CN106329159A - 用于井口的连接器 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于井口的连接器，该连接器包括至少一个接触件，所述至少一个接触件具有导体接纳端部和相反的配合端部。导体接纳端部包括端接通道。插入件支承所述至少一个接触件。插入件包括用于接纳线缆的至少一个导体的安装端部和构造成与配合连接器配合的相反的接合端部。插入件具有用于保持所述至少一个接触件的至少一个内室。

Description

用于井口的连接器
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年7月1日提交的、序列号为62/187,560的、题为“用于井口的连接器”的美国临时申请的优先权和权益。
技术领域
本发明涉及构造成结合至油井的井口中的连接器。更具体地，本发明的用于井口的连接器可以直接端接至井口的矿物绝缘线缆并且是能够现场安装的并降低了引入与在井口附件焊接有关的危害的风险。本发明的连接器一旦被安装在井口上则准备好接纳其配合连接器，该配合连接器端接至柔性线缆，该柔性线缆的相反一端通向设备、比如通向温度检测电子设备。
背景技术
已经建立的产油井是通过穿过井口进入井中而进行温度监测的。油井的井口具有允许不锈钢管组件引入井管中的配件。此管组件向下行进至井底。该组件由保护性不锈钢管(其直径通常为3/8”(英寸))构成，该保护性不锈钢管覆盖呈表现为另一不锈钢管(其直径通常为1/8”)的构型的热电偶线缆，该热电偶线缆伸延穿过保护性3/8”管的中心。热电偶线缆构型被称为矿物绝缘线缆。矿物绝缘(MI)线缆被构造为呈下述形式：两个或更多个导体定位在不锈钢管内；以及通过使用压缩的氧化镁作为绝缘件来使导体定位在外部不锈钢管内并且使导体与导体彼此绝缘并使导体与外部不锈钢管之间绝缘。此结构允许MI线缆在非常高的温度下操作。
目前，行业内不具有将恶劣环境用连接器直接端接至MI线缆的装置或方式。相反，MI线缆端接装置通常焊接至位于井口附近的柔性延伸线缆，这带来了安全隐患。
因此，存在对下述连接器的需要，该连接器可以直接端接至MI线缆，且是能够现场安装的并且降低了与在井口附近焊接时相关的危害风险。
发明内容
因此，本发明可以提供一种用于井口的连接器，该连接器包括至少一个接触件，该接触件具有导体接纳端部和相反的配合端部。导体接纳端部包括端接通道。插入件支承所述至少一个接触件。插入件包括用于接纳线缆的至少一个导体的安装端部以及构造成与配合连接器相配合的相反的接合端部。插入件具有用于保持所述至少一个接触件的至少一个内室。
本发明还提供了一种用于井口的连接器，该连接器包括：多个接触件，所述多个接触件各自具有导体接纳端部和相反的配合端部，所述导体接纳端部中的每个导体接纳端部包括端接通道；插入件，该插入件用于支承所述多个接触件，该插入件包括用于接纳线缆的导体的安装端部和构造成与配合连接器相配合的相反的接合端部，该插入件具有多个内室，所述多个内室各自用于保持所述多个接触件中的一个接触件；以及导体对准部件，该导体对准部件在插入件的安装端部处接纳在插入件中，该导体对准部件具有多个基本封闭的通道，所述通道中的每个通道与插入件的内室中的一个内室对准，对准部件是带台阶的，使得所述多个通道具有不同的纵向长度。
本发明还提供了一种将线缆端接至用于井口的连接器的方法，该方法包括下述步骤：通过使线缆的导体与位于连接器的插入件的安装端部处的开口对准来将导体安装在插入件中；将导体导引至插入件的各个内室中；将每个导体插入被保持在内室中的相应接触件的导体接纳端部的端接通道中；将每个导体分别插入穿过各自接触件的侧壁中的狭槽，并穿过插入件中的与各自狭槽对应并且连通的外部狭槽开口；以及将每个导体牵拉并端接至接触件的各自相应狭槽中以使每个导体与每个接触件以电气方式和机械方式接合。
附图说明
当本发明通过参照结合附图考虑的以下详细描述而被更好地理解时，将容易地获得对本发明及其所附带的优点中的许多优点的更全面的领会：
图1是根据本发明的示例性实施方式的电连接器的立体图；
图2是图1中所示的连接器的分解图；
图3A至图3D是图1中所示的连接器的插入子组件的立体图、端视图和截面图；
图4A至图4G示出了经由图3A至图3D中所示的插入子组件将线缆端接至连接器的步骤；
图5是在导体安装和端接至插入子组件之后该插入子组件的截面图；
图6是本发明的连接器的接触件的局部放大立体图，其示出了与接触件配合的导体；
图7是与图6类似的局部放大立体图，其示出了支承接触件的插入子组件的插入件；
图8是与图7类似的局部放大立体图，其示出了设置在插入件上的绝缘件；
图9是图8中所示的连接器的立体图；
图10是与图9类似的附加有螺纹连接器壳体的连接器的立体图；
图11是与图10类似的附加有组装套筒的连接器的立体图；
图12是根据本发明的另一示例性实施方式的连接器的插入件的立体图；
图13是图12中所示的插入件的分解立体图；
图14是图12中所示的插入件的截面图；以及
图15是图12中所示的插入件的对准部件的立体图。
具体实施方式
参照图1、图2、图3A至图3D、图4A至图4G以及图5至图11，本发明是构造成与油井的井口连接、特别地与MI线缆配件连接的电连接器100。本发明的连接器优选地附接并且密封至MI线缆C，MI线缆C可以包括嵌套式管组，所述嵌套式管组的外层是保护性的，并且内层用于在线缆的长度方向上传输电信号。本发明通过将连接器构造成直接端接至MI线缆解决了井口的MI线缆的端接问题。本发明的连接器还设计成可现场安装。由于不再需要将MI线缆焊接至井口，因此该连接器减小了引入在井口附近焊接所涉及的危害的风险。一旦安装至井口上，本发明的连接器就准备好与其配合连接器(比如插头)配合，其中，这样的配合连接器可以端接至柔性线缆，该柔性线缆的相反端通向诸如温度监测电子设备的设备。
通常，本发明的连接器100包括支承MI线缆C的管的连接器基部102、插入子组件104、绝缘件106以及连接器壳体108，如图2中可见的。还可以提供对基部102、插入子组件104、绝缘件106以及壳体108进行夹持的组装套筒110。连接器的组件还可以包括配装至MI线缆C的外部3/8”(3/8英寸)保护性管的密封部件、从MI线缆的3/8”管过渡至1/8”管的过渡本体112以及配装至MI线缆的1/8”管的密封部件。
如图3A至图3D中所见，插入子组件104包括支承多个接触件130的插入件120。插入件120包括用于接纳MI线缆的导体的安装端部122和构造成与配合连接器配合的相反的接合端部124。插入件120提供导体在插入件内的对准和导引并且将接触件130保持就位以维持与它们自身和相邻金属件的电绝缘。插入件120具有用于保持各个接触件130的多个内室126。斜面128设置在每个内室126的入口处以将导体导引至内室126中。
接触件130可以是实心加工的、冲压的和形成的结构或它们的组合。接触件130可以是凸式或凹式的。接触件130优选地结合有位于配合端部的柄、后部上的任意位置上的分支的或成叉状的导体接纳端部132。
图4A至图4G示出了MI线缆C的导体200安装在插入子组件104中从而将连接器100直接端接至MI线缆C的步骤。MI线缆C的导体200对准内绝缘件的插入件120的安装端部122中的开口123并被导引通过开口123，如图4A和图4B中可见的。当导体200进入时，斜面128使每个导体200分开并且导引每个导体200至相应的内室126中，如图4C中可见的。导体200的端部进入每个相应接触件130的导体接纳端部132的端接通道133，端接通道133将导体端部导引翘起并且使导体端部穿过各自接触件130的侧壁中的狭槽134并离开狭槽134，并且穿过插入件120中的与出口狭槽134和内室126连通的对应外部狭槽开口140，如图4D和图4E中可见的。出口狭槽134优选地呈键槽的形式，如图3A中最佳可见的。外部狭槽开口140优选地与键槽式狭槽134对准，从而使键槽式狭槽134暴露于插入件120外，如图3A中可见的。键槽式狭槽134可以包括形状呈大致圆形并且尺寸设定成接纳导体200的端部的入口端部136。从入口端部136延伸有尺寸设定成挤压导体200的端部的键槽式狭槽134的长形端接部段138。
如图4F中可见的，每个导体200的端部分别延伸穿过狭槽134的各自入口端部136，并且穿过对应的外部狭槽开口140，使得导体200的端部延伸到插入件120外面。然后可以抓住每个导体200的端部并且牵拉至其相应接触狭槽134的各自端接部段138中以挤压导体端部，如图4G、图5和图6中可见的，从而夹持导体并且提供将电信号从导体200传递至接触件130所需的电接触力。
绝缘件106(图8)配装在插入子组件104上并且夹持导体端部并且优选地使导体端部陷于插入件120与绝缘件106之间，从而避免导体端部与金属外部壳体硬件相接触的机会。连接器壳体108是单独的部件并且可以通过保持套环进行固定。壳体108优选地具有配合螺纹，配合螺纹允许兼容的线缆安装部件如插头的机械附接。
图12至图15示出了本发明的第二示例性实施方式，第二示例性实施方式提供了插入子组件的替代设计。第二实施方式的插入子组件104’包括插入件120’，该插入件120’具有用于接纳导体200的安装端部122’和构造成与配合连接器配合的相反的接合端部124’。在第二实施方式中，导体200以与上面在第一实施方式中讨论的方式相同的方式电气地和机械地连接至接触件130。
与第一实施方式的插入件120不同，第二实施方式的插入件120’包括导体对准部件300(替代斜面128)，该导体对准部件300有利于导体穿过插入子组件104’的保持各个接触件130的内室126’至插入子组件104’中的对准和导引。插入件120’包括位于其安装端部122’处用于接纳对准部件300的腔302。在腔302中可以设置用于与对准部件300键配合的桩柱304。在插入件120’的位于安装端部122’处的本体中可以设置有接纳对准部件300的相应部分的间隔开的切口306。切口306布置成围绕腔302。
对准部件300包括具有多个通道320a、320b、320c和320d的台阶状主体310，所述多个通道320a、320b、320c和320d各自用于接纳导体200并且各自与各个内室126’对准，如图14中最佳可见的。每个通道320a、320b、320c和320d分别通过主体310上的外部台阶322a、320b、320c和320d限定。如图15中最佳可见的，台阶322a、322b、322c和322d具有不同的纵向长度使得基本封闭的通道320a、320b、320c和320d具有不同的纵向长度从而便于导体200的安装。每个台阶322a、320b、320c和320d接纳在插入件120’的相应切口306中。
对准部件300的主体310可以包括孔330，该孔330大致居中设置以接纳插入件120’的桩柱304，从而便于对准部件300插入和保持在插入件的腔302中。
在优选实施方式中，为将导体安装至插入件120’中，优选地一次插入一个导体，这通过插入件104’的设计而便于进行。更具体地，可以先将一个导体200插入最长的通道320a，从而将导体导引至与通道320a对准的内室126’。然后可以旋转插入件120’使得下个导体200可以插入次长的通道320b，从而将导体导引至与通道320b对准的内室126’。这可以再重复两次使得导体插入通道320c并且然后最终插入最短通道320d中。切口306允许从插入件120’外观察到台阶322a、322b、322c和322d。这种观察允许安装者看到台阶的暴露部分使得安装者可以识别最长至最短的通道。因而为开始安装导体，安装者可以看到台阶322a是最长的并且将第一导体插入对应的最长的通道320a然后重复进行直到最后的导体插入最短通道320d为止。一旦所有导体200在对准部件300的帮助下插入穿过内室126’，导体300就可以以与上面关于第一实施方式描述的方式相同的方式连接至接触件130。
压缩密封部件可以是实心的或对分式密封件，并且该压缩密封部件能够在连接需要维护(service)的情况下进行移除和更换。该构型与金属管上使用的现有密封压盖存在的构型类似。
所有部件可以彼此键配合以提供组件相对于自身以及配合连接器的定位对准和固定。
尽管选择特定实施方式来说明本发明，但本领域技术人员应当理解的是可以在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下在本发明中进行各种改变和修改。例如，尽管说明了四个内室126、126’，然而可以使用包括一个的任何数量的内室。类似地，尽管说明了四个通道320a、320b、320c和320d，然而可以设置任何数量的通道，只要这些通道中的一些通道具有不同的纵向长度即可。

Claims (30)

1.一种用于井口的连接器，所述连接器包括：
至少一个接触件，所述至少一个接触件具有导体接纳端部和相反的配合端部，所述导体接纳端部包括端接通道；以及
插入件，所述插入件用于支承所述至少一个接触件，所述插入件包括用于接纳线缆的至少一个导体的安装端部以及构造成与配合连接器相配合的相反的接合端部，所述插入件具有用于保持所述至少一个接触件的至少一个内室。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中，
所述插入件包括至少一个外部狭槽开口，所述至少一个外部狭槽开口与所述至少一个内室及所述至少一个接触件的所述端接通道连通。
3.根据权利要求2所述的连接器，其中，
所述端接通道包括用于夹持所述线缆的所述至少一个导体的端部的键槽式狭槽。
4.根据权利要求3所述的连接器，其中，
所述外部狭槽开口与所述键槽式狭槽对准，由此将所述键槽式狭槽暴露于所述插入件外。
5.根据权利要求3所述的连接器，其中，
所述键槽式狭槽包括入口端部和长形端接部段，所述入口端部大致呈圆形并且所述入口端部的尺寸设定成接纳所述线缆的所述至少一个导体，所述长形端接部段的尺寸设定成用于挤压所述至少一个导体。
6.根据权利要求2所述的连接器，其中，
所述至少一个内室包括至少一个斜面，所述至少一个斜面通向所述至少一个内室内以便于所述线缆的所述至少一个导体插入所述端接通道中。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中，
所述至少一个接触件的所述配合端部构造成接合所述配合连接器的配合接触件。
8.根据权利要求6所述的连接器，其中，
所述配合端部是插销或插座中的一者。
9.根据权利要求1所述的连接器，还包括：
围绕并接纳所述插入件的绝缘件，所述至少一个导体的所述端部夹置在所述插入件与所述绝缘件之间。
10.根据权利要求9所述的连接器，还包括：
围绕并接纳所述绝缘件和所述插入件的连接器壳体。
11.根据权利要求1所述的连接器，还包括：
导体对准部件，所述导体对准部件接纳在所述插入件的位于所述安装端部处的腔内，所述导体对准部件具有与所述至少一个内室对准的至少一个通道。
12.根据权利要求11所述的连接器，其中，
所述插入件包括至少一个切口，所述至少一个切口接纳所述至少一个通道的台阶使得所述台阶能够从所述插入件外侧被观察到。
13.一种用于井口的连接器，所述连接器包括：
多个接触件，所述多个接触件各自均具有导体接纳端部和相反的配合端部，所述导体接纳端部中的每个导体接纳端部均包括端接通道；
插入件，所述插入件用于支承所述多个接触件，所述插入件包括用于接纳线缆的导体的安装端部和构造成与配合连接器相配合的相反的接合端部，所述插入件具有多个内室，所述多个内室各自均用于保持所述多个接触件中的一个接触件；以及
导体对准部件，所述导体对准部件在所述插入件的所述安装端部处接纳在所述插入件中，所述导体对准部件具有多个基本封闭的通道，所述通道中的每个通道均与所述插入件的所述内室中的一个内室对准，所述对准部件是带台阶的，使得多个所述通道具有不同的纵向长度。
14.根据权利要求13所述的连接器，其中，
所述插入件包括接纳所述导体对准部件的腔，所述腔具有与所述导体对准部件中的孔键配合的桩柱。
15.根据权利要求13所述的连接器，其中，
所述插入件的本体包括多个间隔开的切口，所述切口中的每个切口均接纳所述导体对准部件的多个所述通道中的各自的通道的台阶。
16.根据权利要求15所述的连接器，其中，
多个所述通道中的每个通道的所述台阶具有不同的纵向长度。
17.根据权利要求13所述的连接器，其中，
所述端接通道中的每个端接通道均包括键槽式狭槽，所述键槽式狭槽用于夹持所述线缆的所述导体中的一个导体的端部。
18.根据权利要求17所述的连接器，其中，
所述外部狭槽开口中的每个外部狭槽开口均与所述键槽式狭槽中的一个键槽式狭槽对准，由此将所述键槽式狭槽暴露于所述插入件外。
19.根据权利要求18所述的连接器，其中，
所述键槽式狭槽中的每个键槽式狭槽均包括入口端部和长形端接部段，所述入口端部大致呈圆形并且所述入口端部的尺寸设定成接纳所述线缆的所述导体中的一个导体，所述长形端接部段的尺寸设定成用于挤压所述导体中的所述一个导体。
20.一种将线缆端接至用于井口的连接器的方法，所述方法包括下述步骤：
通过使所述线缆的导体与位于所述连接器的插入件的安装端部处的内室对准来将所述导体安装在所述插入件中；
将所述导体导引至所述插入件的各个所述内室中；
将每个导体插入到被保持在所述内室中的相应接触件的导体接纳端部的端接通道中；
使每个导体分别插入穿过各自的接触件的侧壁中的狭槽，并穿过所述插入件中的与各自的狭槽对应并连通的外部狭槽开口；以及
将每个导体牵拉并端接至所述接触件的各自相应的狭槽中以使每个导体与各自的接触件电接合并机械接合。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，
端接每个导体的步骤包括将所述导体的每个端部分别挤压至所述狭槽中的各自的狭槽中。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，
每个狭槽是下述键槽，所述键槽包括入口端部和长形端接部段，所述入口端部大致呈圆形并且所述入口端部的尺寸设定成分别接纳各自的导体，所述长形端接部段的尺寸设定成用于分别挤压各自的导体，所述方法还包括下述步骤：
使每个导体分别插入穿过各自的狭槽的所述入口端部并且将每个导体分别牵拉至各自的狭槽的所述长形端接部段中以挤压各自的导体的各自的端部。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，
所述插入件的所述内室中的每个内室均包括位于所述内室的入口处的斜面；并且
所述斜面将所述导体导引至各个所述内室中。
24.根据权利要求20所述的方法，其中，
所述插入件的每个外部狭槽开口分别与各自的狭槽对准，使得每个导体分别插入穿过各自的狭槽并且穿过所述插入件中的对应的所述外部狭槽开口。
25.根据权利要求20所述的方法，其中，
将所述导体导引至所述插入件的各个所述内室中的步骤包括首先将每个导体插入至接纳在所述插入件中的对准部件的各自的通道中，每个通道具有不同的纵向长度。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，
在首先将每个导体插入至所述对准部件的各自的通道中的步骤之前，观察所述各自的通道的接纳在所述插入件的切口中的台阶。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括下述步骤：
在将下一个所述导体插入到所述对准部件中之前使所述插入件旋转。
28.根据权利要求20所述的方法，其中，
所述接触件的配合端部构造成接合配合连接器的对应的配合接触件。
29.根据权利要求20所述的方法，其中，
所述接触件中的每个接触件均具有构造成接合所述配合连接器的配合接触件的配合端部。
30.根据权利要求20所述的方法，还包括下述步骤：
将所述导体的端部夹置在所述插入件与围绕所述插入件的绝缘件之间。
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