CN104963678A - 高压插针密封锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井随钻工具技术领域，是一种高压插针密封锁紧装置，其包括高压插针本体、密封胶套、针套压接环和密封锁紧套，第三环形凸起安装在环形凹槽中，密封胶套外壁上与环形凹槽相对应的部位形成第六环形凸起。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其为高压插针本体提供了两级密封保护，可以很好地防止高压泥浆进入密封胶套内部，保证了高压插针本体在高压泥浆中的绝缘性能；同时实现了密封胶套的无损伤锁紧，密封胶套可以重复使用，降低了作业成本，实现了井下随钻测控仪器和工具的电能、测控信号在高压泥浆环境中的有效传输。

Description

高压插针密封锁紧装置

技术领域

本发明涉及石油钻井随钻工具技术领域，是一种高压插针密封锁紧装置。

背景技术

随着石油钻井技术的发展，石油钻井过程中越来越多地使用井下随钻测控仪器和工具，如推靠式自动垂直钻井工具，井下随钻测控仪器和工具的共通特点是：钻杆泥浆发电机产生的电能、测控信号从连续旋转的中心杆一侧经过高压插针、旋转变压器（非接触式）传输到相对静止的轴套式测控机构；测控电路安装在抗高压的电子舱内，舱外壳体上安装有高压插针，将舱外高压和舱内常压隔离，其芯针是沟通舱内外电信号的通道。电子舱外部是高压、导电的泥浆介质，电能、测控信号是在此环境中经旋转变压器、高压插针密封锁紧装置进出电子舱。可见，高压插针是其中的关键，其高压密封性能决定着该回路的绝缘性能，然而，决定高压插针密封性能优劣的关键因素最终是密封胶套的高压密封特性和自锁能力，运行时密封胶套脱落或密封失效，都可导致回路绝缘失效，电能、测控信号传输就会失败。

发明内容

本发明提供了一种高压插针密封锁紧装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有高压插针在使用过程中存在的密封胶套的自锁能力差、密封胶套易脱落、密封失效、电能传输失败、测控信号传输失败的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种高压插针密封锁紧装置，包括高压插针本体、密封胶套、针套压接环和密封锁紧套，高压插针本体包括芯针，芯针的外壁上固定安装有绝缘层，绝缘层的中部外壁固定安装有中间体，位于中间体左侧的绝缘层外壁上由右向左依次固定安装有第一环形凸起和第二环形凸起，第一环形凸起的左侧外壁、绝缘层的外壁、第二环形凸起的右侧外壁围成第一密封槽，第一密封槽内固定安装有第一密封圈；位于第二环形凸起左侧的绝缘层外壁上固定安装有第三环形凸起；位于第三环形凸起左侧的芯针露出形成高压插针输入端；位于中间体右侧的绝缘层外壁上由左向右依次固定安装有第四环形凸起和第五环形凸起，第四环形凸起的右侧外壁、绝缘层的外壁、第五环形凸起的左侧外壁形成第二密封槽，第二密封槽内固定安装有第二密封圈；第五环形凸起的右侧设有外螺纹段，位于外螺纹段右侧的芯针露出形成高压插针输出端；针套压接环包括第一针筒和第二针筒，第一针筒的右端与第二针筒的左端固定连接，第一针筒的外壁直径小于第二针筒的外壁直径，第一针筒上设有第一针孔，第二针筒上设有第二针孔，第二针孔的内壁上设有环形安装槽，环形安装槽内安装有弹性触片；密封胶套上由左至右依次设有第一线缆孔、第一针筒安装孔、第二针筒安装孔，第二针筒安装孔的右部内壁设有与第三环形凸起相配合的环形凹槽；针套压接环的第一针筒固定安装在第一针筒安装孔中，第一针孔与第一线缆孔连通；针筒压紧环的第二针筒固定安装在安装在第二针筒安装孔中；高压插针输入端位于第二针孔中并与弹性触片接触，绝缘层的左端面座落在第二针筒的右端面上；第三环形凸起安装在环形凹槽中，密封胶套外壁上与环形凹槽相对应的部位形成第六环形凸起；密封锁紧套固定安装在密封胶套的外壁上，密封锁紧套的左端面位于第六环形凸起的左侧，密封锁紧套的右端面座落在中间体的左侧外壁上。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述高压插针密封锁紧装置还包括电子舱外壳体，电子舱外壳体上由左向右依次设有相互连通的密封孔、紧固孔、第二线缆孔，密封孔的内经大于紧固孔的内经，紧固孔的内经大于第二线缆孔的内经，紧固孔的内壁上设有内螺纹段，第四环形凸起、第五环形凸起和第二密封圈位于密封孔内，第五环形凸起座落在密封孔的右端面上，外螺纹段与内螺纹段通过螺纹紧固连接，高压插针输出端位于第二线缆孔内。

上述密封锁紧套的左端外壁上设有第七环形凸起。

上述第一密封圈、第二密封圈为O型密封圈；或/和，第三环形凸起的纵切面呈圆弧面，环形凹槽的纵切面呈圆弧槽。

上述中间体为六角螺帽。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其为高压插针本体提供了两级密封保护，可以很好地防止高压泥浆进入密封胶套内部，保证了高压插针本体在高压泥浆中的绝缘性能；同时实现了密封胶套的无损伤锁紧，密封胶套可以重复使用，降低了作业成本，实现了井下随钻测控仪器和工具的电能、测控信号在高压泥浆环境中的有效传输，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图2为附图1中高压插针本体的主视剖视结构示意图。

附图3为附图1中密封锁紧套的主视剖视结构示意图。

附图4为附图1中密封胶套的主视剖视结构示意图。

附图5为附图1中针套压接环的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为高压插针本体，2为密封胶套，3为针套压接环，4为密封锁紧套，5为绝缘层，6为中间体，7为第一环形凸起，8为第二环形凸起，9为第一密封圈，10为第三环形凸起，11为高压插针输入端，12为第四环形凸起，13为第五环形凸起，14为第二密封圈，15为外螺纹段，16为高压插针输出端，17为第一针筒，18为第二针筒，19为第一针孔，20为第二针孔，21为弹性触片，22为第一线缆孔，23为第一针筒安装孔，24为第二针筒安装孔，25环形凹槽，26为电子舱外壳体，27为第二线缆孔，28为第七环形凸起，29为旋转变压器引出线。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3、4、5所示，该高压插针密封锁紧装置包括高压插针本体1、密封胶套2、针套压接环3和密封锁紧套4，高压插针本体1包括芯针，芯针的外壁上固定安装有绝缘层5，绝缘层5的中部外壁固定安装有中间体6，位于中间体6左侧的绝缘层5外壁上由右向左依次固定安装有第一环形凸起7和第二环形凸起8，第一环形凸起7的左侧外壁、绝缘层5的外壁、第二环形凸起8的右侧外壁围成第一密封槽，第一密封槽内固定安装有第一密封圈9；位于第二环形凸起8左侧的绝缘层5外壁上固定安装有第三环形凸起10；位于第三环形凸起10左侧的芯针露出形成高压插针输入端11；位于中间体6右侧的绝缘层5外壁上由左向右依次固定安装有第四环形凸起12和第五环形凸起13，第四环形凸起12的右侧外壁、绝缘层5的外壁、第五环形凸起13的左侧外壁形成第二密封槽，第二密封槽内固定安装有第二密封圈14；第五环形凸起13的右侧设有外螺纹段15，位于外螺纹段15右侧的芯针露出形成高压插针输出端16；针套压接环3包括第一针筒17和第二针筒18，第一针筒17的右端与第二针筒18的左端固定连接，第一针筒17的外壁直径小于第二针筒18的外壁直径，第一针筒17上设有第一针孔19，第二针筒18上设有第二针孔20，第二针孔20的内壁上设有环形安装槽，环形安装槽内安装有弹性触片21；密封胶套2上由左至右依次设有第一线缆孔22、第一针筒安装孔23、第二针筒安装孔24，第二针筒安装孔24的右部内壁设有与第三环形凸起10相配合的环形凹槽25；针套压接环3的第一针筒17固定安装在第一针筒安装孔23中，第一针孔19与第一线缆孔22连通；针筒压紧环的第二针筒18固定安装在安装在第二针筒安装孔24中；高压插针输入端11位于第二针孔20中并与弹性触片21接触，绝缘层5的左端面座落在第二针筒18的右端面上；第三环形凸起10安装在环形凹槽25中，密封胶套2外壁上与环形凹槽25相对应的部位形成第六环形凸起；密封锁紧套4固定安装在密封胶套2的外壁上，密封锁紧套4的左端面位于第六环形凸起的左侧，密封锁紧套4的右端面座落在中间体6的左侧外壁上。该高压插针密封锁紧装置与现有的高压插针相比，在高压插针本体1上设置了第一密封圈9，在密封胶套2上安装了密封锁紧套4，密封锁紧套4的内壁与第一密封圈9形成了第一道密封配合，可以防止高压泥浆从密封锁紧套4的右端进入密封胶套2内部；高压插针本体1插入密封胶套2内部后，高压插针本体1上的第三环形凸起10将密封胶套2沿径向顶起，形成第六环形凸起，第六环形凸起与密封锁紧套4的左端内壁形成第二道密封配合，可以防止高压泥浆从密封锁紧套4的左端进入密封胶套2内部，形成了两道密封，增强了对密封胶套2内部的密封效果。同时，第三环形凸起10与环形凹槽25配合后，使得环形凹槽25两侧的密封胶套2的厚度大于环形凹槽25处的密封胶套2的厚度，密封锁紧套4安装在密封胶套2的外部，当有轴向外力作用时，密封胶套2的环形凹槽25与高压插针本体1上的第三环形凸起10发生相对位移，密封胶套2厚度较大的部位开始滑过第三环形凸起10，将导致密封胶套2上与环形凹槽25相对应的外壁直径变大，并产生一个阻力阻止密封胶套2脱落，实现了无损伤锁紧功能。该高压插针密封锁紧装置为高压插针本体1提供了两级密封保护，可以很好地防止高压泥浆进入密封胶套2内部，保证了高压插针本体1在高压泥浆中的绝缘性能；同时实现了密封胶套2的无损伤锁紧，密封胶套2可以重复使用，降低了作业成本，实现了井下随钻测控仪器和工具的电能、测控信号在高压泥浆环境中的有效传输。

可根据实际需要，对上述高压插针密封锁紧装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，上述高压插针密封锁紧装置还包括电子舱外壳体26，电子舱外壳体26上由左向右依次设有相互连通的密封孔、紧固孔、第二线缆孔27，密封孔的内经大于紧固孔的内经，紧固孔的内经大于第二线缆孔27的内经，紧固孔的内壁上设有内螺纹段，第四环形凸起12、第五环形凸起13和第二密封圈14位于密封孔内，第五环形凸起13座落在密封孔的右端面上，外螺纹段15与内螺纹段通过螺纹紧固连接，高压插针输出端16位于第二线缆孔27内。这样，中间体6、第二密封圈14可以防止高压泥浆进入电子舱内部，确保电子舱内部的绝缘性，实现井下随钻测控仪器和工具的电能、测控信号在高压泥浆环境中的有效传输；中间体6一方面可以用于旋转高压插针本体1，另一方面可以起到一定的密封作用，外螺纹段15与内螺纹段螺纹连接，可以实现高压插针本体1在电子舱外壳体26上的固定。

如附图1、3所示，上述密封锁紧套4的左端外壁上设有第七环形凸起28。第七环形凸起28便于密封锁紧套4的安装和拆卸，提高作业效率。

如附图1、2所示，上述第一密封圈9、第二密封圈14为O型密封圈。O型密封圈具有良好地密封效果，同时成本低。

如附图1、4所示，上述第三环形凸起10的纵切面呈圆弧面，环形凹槽25的纵切面呈圆弧槽。这样，第三环形凸起10与环形凹槽25之间的密封效果更好；同时，在受到轴向外力时，密封胶套2的环形凹槽25与高压插针本体1上的第三环形凸起10发生相对位移，密封胶套2厚度较大的部位开始滑过第三环形凸起10，将导致密封胶套2上与环形凹槽25相对应的外壁直径变大，并产生一个阻力阻止密封胶套2脱落，实现无损伤锁紧功能。

如附图1、2所示，上述中间体6为六角螺帽。这样，可直接采用扳手旋转中间体6，将高压插针本体1安装在电子舱外壳体26上，便于安装和拆卸，提高作业效率。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：

首先，截取一定长度的绝缘导线，与高压插针输出端16焊接，再用热缩管保护，将连带有绝缘导线的高压插针本体1安装到电子舱外壳体26上，用专用工具拧扣到位，伸出的绝缘导线与电子舱中的测控电路电连接。

接着，截留一定长度的旋转变压器引出线29，从密封胶套2的第一线缆孔22穿进，在进入第一针孔19内的旋转变压器引出线29上剥去约5mm绝缘皮并露出导线，插入针套压接环3的压接孔并压紧，将针套压接环3送回到密封胶套2的预定位置，构成独立的胶套部件。

最后，将胶套部件涂润滑脂，装密封锁紧套4至密封胶套2的左端，然后将此胶套部件从高压插针输入端11处插入到底，再将密封锁紧套4推过第一密封圈9至高压插针本体1的中间体6的左端面，至此具有二次密封、无损伤锁紧的高压插针密封锁紧装置安装完成。

Claims (9)

1.一种高压插针密封锁紧装置，其特征在于包括高压插针本体、密封胶套、针套压接环和密封锁紧套，高压插针本体包括芯针，芯针的外壁上固定安装有绝缘层，绝缘层的中部外壁固定安装有中间体，位于中间体左侧的绝缘层外壁上由右向左依次固定安装有第一环形凸起和第二环形凸起，第一环形凸起的左侧外壁、绝缘层的外壁、第二环形凸起的右侧外壁围成第一密封槽，第一密封槽内固定安装有第一密封圈；位于第二环形凸起左侧的绝缘层外壁上固定安装有第三环形凸起；位于第三环形凸起左侧的芯针露出形成高压插针输入端；位于中间体右侧的绝缘层外壁上由左向右依次固定安装有第四环形凸起和第五环形凸起，第四环形凸起的右侧外壁、绝缘层的外壁、第五环形凸起的左侧外壁形成第二密封槽，第二密封槽内固定安装有第二密封圈；第五环形凸起的右侧设有外螺纹段，位于外螺纹段右侧的芯针露出形成高压插针输出端；针套压接环包括第一针筒和第二针筒，第一针筒的右端与第二针筒的左端固定连接，第一针筒的外壁直径小于第二针筒的外壁直径，第一针筒上设有第一针孔，第二针筒上设有第二针孔，第二针孔的内壁上设有环形安装槽，环形安装槽内安装有弹性触片；密封胶套上由左至右依次设有第一线缆孔、第一针筒安装孔、第二针筒安装孔，第二针筒安装孔的右部内壁设有与第三环形凸起相配合的环形凹槽；针套压接环的第一针筒固定安装在第一针筒安装孔中，第一针孔与第一线缆孔连通；针筒压紧环的第二针筒固定安装在安装在第二针筒安装孔中；高压插针输入端位于第二针孔中并与弹性触片接触，绝缘层的左端面座落在第二针筒的右端面上；第三环形凸起安装在环形凹槽中，密封胶套外壁上与环形凹槽相对应的部位形成第六环形凸起；密封锁紧套固定安装在密封胶套的外壁上，密封锁紧套的左端面位于第六环形凸起的左侧，密封锁紧套的右端面座落在中间体的左侧外壁上。

2.根据权利要求1所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于高压插针密封锁紧装置还包括电子舱外壳体，电子舱外壳体上由左向右依次设有相互连通的密封孔、紧固孔、第二线缆孔，密封孔的内经大于紧固孔的内经，紧固孔的内经大于第二线缆孔的内经，紧固孔的内壁上设有内螺纹段，第四环形凸起、第五环形凸起和第二密封圈位于密封孔内，第五环形凸起座落在密封孔的右端面上，外螺纹段与内螺纹段通过螺纹紧固连接，高压插针输出端位于第二线缆孔内。

3.根据权利要求1或2所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于密封锁紧套的左端外壁上设有第七环形凸起。

4.根据权利要求1或2所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于第一密封圈、第二密封圈为O型密封圈；或/和，第三环形凸起的纵切面呈圆弧面，环形凹槽的纵切面呈圆弧槽。

5.根据权利要求3所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于第一密封圈、第二密封圈为O型密封圈；或/和，第三环形凸起的纵切面呈圆弧面，环形凹槽的纵切面呈圆弧槽。

6.根据权利要求1或2所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于中间体为六角螺帽。

7.根据权利要求3所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于中间体为六角螺帽。

8.根据权利要求4所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于中间体为六角螺帽。

9.根据权利要求5所述的高压插针密封锁紧装置，其特征在于中间体为六角螺帽。