CN105576164A - 一种用于随钻测量仪器的电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于随钻测量仪器的电源装置，其包括能与钻杆固定连接的外筒、套接式设置在外筒内的电池筒和设置在电池筒的内腔中的电池组，其中，电池筒和外筒之间形成有环空，电池组上固定设置引线端子，引线端子的一端导电触点与电连接器电连接，引线端子的另一端导电触点与电池组的正极或负极连接，电池组能在电池筒内移动，当位于第一位置时，一端和另一端的导电触点彼此绝缘，当位于第二位置时，一端和另一端的导电触点电连接。该电源装置拆装容易，安全可靠。

Description

一种用于随钻测量仪器的电源装置

技术领域

本发明涉及油田、矿山开发技术工具领域，具体涉及一种用于随钻测量仪器的电源装置。

背景技术

随钻测量工具是钻井高技术的重要组成部分，应用这些高技术产品可提高大位移井、高难度水平井的工程控制能力、地层评价能力和矿层的钻遇率。由于随钻测量仪器常包括机、电、液机械结构，自身结构复杂，外形大且重。从而对电源的功率需求也很大。则随钻测量仪器的供电电源部件，是保证井下测量工具正常稳定工作的重要部件。

目前，在现有技术中，常采用插针连接方式连接电池组和随钻测量仪器，为随钻测量仪器供电。

但是，该连接方式现场组装繁琐。并且在随钻仪器工作时，由于电池组受震动冲击大，插针连接容易折断，从而导致短路或者烧毁控制电路等现象。并且在现场组装费时费力，经常出现人为操作不当，损坏电路连接插针以及电缆的事故。

发明内容

针对上述全部或部分的问题，本发明旨在提供一种用于随钻测量仪器的电源装置，其能为随钻测量仪器供电，并能在现场进行安装，操作方便。同时，能保证供电安全，从而使随钻测量仪器稳定可靠地工作。

根据本发明的用于随钻测量仪器的电源装置，包括：

能与钻杆固定连接的外筒，

套接式设置在外筒内的电池筒，电池筒和外筒之间形成有环空，

设置在电池筒的内腔中的电池组，电池组上固定设置引线端子，引线端子的一端导电触点与电连接器电连接，引线端子的另一端导电触点与电池组的正极或负极连接，

其中，电池组能在电池筒内移动，当位于第一位置时，一端和另一端的导电触点彼此绝缘，当位于第二位置时，一端和另一端的导电触点电连接。

通过这种设置的电源装置，避免了现有技术中，电池组通过插针与随钻测量仪器连接，从而，避免了插针容易折断，导致短路或者烧毁控制电路的现象发生。同时，通过控制电池组在电池筒中的位置，便能控制电路的连通和关闭。从而，可以在入井前的现场接通电源，以节约电池能量，让随钻测量仪器在井下工作更长时间。

在一个实施例中，电池筒的第一端内壁上设置有使电池筒的内径从第二端到第一端逐渐变小的变径斜面，电池组上设置径向压杆，压杆具有与导电触点相对应选择性连接的分支部，当电池组在电池筒中由第一位置移动到第二位置时，变径斜面作用于压杆驱动其径向移动，使分支部与导电触点接触以电连通一端和另一端的导电触点。通过这种设置，在电池组由第二端向第一端方向移动时，压杆与变径斜面接触，变径斜面推动压杆径向移动，从而使得压杆的分支部与导电触点接触，实现了导电触点之间的电连接。由此，在实际应用过程中，在将电源装置随钻安装后，电池组可在自身重力作用下，由第二位置移动到第一位置，以实现电连通。另外，这种结构简单，降低了电源装置与随钻测量仪器的连接难度。

在一个实施例中，电池组上设置有轴肩，电池组位于轴肩的第一端的第一部分的直径比位于轴肩的第二端的第二部分的直径小，在电池筒的内腔中设置与轴肩配合的台阶面。在电池组由第一位置移动到第二位置时，通过轴肩与台阶面的配合，限制电池组的轴向位移。同时，电池组的第一部分的直径比第二部分的直径小，避免了电池组与变径斜面产生干涉。

在一个实施例中，在第一部分上设置有容纳槽，引线端子和分支部设置在容纳槽中，压杆的顶端径向穿过设置在容纳槽的开口端的压盖而延伸出容纳槽。将引线端子和分支部设置在了容纳槽中，保证了供电可靠性。并且这种结构简单，易于实现。

在一个实施例中，在压杆的顶端固定设置活动触头，在活动触头与压盖之间设置能作用于压杆的弹性件。通过设置弹性件，在电池组由第一位置移动到第二位置时，变径斜面对活动触头作用，克服弹性件的弹力推动压杆径向运动，使得分支部与导电触点接触。在电池组由第二位置移动到第一位置过程中，在弹性件的弹力作用下，推动活动触头径向移动，带动压杆的分支部与导电触点脱离。

在一个实施例中，活动触头构造为能包围弹性件的筒状体，筒状体的外底壁设置为能与变径斜面匹配的斜面。通过这种设置，增加了活动触头与变径斜面的接触面积，增强了导电连接的工作可靠性。

在一个优选的实施例中，弹性件为弹簧，弹簧套接在压杆上，并一端抵接于活动触头另一端抵接在压盖上。这种设置简单，便于实现。

在一个实施例中，在电池组上设置第一定位盲孔，在电池筒上设置第一通孔，当电池组位于第一位置时，第一定位件能穿过第一通孔进入第一定位盲孔以限定电池组的位置。通过设置设置限定了电池组的位置，使得分支部不能与导电触点接触，随钻测量仪器处于断电状态。

在一个实施例中，在电池组上设置第二定位盲孔，在电池筒上设置第二通孔，当电池组位于第二位置时，第二定位件能穿过第二通孔进入第二定位盲孔以限定电池组的位置。通过这种设置限定了电池组的位置，使得分支部与导电触点接触，随钻测量仪器接通电源。

在一个实施例中，第二定位盲孔的底面构造为在由第一端向第二端方向上逐渐向电池组的中心延伸的斜面，第二定位件的底端构造为与第二定位盲孔的斜面匹配的斜面。在第二定位件与第二定位盲孔配合过程中，第二定位件的斜面把电池组压紧在第二位置处，减小了随钻测量仪器工作时对电池组的振动影响。同时，在第二定位件逐渐退出第二定位盲孔时，通过斜面配合，可使电池组由第一位置移动到第二位置，直到第一限位盲孔与第一通孔配合时，第二定位件完全退出第二定位盲孔。

在一个实施例中，在外筒的侧壁上构造与第一通孔位置匹配的第一操作槽、与第二通孔位置匹配的第二操作槽、用于密封式封堵第一操作槽的第一封堵件，以及用于密封式封堵第二操作槽的第二封堵件。通过第一操作槽与第二操作槽，便可在第一通孔和第二通孔处，对电池筒和电池组进行操作，方便现场拆装，并且使得维护更方便。

在一个实施例中，在轴肩或/和台阶面上设置缓冲件。通过这种设置，可以降低电池组和电池筒之间的振动，增加装置工作稳定性。

在一个实施例中，在电池筒和外筒之间设置扶正器。通过这种设置，减轻了电池组和电池筒之间的振动，保证了装置平稳运转。

本申请中，用语“第一端”与电源装置的实际工作位置的“下端”相同，用于“第二端”与电源装置的实际工作位置的“上端”相同。

与现有技术相比，本发明的优点在于，该电源装置可满足随钻测量仪器室内组装，现场上电的需要，避免了现有技术中管的随钻测量仪器现场拆装繁琐，简化了安装。该电源装置避免使用插针的连接方式，提高了随钻测量仪器工作稳定性。该电源装置同时降低了随钻测量仪器的连接难度，节省了工作时间，提高了经济效益。另外，该电源装置结构简单，安全可靠，维护方便。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的用于随钻测量仪器的电源装置的结构图。

图2是来自图1的A-A剖面图。

图3是引线端子的结构图。

在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1示意性地显示了根据本发明的用于随钻测量仪器的电源装置100的结构图。如图1所示，电源装置100包括能与钻杆固定连接的外筒1，套接式设置在外筒1内的电池筒2、设置在电池筒2的内腔中的电池组3。其中，电池筒2和外筒1之间形成有环空4。在电池组3上固定设置引线端子5，引线端子5的一端导电触点51(图3中所示)与电连接器6电连接，引线端子5的另一端导电触点51与电池组3的正极或负极连接。电池组3能在电池筒2内移动，当位于第一位置时，一端和另一端的导电触点51彼此绝缘，当位于第二位置时，一端和另一端的导电触点51电连接。

由此，在室内组装电源装置100，使电池组3在电池筒2内位于第一位置时，电池组3处于不给随钻测量仪器供电的状态。电源装置100在现场应用前，将电池组3移动到电池筒2的第二位置处，使两导电触点51电连接，从而接通了电池组3和电连接器6，此时电池组3能为随钻测量仪器供电。

如图1所示，电池筒2的第一端内壁上设置变径斜面21，变径斜面21构造为使电池筒2的内径从第二端到第一端方向逐渐变小。同时，电池组3上设置有轴肩31，轴肩31将电池组分为第一部分32和第二部分33，其中，第一部分32位于轴肩31的第一端，而第二部分33位于轴肩31的第二端，并且，第一部分32的直径比第二部分33的直径小。在电池组3与电池筒2配合过程中，第一部分32可轴向向第一端方向延伸到变径斜面21处。

在第一部分32上设置容纳槽34，引线端子5位于此容纳槽34中。并在电池组3上设置径向的压杆35。压杆35的一端延伸到容纳槽34中，并具有与导电触点51相对应的能导电的分支部36。容纳槽34的开口端设置盖合容纳槽34的压盖37。其中压杆35径向穿过压盖37伸出容纳槽34外。在压杆35的另一端固定设置活动触头38。在活动触头38与压盖37之间设置能作用于压杆35的弹性件39。优选地，弹性件39为套接在压杆35上的弹簧，并且弹簧39的一端抵接在活动触头38上，另一端抵接在压盖37上。

在一个实施例中，活动触头38构造为能包围弹簧39的筒状体，并且筒状体38的外底壁设置为能与变径斜面21匹配的斜面40。为保证压杆35的径向行程，可在压盖37上设置限位槽44。当电池组3在电池筒2的第一位置时，筒状体38的筒沿端与压盖37的外端面齐平。当电池组3在电池筒2的第二位置时，筒状体38的筒沿端可延伸到限位槽44内。

现场组装时，电源装置100处于竖直状态。在重力作用下，电池组3由电池筒2的第二端向第一端移动时，活动触头38与变径斜面21接触，并在变径斜面21的作用下，克服弹簧39的弹性力，推动压杆35径向移动，使分支部36与导电触点51接触，从而连通了两个导电触点51。此时，通过电连接器6便能为随钻测量仪器供电。在电源装置100使用完成后，将电源装置100倒置，在重力作用下，电池组3在电池筒2中由第一端向第二端移动。此时，活动触头38与变径斜面21分离，在弹簧39的弹性力作用下，活动触头38向与上电方向相反的径向移动，使分支部36与导电触点51分离，从而断开了两个导电触点51的电连接。

在电池筒2的内腔中设置台阶面22。台阶面22与轴肩31配合能限制在电池组3的轴向位移。即在电池组3由第二端向第一端移动时，当轴肩31与台阶面22接触时，电池组3到达第二位置处。此时，两个导电触点51连通。并且，在轴肩31或/和台阶面22上设置缓冲件9。优选地，缓冲件9为胶垫。通过设置胶垫9，降低了电池组3和电池筒2之间的振动，增加电源装置100的工作稳定性。

在一个实施例中，在电池组3上设置第一定位盲孔41，在电池筒2上设置第一通孔23。当电池组3位于第一位置时，第一定位件7能穿过第一通孔23进入第一定位盲孔41以限定电池组3的位置。优选地，第一定位件7为定位销钉。

在一个实施例中，在电池组3上设置第二定位盲孔42，在电池筒2上设置第二通孔24。当电池组3位于第二位置时，第二定位件8能穿过第二通孔24进入第二定位盲孔42以限定电池组3的位置。优选地，第二定位件8为密封压紧销钉。

并且，第二定位盲孔42的底面构造为斜面，此斜面构造为在由第一端向第二端方向上逐渐向电池组3的中心延伸。密封压紧销钉8的底端构造为与第二定位盲孔42的斜面匹配的斜面。从而，在密封压紧销钉8与第二定位盲孔42配合过程中，密封压紧销钉8的斜面把电池组3压紧在第二位置处，减小了随钻测量仪器工作时对电池组3的振动影响。同时，在将电源装置100倒置后，旋松密封压紧销钉8逐渐退出第二定位盲孔42，通过斜面间的配合，在重力作用下，电池组3由第一端缓慢向第二端下滑，直到第一限位盲孔41与第一通孔23配合时，密封压紧销钉8完全退出第二定位盲孔42。此时，可以在第一限位盲孔41和第一通孔23处安装定位销钉7，固定电池组3的轴向位置。

在外筒1的侧壁上构造与第一通孔23位置匹配的第一操作槽11、与第二通孔24位置匹配的第二操作槽12、用于密封式封堵第一操作槽11的第一封堵件13，以及密封式封堵第二操作槽12的第二封堵件14。则通过第一操作槽11和第二操作槽12便可对定位销钉7和密封压紧销钉8进行操作。

如图2所示，在电池筒2上具有轴向设置的定位槽25。定位槽25与设置在电池组3上的凸起43配合，以限定了电池组3在电池筒2中的位置，并防止电池组3在电池筒2中绕轴向旋转。从而保证了电源装置100的平稳运转。

如图1所示，在电池筒2和外筒1之间设置扶正器10。扶正器10保证了电池筒2在外筒1内的位置，减轻了电池组3和电池筒2之间的振动，保证了电源装置100平稳运转。需要说明地是，扶正器10上设置有导流槽(图中未示出)，并不妨碍液体在外筒1和电池筒2之间的环空4内流动。

下面根据图1到3详细描述电源装置100的使用。

电池组3穿入电池筒2中，期间使得凸起43与定位槽25配合。当电池组3到达第一位置时，第一定位盲孔41与第一通孔23正好对齐，安装定位销钉7，则电池组3被轴向固定。由于活动触头38未接触变径斜面21，活动触头38也未径向移动，弹簧39处于释放状态，压杆35的分支部36与导电触点51未接触，电源装置100处于未对随钻测量仪器供电状态。

扶正器10套接在电池筒2的外壁上。接着，将外筒1套接在电池筒2的外壁上。在第一操作槽11与第一通孔23对齐，并且第二操作槽12也与第二通孔24对齐的时候，在外筒1上设置第一封堵件13和第二封堵件14用于密封第一操作槽11和第二操作槽12。最后，外筒1连接钻杆。由此，电源装置100准备装配完成。需要说明地是，外筒1也可以与钻杆为一体式结构。

将组装好的电源装置100运送至现场，入井前，拆掉第一封堵件13和第二封堵件14。将电源装置100竖直吊至井口。卸下电池筒2上的定位销钉7。在重力作用下，电池组3下移，台阶面22与轴肩31配合限制电池组3的轴向位移，则电池组3到达第二位置处。活动触头38在变径斜面21的驱动下，径向移动，弹簧39处于压缩状态，压杆35上的分支部36与导电触点51接触。电池组3可以为随钻测量仪器供电。此时，第二定位盲孔42与第二通孔24对齐，则装入密封压紧销钉8。同时，还需要利用堵头密封第一通孔23，以对电池筒2内外进行密封以保证电池筒2的内部与钻井液密封隔离。最后安装第一密封件13和第二密封件14，以保证隔离井眼和电池筒2。

电源装置100供电完成后。将电源装置100取出井眼，并将其倒置擦净。先将第一封堵件13和第二封堵件14拆掉。再次，慢慢旋开密封压紧销钉8，通过密封压紧销钉8的斜面和第二定位盲孔42的斜面之间的配合，在重力作用下，电池组3会慢慢下移，直到第一限位盲孔41与第一通孔23对齐时，停止旋拧密封压紧销钉8。再安装定位销钉7。此时电池组3被固定，活动触头38在弹簧39作用下复位，分支部36与导电触点51分离。

为保证为电池组3定位的精度和稳定性，可在电池组3的周向上分别设置两个周向上均匀分布的第一定位盲孔41和第二定位盲孔42，并且第一定位盲孔41和第二定位盲孔42在轴向上间隔一定距离。相对应地，在电池筒2上设置两个周向均匀分布的第一通孔23和两个均匀分布的第二通孔24。以及，在外筒1的周向上设置两个第一操作槽11和两个第二操作槽12。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种用于随钻测量仪器的电源装置，包括：

能与钻杆固定连接的外筒，

套接式设置在所述外筒内的电池筒，所述电池筒和所述外筒之间形成有环空，

设置在所述电池筒的内腔中的电池组，所述电池组上固定设置引线端子，所述引线端子的一端导电触点与电连接器电连接，所述引线端子的另一端导电触点与所述电池组的正极或负极连接，

其中，所述电池组能在所述电池筒内移动，当位于第一位置时，一端和另一端的所述导电触点彼此绝缘，当位于第二位置时，一端和另一端的所述导电触点电连接。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述电池筒的第一端内壁上设置有使所述电池筒的内径从第二端到第一端逐渐变小的变径斜面，所述电池组上设置径向压杆，所述压杆具有与所述导电触点相对应选择性连接的分支部，当所述电池组在所述电池筒中由第一位置移动到第二位置时，所述变径斜面作用于所述压杆驱动其径向移动，使所述分支部与所述导电触点接触以电连通一端和另一端的所述导电触点。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述电池组上设置有轴肩，所述电池组位于所述轴肩的第一端的第一部分的直径比位于所述轴肩的第二端的第二部分的直径小，在所述电池筒的内腔中设置与所述轴肩配合的台阶面。

4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，在所述第一部分上设置有容纳槽，所述引线端子和所述分支部设置在所述容纳槽中，所述压杆的顶端径向穿过设置在所述容纳槽的开口端的压盖而延伸出所述容纳槽。

5.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，在所述压杆的顶端固定设置活动触头，在所述活动触头与所述压盖之间设置能作用于所述压杆的弹性件。

6.根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，所述活动触头构造为能包围所述弹性件的筒状体，所述筒状体的外底壁设置为能与所述变径斜面匹配的斜面。

7.根据权利要求5或6所述的电源装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套接在所述压杆上，并一端抵接于所述活动触头另一端抵接在所述压盖上。

8.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，在所述电池组上设置第一定位盲孔，在所述电池筒上设置第一通孔，当所述电池组位于第一位置时，所述第一定位件能穿过所述第一通孔进入第一定位盲孔以限定所述电池组的位置。

9.根据权利要求8所述的电源装置，其特征在于，在所述电池组上设置第二定位盲孔，在所述电池筒上设置第二通孔，当所述电池组位于第二位置时，所述第二定位件能穿过所述第二通孔进入第二定位盲孔以限定所述电池组的位置。

10.根据权利要求9所述的电源装置，其特征在于，所述第二定位盲孔的底面构造为在由第一端向第二端方向上逐渐向所述电池组的中心延伸的斜面，所述第二定位件的底端构造为与所述第二定位盲孔的斜面匹配的斜面。

11.根据权利要求9所述的电源装置，其特征在于，在所述外筒的侧壁上构造与所述第一通孔位置匹配的第一操作槽、与所述第二通孔位置匹配的第二操作槽、用于密封式封堵所述第一操作槽的第一封堵件，以及用于密封式封堵所述第二操作槽的第二封堵件。

12.根据权利要求3到11任一项所述的电源装置，其特征在于，在所述轴肩或/和所述台阶面上设置缓冲件。

13.根据权利要求1到12任一项所述的电源装置，其特征在于，在所述电池筒和所述外筒之间设置扶正器。