CN109888563A - 一种随钻仪器用多芯直插电连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多芯直插电连接结构，尤其是涉及一种随钻仪器用多芯直插电连接结构，所述多芯直插电连接结构包括设置在随钻仪器A端部的具有导向作用的插座外壳和设置在随钻仪器B端部的具有导向作用的插头外壳；所述插座外壳内部设有具有缓冲作用的插座内芯；所述插头外壳内部设有具有缓冲作用的插头内芯。本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明可解决井下随钻仪器之间多芯电连接，电连接针芯数可以扩展到25针以上，并且能够实现强电和弱点混装，电连接结构简单、轴向尺寸短、抗振性能好、连接可靠。能够实现盲插，连接方便。

Description

一种随钻仪器用多芯直插电连接结构
技术领域
本发明涉及用于多芯直插电连接结构，尤其是涉及一种随钻仪器用多芯直插电连接结构。
背景技术
目前，随钻仪器种类越来越多，各仪器之间通信供电需求也越来越多，因此仪器之间可靠的电连接成为一个急需解决的问题，特别是多芯、强弱电混装连接更成为一个难点，具有轴向尺寸长、抗振性能差、不能够实现盲插，连接不方便等问题存在。
发明内容
本公开实施例公开了一种随钻仪器用多芯直插电连接结构，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。
为了达到上述目的，本公开实施例公开了一种随钻仪器用多芯直插电连接结构，所述多芯直插电连接结构包括设置在第一随钻仪器的连接端部的具有导向作用的插座外壳和设置在第二随钻仪器的连接端的具有导向作用的插头外壳；所述插座外壳内部设有具有缓冲作用的插座内芯；所述插头外壳设有具有缓冲作用的插头内芯。
根据本公开实施例，所述多芯直插电连接结构还包括用于对多芯直插电连接结构起到保护作用的抗压壳，所述抗压壳套接在整个直插电连接结构外侧，所述抗压壳的两端分别与第一随钻仪器的端部和第二随钻仪器的端部通过设置密封橡胶圈实现密封。
根据本公开实施例，所述多芯直插电连接结构的具体为：所述插座内芯通过第一柔性连接组件安装在所述插座外壳内部，所述插头内芯通过第二柔性连接组件安装在所述插头外壳的内部，
且所述插座内芯和所述插座外壳之间，以及所述插头内芯和所述插头外壳之间均定位键和定位键槽实现相互定位；
插座导引槽设置在所述插座外壳一端的侧壁上，与所述插座导引槽相配合的插头导引设置在与所述插座外壳相对的所述插头外壳的一端的侧壁上。
根据本公开实施例，所述插头导引的端部设有用于插头插座盲插过程中周向导正的周向导引斜面和用于插头插座盲插过程中径向导正的径向导引斜面，所述周向导引斜面与水平方向夹角为0-15°，周向导引斜面的水平方向长度15-20mm，所述径向导引斜面与水平方向夹角0-10°，径向导引斜面水平方向长度不少于15mm。
根据本公开实施例，所述插座导引槽的底部设有用于插头插座盲插过程中径向导正的插座导引斜面，插座导引斜面与水平方向夹角15-25°，插座导引斜面水平方向长度5-10mm。
根据本公开实施例，所述第一柔性连接组件包括第一顶环、第一波形弹簧和第一锁紧螺母；
所述第一锁紧螺母设置在所述插座外壳尾端的内部，所述第一波形弹簧的一端与所述第一锁紧螺母固接，所述第一顶环一端与所述第一波形弹簧的另一端固接，所述插座内芯的尾端与所述第一顶环的另一端固接；
所述第二柔性连接组件包括第二顶环、第二波形弹簧和第二锁紧螺母；
所述第二锁紧螺母设置在所述插头外壳尾端的内部，所述第二波形弹簧的一端与所述第二锁紧螺母固接，所述第二顶环一端与所述第二波形弹簧的另一端固接，所述插头内芯的尾端与所述第二顶环的另一端固接。
根据本公开实施例，所述第一波形弹簧和第二波形弹簧的压缩量为3-5mm，产生100-180N的预紧压力。
根据本公开实施例，所述插座外壳和插头外壳为采用结构钢材料制成，结构钢材料导正时能够提供足够的导正力。
根据本公开实施例，所述抗压壳采用结构钢材料制成。
本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明可解决井下随钻仪器之间多芯电连接，电连接针芯数可以扩展到25针以上，并且能够实现强电和弱点混装，电连接结构简单、轴向尺寸短、抗振性能好、连接可靠。能够实现盲插，连接方便。
附图说明
图1为本发明一种随钻仪器用多芯直插电连接结构的外部结构示意图。
图2为本发明一种随钻仪器用多芯直插电连接结构的内部剖视示意图。
图3为本发明一种随钻仪器用多芯直插电连接结构的插座部分结构示意图。
图4为本发明一种随钻仪器用多芯直插电连接结构的插头部分结构示意图。
图5为本发明一种随钻仪器用多芯直插电连接结构的插接示意图。
图中：
1-插座外壳、 1.1 定位键槽 、1.2 插座导引斜面、 1.3-插座导引槽、 2-插头外壳、2.1-插头导引 、2.2-周向导引斜面 、2.3-径向导引斜面、 3-第一紧固螺钉、 4-第一随钻仪器、5-密封橡胶圈、 6-第二随钻仪器、 7-插座内芯、 7.1-强电插针插孔 、7.2-弱电插针插孔 7.3 、定位键 、8-第一顶环 、9-第一波形弹簧 、10-第一锁紧螺母 、11-第一线束 、12-抗压壳、 13-插头内芯、 14-第二顶环 、15-第二波形弹簧 、16-第二锁紧螺母、 17-第二线束 、18-第二紧固螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1-图4所示，本发明一种随钻仪器用多芯直插电连接结构，所述多芯直插电连接结构包括设置在第一随钻仪器的连接端部的具有导向作用的插座外壳和设置在第二随钻仪器的连接端的具有导向作用的插头外壳；所述插座外壳内部设有具有缓冲作用的插座内芯；所述插头外壳设有具有缓冲作用的插头内芯。
根据本公开实施例，所述多芯直插电连接结构还包括用于对多芯直插电连接结构起到保护作用的抗压壳，所述抗压壳套接在整个直插电连接结构外侧，所述抗压壳的两端分别与第一随钻仪器的端部和第二随钻仪器的端部通过设置密封橡胶圈实现密封。
根据本公开实施例，所述多芯直插电连接结构的具体为：所述插座内芯通过第一柔性连接组件安装在所述插座外壳内部，所述插头内芯通过第二柔性连接组件安装在所述插头外壳的内部，
且所述插座内芯和所述插座外壳之间，以及所述插头内芯和所述插头外壳之间均定位键和定位键槽实现相互定位；
插座导引槽设置在所述插座外壳一端的侧壁上，与所述插座导引槽相配合的插头导引设置在与所述插座外壳相对的所述插头外壳的一端的侧壁上。
根据本公开实施例，所述插头导引的端部设有用于插头插座盲插过程中周向导正的周向导引斜面和用于插头插座盲插过程中径向导正的径向导引斜面，所述周向导引斜面与水平方向夹角为0-15°，周向导引斜面的水平方向长度15-20mm，所述径向导引斜面与水平方向夹角0-10°，径向导引斜面水平方向长度不少于15mm。
根据本公开实施例，所述插座导引槽的底部设有用于插头插座盲插过程中径向导正的插座导引斜面，插座导引斜面与水平方向夹角15-25°，插座导引斜面水平方向长度5-10mm。
根据本公开实施例，所述第一柔性连接组件包括第一顶环、第一波形弹簧和第一锁紧螺母；
所述第一锁紧螺母设置在所述插座外壳尾端的内部，所述第一波形弹簧的一端与所述第一锁紧螺母固接，所述第一顶环一端与所述第一波形弹簧的另一端固接，所述插座内芯的尾端与所述第一顶环的另一端固接；
所述第二柔性连接组件包括第二顶环、第二波形弹簧和第二锁紧螺母；
所述第二锁紧螺母设置在所述插头外壳尾端的内部，所述第二波形弹簧的一端与所述第二锁紧螺母固接，所述第二顶环一端与所述第二波形弹簧的另一端固接，所述插头内芯的尾端与所述第二顶环的另一端固接。
根据本公开实施例，所述第一波形弹簧和第二波形弹簧的压缩量为3-5mm，产生100-180N的预紧压力。
根据本公开实施例，所述插座外壳和插头外壳为采用结构钢材料制成，结构钢材料导正时能够提供足够的导正力。
根据本公开实施例，所述抗压壳采用结构钢材料制成。
本发明直插式电连接结构使用时没有方向性，即插头、插座可以根据需要互换位置，连接到任意的随钻仪器上。
连接器针芯数可根据具体需求进行选择，只需更换插座内芯7及与之配对的插头内芯13即可，强弱电针芯数也可以根据需求调整选择。
直插式电连接结构主要由插座外壳1、插座内芯7、插头外壳2、插头内芯13、第一顶环8、第一波形弹簧9、第一锁紧螺母10等几部分组成。
插座外壳1通过圆周均布8个第一紧固螺钉3与随钻仪器A连接，插座内芯7安装在插座外壳1中，第一锁紧螺母10压住第一波形弹簧9，第一波形弹簧9预紧第一顶环8，从而将插座内芯7压紧在插座外壳1中，插座内芯尾部有定位键7.3，插座外壳1有定位键槽1.1，通过第一顶环8连接，从而对插座内芯7进行周向定位，防止插座内芯7在插座外壳1中转动。
第一锁紧螺母10与插座外壳1螺纹连接对第一波形弹簧9预紧，预紧后波形弹簧产生力约140N，第一波形弹簧压缩有一定浮动量，可以保护插座内芯7，防止在插座和插头对插时力过大，从而损坏插针，同时在井下强振动、强冲击的环境中，也能够保证插座和插头电连接可靠。
插座外壳1设计有插座导引斜面1.2，导引斜面与水平方向夹角15-25°，导引斜面水平方向长度5-10mm，用于插头插座盲插过程中径向导正。
插座内芯7尾部有焊杯，通过焊接第一线束11与随钻仪器A内部连接。
插头外壳2通过圆周均布8个第二紧固螺钉18与随钻仪器B连接，插头内芯13安装在插头外壳2中，第二锁紧螺母16压住第二波形弹簧15，第二波形弹簧15预紧顶环14，从而将插头内芯13压紧在插头外壳2中，插头内芯尾部有定位键，插头外壳2有定位键槽，通过第二顶环14连接，从而对插头内芯13进行周向定位，防止插头内芯13在插头外壳2中转动。
插头外壳2设计有插头导引2.1，插头导引2.1有周向导引斜面2.2，导引斜面与水平方向夹角15°，导引斜面水平方向长度15-20mm，用于插头插座盲插过程中周向导正。插头导引2.1有径向导引斜面2.3，导引斜面与水平方向夹角10°，导引斜面水平方向长度15mm，用于插头插座盲插过程中径向导正。
插头内芯13尾部有焊杯，通过焊接第二线束17与随钻仪器B内部连接。
因为随钻仪器在井下泥浆环境中使用，所以整个直插电连接结构需要抗压壳12保护，抗压壳12与第一随钻仪器之间通过两道密封橡胶圈5进行密封，防止抗压壳外部泥浆进入，如图1-图4所示。
在整个接插过程中插头导引2.1上径向导引斜面2.3先与插座导引斜面1.2接触，进行径向导正，径向偏差在0-6.5mm的范围内都可以进行导正，继续插入时，插头导引2.1上周向导引斜面2.2与插座导引槽1.3接触，进行周向导正，周向偏差在±15°的范围内都可以进行导正。
将插头插座导正对齐，随后插头内芯13插入插座内芯7，当插头外壳2与插座外壳1端面接触后完成整个插接过程如图5所示。
插座外壳1和插头外壳2采用结构钢材料，结构钢材料强度比较高，导正时能够提供足够的导正力。
本多芯直插电连接结构可以实现盲插，比如在钻铤内部完成两个随钻仪器（即第一随钻仪器和第二随钻仪器）对接，无法目测插接过程，只需将分别第一随钻仪器的和第二随钻仪器连接端的多芯直插电连接结构的基准线大概对齐，就可以进行插接，插接可允许的径向和周向浮动比较大，接插方便可靠。

Claims (9)

1.一种随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述多芯直插电连接结构包括设置在第一随钻仪器的连接端部的具有导向作用的插座外壳和设置在第二随钻仪器的连接端的具有导向作用的插头外壳；所述插座外壳内部设有具有缓冲作用的插座内芯；所述插头外壳设有具有缓冲作用的插头内芯。
2.根据权利要求1所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述多芯直插电连接结构还包括用于对多芯直插电连接结构起到保护作用的抗压壳，所述抗压壳套接在整个直插电连接结构外侧，所述抗压壳的两端分别与第一随钻仪器的端部和第二随钻仪器的端部通过设置密封橡胶圈实现密封。
3.根据权利要求1所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述多芯直插电连接结构为：所述插座内芯通过第一柔性连接组件安装在所述插座外壳内部，所述插头内芯通过第二柔性连接组件安装在所述插头外壳的内部，
且所述插座内芯和所述插座外壳之间，以及所述插头内芯和所述插头外壳之间均通过定位键和定位键槽实现相互定位；
插座导引槽设置在所述插座外壳一端的侧壁上，与所述插座导引槽相配合的插头导引设置在与所述插座外壳相对的所述插头外壳的一端的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述插头导引的端部设有用于插头插座盲插过程中周向导正的周向导引斜面和用于插头插座盲插过程中径向导正的径向导引斜面；
所述周向导引斜面与水平方向夹角为0-15°，所述周向导引斜面的水平方向长度15-20mm，
所述径向导引斜面与水平方向夹角0-10°，所述径向导引斜面水平方向长度不少于15mm。
5.根据权利要求3所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述插座导引槽的底部设有用于插头插座盲插过程中径向导正的插座导引斜面，插座导引斜面与水平方向夹角15-25°，插座导引斜面水平方向长度5-10mm。
6.根据权利要求3所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述第一柔性连接组件包括第一顶环、第一波形弹簧和第一锁紧螺母；
所述第一锁紧螺母设置在所述插座外壳尾端的内部，所述第一波形弹簧的一端与所述第一锁紧螺母固接，所述第一顶环一端与所述第一波形弹簧的另一端固接，所述插座内芯的尾端与所述第一顶环的另一端固接；
所述第二柔性连接组件包括第二顶环、第二波形弹簧和第二锁紧螺母；
所述第二锁紧螺母设置在所述插头外壳尾端的内部，所述第二波形弹簧的一端与所述第二锁紧螺母固接，所述第二顶环一端与所述第二波形弹簧的另一端固接，所述插头内芯的尾端与所述第二顶环的另一端固接。
7.根据权利要求6所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述第一波形弹簧和第二波形弹簧的压缩量均为3-5mm，产生100-180N的预紧压力。
8.根据权利要求1所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述插座外壳和插头外壳为采用结构钢材料制成，结构钢材料导正时能够提供足够的导正力。
9.根据权利要求2所述的随钻仪器用多芯直插电连接结构，其特征在于，所述抗压壳采用结构钢材料制成。
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