封结构的安装过程如下：首先，将导线的一端焊接在单芯连接器1的插针上，导线要预留一定的长度；然后，将两个带有导线的单芯连接器1分别安装在密封基座2上接头4的孔道6内，理顺导线，使导线的另一端从密封基座2下接头5的孔道6伸出；其次，将两跟导线的另一端分别焊接在两芯连接器3中的两个插针上，然后将两芯连接器3安装在密封基座2下接头5的孔道6内，接着在两芯连接器3的底端安装弹簧挡圈8，最后，将电路系统引出的两根导线焊接在两芯连接器3中的两个插针上，并且理顺线路，将整个密封装置安装在钻铤的相应位置，螺钉固定完成安装。两个单芯连接器1的前端插针连接换能器两根导线接口即可。
为了进一步证明本发明随钻声波的密封结构的密封效果和信号传输稳定性，我们将上述设计的随钻声波的密封结构进行了室内实验验证。实验结果证明，此结构在140MPa外部压力的情况下，仪器工作正常，信号传输稳定，说明该结构密封性能很好，达到随钻测井的实验要求。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种随钻声波密封装置，包括单芯连接器，其特征在于：还包括密封基座和两芯连接器，所述密封基座包括相互连接的上接头和下接头，所述上接头和下接头内分别设有相通的孔道，其中上接头的孔道与所述单芯连接器构成密封，下接头的孔道与所述两芯连接器构成密封，所述下接头的外侧与钻铤基体构成密封。
2.根据权利要求1所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述两芯连接器包括连接器基体、安装在该连接器基体内的绝缘瓷管以及安插在该绝缘瓷管内的插针，所述连接器基体包括承压圆盘以及设置在该圆盘上的突台，所述突台的截面与所述下接头的孔道截面相同。
3.根据权利要求2所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述突台的外壁设有密封环槽，所述下接头的孔道内壁设有密封面，所述密封环槽与所述密封面配合连接，且在所述密封环槽与密封面之间设有O型密封圈。
4.根据权利要求2所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述突台的截面为圆角矩形。
5.根据权利要求2所述的随钻声波密封装置，其特征在于：该插针的两端设有焊锡槽，该焊锡槽内焊接外接导线。
6.根据权利要求1-5任一所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述单芯连接器与上接头的孔道采用螺纹连接。
7.根据权利要求1-5任一所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述上接头与下接头相互垂直连接。
8.根据权利要求1-5任一所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述下接头的孔道内设有挡圈槽，所述两芯连接器与下接头的孔道通过所述挡圈槽与弹簧挡圈配合固定。
9.根据权利要求1-5任一所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述单芯连接器中的插针与两芯连接器中的插针通过导线焊接成一体。
10.根据权利要求1-5任一所述的随钻声波密封装置，其特征在于：所述单芯连接器中的插针通过导线与换能器连接，所述两芯连接器中的插针通过导线与所述钻铤基体内部的电路系统焊接成一体。
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