CN113006709B - 电磁间隙接头及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钻探技术领域，具体涉及一种电磁间隙接头及其安装方法，旨在解决现有技术中间隙接头在组装过程中容易出现人为错误导致产品质量不合格的问题，本发明的电磁间隙接头通过简单的安装步骤，克服了组装现有电磁间隙接头安装困难且耗时耗力的缺点。同时，本申请通过螺纹固定件和绝缘限位结构的辅助装配提高了间隙接头的抗扭矩强度、耐冲击性以及高绝缘性能，通过向波纹管状空间注入可流动树脂以固化在保证绝缘的同时增强高抗压强度，延长使用命。进一步地，本申请特殊的电磁间隙接头装配方法能够提高电气性，并能在钻井现场有效操作，提高施工效率。

Description

电磁间隙接头及其安装方法

技术领域

本发明属于钻探技术领域，具体涉及一种电磁间隙接头及其安装方法。

背景技术

现有技术中，石油和天然气采矿勘探或公用事业过河的钻探通常利用地下传感器回传通信至地面。通常这些传感器位于钻头后面一小段距离处，并且可以测量地质参数、位置信息和/或钻井环境条件，这些信息用于评估地层，操纵井眼并监控钻井环境，以实现最佳钻井性能。

现有技术中，存在多种不同形式的遥测形式以将传感器信息从被测量的井下位置实时传回地面。这些遥测形式之一是电磁遥测(或EM遥测)。这种遥测形式使用钻柱作为天线，通过地球传输相对较低频率(约10Hz)的交变电信号，该电信号可以是由地面上的敏感接收器检测到。为了产生天线，利用本领域中已知的间隙接头将钻柱在某点电隔离，该装置沿钻柱的原本导电的钢产生电隔离间隙。

遥测探头通常位于与间隙接头相邻的钻柱内，其包含电源、传感器和用于驱动遥测的电子设备。遥测探针与间隙接头的任一侧都有电连接，并通过向这些连接施加交流电来实现传输。然后，电流优先流过低电阻接地层，而不是高电阻间隙子。使用敏感的接收器和先进的滤波技术，可以在地面上检测出一些流过地层的电流。

为了承受恶劣的钻井环境，遥测探头由固有导电性的高强度金属制成。为了使遥测探针本身不为传输电流提供导电路径，它还包含一个电绝缘间隙，在本领域中称为间隙接头。现有技术中，间隙接头的通常是由重叠的螺旋线形成的，并且需要复杂而精细的工艺来组装两个接头端，以便准确且对称地形成绝缘间隙。然而，这种螺纹接头在组装过程容易出现人为错误，有时会导致产品质量不合格，严重可能返工或报废。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中间隙接头在组装过程中容易出现人为错误导致产品质量不合格的问题，本申请第一方面提供了一种电磁间隙接头，包括芯轴和壳体，所述壳体内径大于所述芯轴外径，所述芯轴包括依次连接的第一结构部和第二结构部，所述壳体包括依次连接的第三结构部和第四结构部；

所述第一结构部设置有作用槽，所述作用槽内表面设置有螺纹；若干个所述作用槽沿所述第一结构部周向均匀分布；

所述第一结构部沿靠近所述第二结构部的方向径向逐渐减小，所述第二结构部的外表面设置有若干个沿所述芯轴长度方向依次排布的环状脊凸，若干个所述环状脊凸构成脊凸结构；所述脊凸结构外表面设置有沿其长度方向延伸的凹槽，若干个凹槽沿所述脊凸结构周向均匀阵列；

所述芯轴和所述壳体匹配，装配状态下，所述第一结构部与所述第三结构部间隙配合且所述第二结构部与所述第四结构部间隙配合；

装配时，所述芯轴的凹槽与所述壳体的脊凸结构对齐，以使所述芯轴能够插入至所述壳体内部，旋拧所述芯轴以使芯轴的作用槽与所述壳体的作用槽匹配形成定位螺纹孔、所述芯轴的凹槽与所述壳体的凹槽对齐形成装配空间、所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的脊凸结构匹配形成波纹管状空间；

所述定位螺纹孔用于由非导电材料制成的第一绝缘限位结构旋入并对所述芯轴和所述壳体进行初步限位，所述装配空间用于由非导电材料制成的第二绝缘限位结构插入并对所述芯轴和所述壳体进行二次限位，所述波纹管状空间用于填充绝缘材料。

在一些优选技术方案中，所述壳体外壁开设有两个第一注胶孔，所述芯轴外壁开设有两个第二注胶孔；两个所述第一注胶孔沿所述壳体长度方向间隔设置，两个所述第二注胶孔沿所述芯轴长度方向间隔设置；两个所述第二注胶孔位于两个所述第一注胶孔之间；所述第一注胶孔贯穿所述壳体，所述第二注胶孔未贯穿所述芯轴。

在一些优选技术方案中，两个所述第一注胶孔轴向延长线于所述壳体内侧相交，两个所述第二注胶孔轴向延长线于所述芯轴内侧相交；在所述芯轴和所述壳体装配状态下，两个所述第一注胶孔分别与两个所述第二注胶孔同轴设置。

在一些优选技术方案中，所述第一注胶孔和所述第二注胶孔内壁均设置有螺纹。

在一些优选技术方案中，所述凹槽为楔形凹槽，所述楔形凹槽的底面为偏梯形结构。

在一些优选技术方案中，所述第二绝缘限位结构具有平头端，所述平头端开设有弧形凹槽，在所述芯轴和所述壳体装配状态下，多个所述第二绝缘限位结构的弧形凹槽位于同一圆环上。

在一些优选技术方案中，所述第二绝缘限位结构中部开设有融胶孔。

在一些优选技术方案中，所述第二绝缘限位结构还设置有第一导流槽和第二导流槽，所述第一导流槽沿述第二绝缘限位结构自身长度方向的中部设置，所述第二导流槽垂直于所述第一导流槽设置并与所述第一导流槽连通，若干个所述第二导流槽均布于所述第一导流槽的两侧。

本申请第二方面提供了一种电磁间隙接头的安装方法，所述方法基于第四项技术方案所述的电磁间隙接头实现，具体包括以下步骤：步骤S100，将所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的凹槽匹配对齐，并且所述芯轴的凹槽与所述壳体的脊凸结构对齐；

步骤S200，将所述芯轴插入至所述壳体内，并旋转所述芯轴或所述壳体中任一者至设定角度，以使得所述芯轴的作用槽与所述壳体的作用槽匹配形成定位螺纹孔、所述芯轴的凹槽与所述壳体的凹槽对齐形成装配空间、所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的脊凸结构匹配形成波纹管状空间；

步骤S300，将若干个所述第一绝缘限位结构分别旋拧至若干个定位螺纹孔内，以对所述芯轴和所述壳体进行初步限位；

步骤S400，将若干个所述第二绝缘限位结构分别插入至若干个所述装配空间内，以对所述芯轴和所述壳体进行二次限位，防止所述芯轴与所述壳体发生转动；

步骤S500，将两个所述第一注胶孔中的任意一个与真空装置连接，真空装置通过该第一注胶孔与所述波纹管状空间连接，并将波纹管状空间内的空气抽空；

步骤S600，将注射装置通过另一个第一注胶孔与所述波纹管状空间连通，并向所述波纹管状空间内注射绝缘流体，直至所有所述波纹管状空间内的绝缘流体填充均匀；

步骤S700，将真空装置和注射装置拆卸后，通过螺纹固定件将两个所述第一注胶孔旋拧密封。

在一些优选技术方案中，所述绝缘流体为环氧树脂或热塑性树脂。

本发明的有益效果：

本发明电磁间隙接头通过简单的安装步骤，克服了组装现有电磁间隙接头安装困难且耗时耗力的缺点，同时，本申请通过螺纹固定件和绝缘限位结构的辅助装配提高了间隙接头的抗扭矩强度、耐冲击性以及高绝缘性能，通过向波纹管状空间注入可流动树脂以固化在保证绝缘的同时增强高抗压强度，延长使用命。进一步地，本申请特殊的电磁间隙接头装配方法能够提高电气性，并能在钻井现场有效操作，提高施工效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明第一种实施例的电磁间隙接头整体结构分解示意图；

图2为本发明一种实施例中芯轴作用槽的结构示意图；

图3为本发明一种实施例中壳体作用槽的结构示意图；

图4为本发明一种实施例中电磁间隙接头的截面示意图；

图5为图4中I-I的剖视图；

图6为图5中A的放大示意图；

图7为本发明一种实施例中装配陶瓷套管的结构示意图；

图8为本发明一种实施例的电磁间隙接头整体结构示意图；

图9为图8中II-II的剖视图；

图10为图9中B的放大示意图；

图11为本发明第二种实施例中注胶孔的结构示意图；

图12为本发明第三种实施例的电磁间隙接头整体结构分解示意图；

图13为本发明一种实施例中第二绝缘限位结构的示意图一；

图14为本发明一种实施例中第二绝缘限位结构的示意图二；

附图标记列表：

1-芯轴；2-壳体；3-密封套筒；4-第二绝缘限位结构，41-融胶孔，42-第一导流槽，43-第二导流槽；5-芯轴脊凸结构；6-芯轴凹槽；7-壳体脊凸结构；8-壳体凹槽；10-波纹管状空间；11-牙侧；12-牙底；13-牙顶；14-芯轴作用槽，15-壳体作用槽；16-第一注胶孔；17-第二注胶孔；20-弹性体套筒；21-陶瓷套管；22-密封压圈；23-密封压圈。

具体实施方式

为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

本发明的一种电磁间隙接头，包括芯轴和壳体，所述壳体内径大于所述芯轴外径，所述芯轴包括依次连接的第一结构部和第二结构部，所述壳体包括依次连接的第三结构部和第四结构部；

所述第一结构部设置有作用槽，所述作用槽内表面设置有螺纹；若干个所述作用槽沿所述第一结构部周向均匀分布；

所述第一结构部沿靠近所述第二结构部的方向径向逐渐减小，所述第二结构部的外表面设置有若干个沿所述芯轴长度方向依次排布的环状脊凸，若干个所述环状脊凸构成脊凸结构；所述脊凸结构外表面设置有沿其长度方向延伸的凹槽，若干个凹槽沿所述脊凸结构周向均匀阵列；

所述芯轴和所述壳体匹配，装配状态下，所述第一结构部与所述第三结构部间隙配合且所述第二结构部与所述第四结构部间隙配合；

装配时，所述芯轴的凹槽与所述壳体的脊凸结构对齐，以使所述芯轴能够插入至所述壳体内部，旋拧所述芯轴以使芯轴的作用槽与所述壳体的作用槽匹配形成定位螺纹孔、所述芯轴的凹槽与所述壳体的凹槽对齐形成装配空间、所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的脊凸结构匹配形成波纹管状空间；

所述定位螺纹孔用于由非导电材料制成的第一绝缘限位结构旋入并对所述芯轴和所述壳体进行初步限位，所述装配空间用于由非导电材料制成的第二绝缘限位结构插入并对所述芯轴和所述壳体进行二次限位，所述波纹管状空间用于填充绝缘材料。

为了更清晰地对本发明电磁间隙接头进行说明，下面结合附图对本发明一种优选实施例进行展开详述。

实施例1：

作为本发明的一个优选实施例，本发明的电磁间隙接头如图1所示，包括芯轴1和壳体2，壳体2内径大于芯轴1的外径，壳体2与芯轴1结构匹配。芯轴1包括依次连接的第一结构部和第二结构部，壳体2包括依次连接的第三结构部和第四结构部，装配状态下，第一结构部与第三结构部间隙配合且第二结构部与第四结构部间隙配合。

其中，第一结构部设置有作用槽，该作用槽即如图所示的芯轴作用槽14，可以理解的是，壳体第三结构部也相应地设置有壳体作用槽15，芯轴作用槽14和壳体作用槽15的数量相同，且芯轴作用槽14和壳体作用槽15内表面均设置有螺纹；若干个芯轴作用槽14沿第一结构部周向均匀分布、若干个壳体作用槽15沿第三结构部周向均匀分布，芯轴作用槽14向芯轴中心凹陷，壳体作用槽15向壳体外缘方向凹陷，芯轴作用槽14和壳体作用槽15在装配状态下能够构成定位螺纹孔。在本发明的优选实施例中，定位螺纹孔的数量为三个，三个定位螺纹孔构成三角结构使得其初步定位更稳定。

第一结构部沿靠近第二结构部的方向径向逐渐减小，第二结构部的外表面设置有若干个沿芯轴长度方向依次排布的环状脊凸，若干个环状脊凸构成芯轴脊凸结构5；脊凸结构外表面设置有沿其长度方向延伸的芯轴凹槽6，若干个芯轴凹槽6沿芯轴脊凸结构5周向均匀阵列。

芯轴1与壳体2匹配，且壳体2内径大于芯轴1外径，以使得芯轴1在插壳体2内部时，两者之间能够留有间隙。同样地，壳体2的内表面同样设置有若干个沿壳体2长度方向依次排布的环状脊凸，若干个环状脊凸构成壳体脊凸结构7；脊凸结构7内表面设置有沿其长度方向延伸的壳体凹槽8，若干个壳体凹槽8沿壳体脊凸结构7周向均匀阵列。

装配时，芯轴1和壳体2之间的组装可以通过旋转二者中的任一者来完成。

具体地，装配时，具体地，首先使芯轴1上的芯轴脊凸结构5与壳体2内壁上的壳体凹槽8对准，同样地，芯轴1上的芯轴凹槽6与壳体2内壁上的壳体脊凸结构7对齐，以使芯轴1能够插入至壳体2的内部，凹槽和脊凸结构的几何形状使得其为芯轴1提供足够的间隙以使其滑动而不会与壳体2抵触。

进一步地，旋拧芯轴1或旋拧壳体2以使芯轴1的芯轴作用槽14与壳体15的作用槽匹配，形成定位螺纹孔，定位螺纹孔用于由非导电材料制成的第一绝缘限位结构旋入并对芯轴和壳体进行初步限位；此时，芯轴1的芯轴凹槽6与壳体的壳体凹槽8对齐形成装配空间；并且，芯轴凹槽6与壳体2的壳体凹槽8对齐形成装配空间，进而，芯轴1的芯轴脊凸结构5与壳体2的壳体脊凸结构7匹配形成波纹管状空间；装配空间用于由非导电材料制成的第二绝缘限位结构插入并对芯轴和壳体进行二次限位，波纹管状空间用于填充绝缘材料。在一些优选实施例中，芯轴凹槽6与壳体凹槽8对齐产生的柱状结构特别适合于高效制造，其可以通过钻孔来生产，而非其他更昂贵且更费时费力的结构。

在一些优选实施例中，芯轴1和壳体2可通过轴线同心和前述的旋转对齐连接到一起，避免了芯轴1的芯轴脊凸结构5和壳体内部壳体脊凸结构7之间的干扰。当芯轴1完全插入外壳2内，其可以旋转设定角度，从而使芯轴1和壳体2的芯轴脊凸结构5形成重叠对齐。在本申请的优选实施例中，旋转的设定角度θ，θ∈[26°，30°](顺时针或逆时针)，旋转角度取决于沿部件周长间隔分布的芯轴凹槽6的数量。在本发明的优选实施例中，本申请中芯轴凹槽6和壳体凹槽8的数量均为7个，本领域技术人员也可根据实际情况灵活设置芯轴凹槽6和壳体凹槽8的数量，只要使得芯轴1和壳体2具有相同数量的凹槽即可。进一步地，每个环状脊凸的周向上凹槽与脊凸结构占比相同，即凹槽的宽度在环状脊凸周向上的占比与脊凸结构在环状脊凸周向上的占比相同。更优选地，凹槽的宽度等于或略大于保留在凹槽之间的脊凸结构的宽度，以便进行组装。

芯轴1和壳体2上的芯轴脊凸结构5和壳体脊凸结构7分别到位之后，在完全插入的重叠位置两者之间形成波纹管状空间。

具体地，参阅附图6，脊凸结构由牙侧11、牙顶13、牙底12构成，由此，芯轴脊凸结构5和壳体脊凸结构7之间形成波纹管状空间10。例如，0.040-0.050mm的间隙就能为微小的加工缺陷提供足够的间隙，仍然能够在相邻脊凸之间形成良好重叠。

进一步地，本发明在固定时，通过由非导电材料制成的第一绝缘限位结构旋入至定位螺纹孔，以使得其对芯轴1和壳体2进行初步定位；接着，将由非导电材料制成的第二绝缘限位结构4插入装配空间，以对芯轴和壳体进行二次限位第二绝缘限位结构，能够防止芯轴1和外壳2彼此相对地绕自身轴线旋转。第一绝缘限位结构和第二绝缘限位结构的材质优选为具有高剪切强度的非导电材料，如玻璃填充的PEEK(聚醚醚酮)，采用该材质的第二绝缘限位结构能够提高从芯轴1到壳体2的扭矩传递的强度。优选地，该实施例中凹槽底面为圆柱面，装配空间为柱状空间，柱状空间的圆柱形几何形状对可制造性是有益的，因为它使得简单的圆柱形销能够用作第二绝缘限位结构4。

接着，填充芯轴脊凸结构5和壳体脊凸结构7之间的波纹管状空间10。可选地，本申请电磁间隙接头还设置有第一预制孔和第二预制孔，其中，第一预制孔与第二预制孔沿本申请电磁间隙接头长度方向间隔设置；在芯轴1与壳体2装配状态下，第一预制孔和第二预制孔均一端与外部连通，另一端与波纹管状空间10连通设置。第一预制孔用于与真空泵连接，第二预制孔用于与注射枪连接。波纹管状空间10在组装中可以填充非导电热固性树脂，如两部分混合使用的环氧树脂，或可注射热塑性树脂。为了最好地实现均匀填充，首先用真空泵排出间隙中的空气可能是有益的。例如，混合的两部分环氧树脂，可以在一个施加相对较低的压力下注入波纹管状空间10。如果选择的环氧树脂具有较低的混合粘度，40至60psi的压力通常足以使它沿着波纹管状空间10流动。此外，波纹管状空间的填充材料应具有良好的结构性能，如在间隙接头预期作业温度下的高抗压强度。例如，根据热固性树脂的配方，可能需要一个时间/温度固化方案来达到最佳强度。该预制孔的设置一方面可插入可拆卸连接件以用于临时限制芯轴1相对于壳体2的轴向运动，另一方面也可用作注射和真空口。

当波纹管状空间填充材料硬化，将第一预制孔和第二预制孔处连接的临时装置移除，并在间隙接头外部套设一个外部绝缘密封套筒3，具体位置参阅附图1。

优选地，芯轴1与壳体2接头处的密封可通过一套O型密封压圈22和密封压圈23的组合实现，这套密封组合作用于光滑无孔的密封套表面，以抵抗井下高压钻井液的侵入。或者使用业界已知的其它类似的密封。为了进一步提高密封性能并产生更长的非导电外表面在表面上，可以将弹性体套筒20模制到完成的组件上。为了保护弹性体套筒20免于因高速泥浆流过工具而产生的腐蚀，可以在弹性体套筒20上安装一个不导电的陶瓷套管21。陶瓷套管可以分段以提高可制造性，并且还可以缓解在弯曲的井眼中操作工具串时的一些弯曲应力。

实施例2：

参阅附图11，该实施例相比于实施例1的区别在于，壳体2外壁开设有两个第一注胶孔16，芯轴1外壁开设有两个第二注胶孔17；优选地，第一注胶孔16与芯轴脊凸结构5相对应设置，第二注胶孔17与壳体脊凸结构7相对应设置；两个第一注胶孔沿壳体2长度方向间隔设置，两个第二注胶孔17沿芯轴1长度方向间隔设置；两个第二注胶孔17位于两个第一注胶孔16之间；第一注胶孔16贯穿壳体2，第二注胶孔17未贯穿芯轴1。进一步地，两个第一注胶孔16轴向延长线于壳体2内侧相交，两个第二注胶孔17轴向延长线于芯轴1内侧相交；在芯轴1和壳体2装配状态下，两个第二注胶孔17分别与两个第一注胶孔16同轴设置。优选地，第一注胶孔和第二注胶孔内壁均设置有螺纹。由于第一注胶孔和第二注胶孔的倾斜设置，其同样可以作为定位结构对本申请的电磁间隙接头进行定位。具体而言，可将两个螺纹固定件分别插入至两个第一注胶孔内旋拧螺纹固定件直至其与第二注胶孔螺合，以防止芯轴和壳体之间的径向移动和转动，同样能够实现对芯轴和壳体的固定。

针对本实施例，本申请提供了一种电磁间隙接头的安装方法的优选实施例，具体包括以下步骤：

步骤S100，将芯轴脊凸结构5与壳体凹槽8匹配对齐，并且芯轴凹槽6与壳体脊凸结构7对齐；

步骤S200，将芯轴1插入至壳体2内，并旋转芯轴1或壳体2中任一者至设定角度，优选地，设定角度为θ，θ∈[26°,30°]以使得芯轴作用槽14与壳体作用槽15匹配形成定位螺纹孔、芯轴凹槽6与壳体凹槽8对齐形成装配空间、芯轴脊凸结构5与壳体脊凸结构7匹配形成波纹管状空间；

步骤S300，将若干个第一绝缘限位结构分别旋拧至若干个定位螺纹孔内，以对芯轴1和壳体2进行初步定位；

步骤S400，将若干个第二绝缘限位结构4分别插入至若干个装配空间内，以对芯轴1和壳体2进行二次限位，防止芯轴1与壳体2发生转动；

步骤S500，将两个第一注胶孔16中的任意一个与真空装置连接，真空装置通过该第一注胶孔16与波纹管状空间10连接，并将波纹管状空间内的空气抽空；

步骤S600，将注射装置通过另一个第一注胶孔16与波纹管状空间10连通，并向波纹管状空间10内注射绝缘流体，直至所有波纹管状空间10内的绝缘流体填充均匀；

步骤S700，将真空装置和注射装置拆卸后，将两个螺纹固定件分别旋拧至两个第一注胶孔16内，直至螺纹固定件与第二注胶孔17抵触，以实现注胶孔密封。优选地，该安装方案中的绝缘流体为环氧树脂或热塑性树脂。

实施例3：

参阅附图12，该实施例相比于实施例2的区别在于，凹槽为楔形凹槽，楔形凹槽的底面为偏梯形结构，则装配空间为楔形空间。具体而言，当凹槽为楔形凹槽时，第二绝缘限位结构为与楔形凹槽匹配的楔形结构，该楔形结构前端的厚度小于后端的厚度。优选地，其前端具有平头端，并且平头端开设有弧形凹槽，在芯轴1和壳体2装配状态下，多个第二绝缘限位结构4的弧形凹槽位于同一圆环上，进一步地，该结构能够使得波纹管状空间内的绝缘流体流入至楔形凹槽内，以进一步提高芯轴1与壳体2的装配强度。

在一些优选实施例中，参阅图13，该第二绝缘限位结构4中部开设有融胶孔41，该融胶孔41在装配状态下位于两个第二注胶孔和第一注胶孔的间隔之间，该设置用于容纳绝缘流体，并且最终可以使螺纹固定件贯穿，并固定壳体1、第二绝缘限位结构4和芯轴2三者。由于融胶孔41为内凹设置，因此不会影响本申请第二绝缘限位结构4的装配过程，采用该结构还能够增强本申请第二绝缘限位结构4抗弯折能力和固定能力。

更进一步地，如图14所示，在另一些优选实施例中，第二绝缘限位结构4还设置有第一导流槽42和第二导流槽43，第一导流槽42沿述第二绝缘限位结构4自身长度方向的中部设置，第二导流槽43垂直于第一导流槽42设置并与第一导流槽连42通，若干个第二导流槽43均布于第一导流槽41的两侧，该导流槽用于将多余的绝缘流体从装配空间内排出，波纹管状空间溢出的多余绝缘流体能够通过第二导流槽43流入至第一导流槽42内，又由于第一导流槽42贯穿第二绝缘限位结构4，因此其能够将内部的绝缘流体导出至外部，避免因应力过大导致装配后的产品质量不合格的问题。

可以理解的是，该设置能够使得装配空间和波纹管状空间即使在装配状态下也能够连通，以使得绝缘材料能够从波纹管状空间内流入至装配空间。

在另一些优选实施例中，第二绝缘限位结构4在靠近壳体2一侧的表面设置有S形凹槽，S形凹槽横向贯穿第二绝缘限位结构4两侧，若干个S形凹槽沿第二绝缘限位结构4的长度方向依次间隔设置，该S形凹槽用于容纳绝缘流体，由于凹槽结构为内凹设置，因此不会影响本申请第二绝缘限位结构4的装配过程，采用该结构还能够增强本申请第二绝缘限位结构4抗弯折能力和固定能力。进一步地，壳体2的楔形凹槽也设置有S形凹槽，该凹槽方向背离芯轴内陷设置，在装配状态下，壳体2的S形凹槽能够与第二绝缘限位结构4上的S形凹槽匹配，构成S形管状空间，由于波纹管状空间内的绝缘材料能够流入至楔形空间，因此，采用该设置能够使得绝缘材料在S形管状空间冷却凝固后形成S形柱状结构，该设置能够进一步防止第二绝缘限位结构4发生轴向位移，冷却凝固后的绝缘材料能够防止第二绝缘限位结构4径向和轴向窜动，保证第二绝缘限位结构4的抗弯折能力和稳固能力。该实施例未通过附图进行示意，可以理解的是，该实施例已经通过文字进行表述，对于该实施例中的技术方案本领域技术人员能够通过文字知悉，故不再通过附图示意。

上述本申请实施例中的技术方案中，至少具有如下的技术效果及优点：

本发明电磁间隙接头通过简单的安装步骤，克服了组装现有电磁间隙接头安装困难且耗时耗力的缺点，同时，本申请通过螺纹固定件和绝缘限位结构的辅助装配提高了间隙接头的抗扭矩强度、耐冲击性以及高绝缘性能，通过向波纹管状空间注入可流动树脂以固化在保证绝缘的同时增强高抗压强度，延长使用命。进一步地，本申请特殊的电磁间隙接头装配方法能够提高电气性，并能在钻井现场有效操作，提高施工效率。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电磁间隙接头，其特征在于，包括芯轴和壳体，所述壳体内径大于所述芯轴外径，所述芯轴包括依次连接的第一结构部和第二结构部，所述壳体包括依次连接的第三结构部和第四结构部；

所述第一结构部设置有作用槽，所述作用槽内表面设置有螺纹；若干个所述作用槽沿所述第一结构部周向均匀分布；

所述第一结构部沿靠近所述第二结构部的方向径向逐渐减小，所述第二结构部的外表面设置有若干个沿所述芯轴长度方向依次排布的环状脊凸，若干个所述环状脊凸构成脊凸结构；所述脊凸结构外表面设置有沿其长度方向延伸的凹槽，若干个凹槽沿所述脊凸结构周向均匀阵列；

所述芯轴和所述壳体匹配，装配状态下，所述第一结构部与所述第三结构部间隙配合且所述第二结构部与所述第四结构部间隙配合；

装配时，所述芯轴的凹槽与所述壳体的脊凸结构对齐，以使所述芯轴能够插入至所述壳体内部，旋拧所述芯轴以使芯轴的作用槽与所述壳体的作用槽匹配形成定位螺纹孔、所述芯轴的凹槽与所述壳体的凹槽对齐形成装配空间、所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的脊凸结构匹配形成波纹管状空间；

所述定位螺纹孔用于由非导电材料制成的第一绝缘限位结构旋入并对所述芯轴和所述壳体进行初步限位，所述装配空间用于由非导电材料制成的第二绝缘限位结构插入并对所述芯轴和所述壳体进行二次限位，所述波纹管状空间用于填充绝缘材料；

所述壳体外壁开设有两个第一注胶孔，所述芯轴外壁开设有两个第二注胶孔；两个所述第一注胶孔沿所述壳体长度方向间隔设置，两个所述第二注胶孔沿所述芯轴长度方向间隔设置；两个所述第二注胶孔位于两个所述第一注胶孔之间；所述第一注胶孔贯穿所述壳体，所述第二注胶孔未贯穿所述芯轴；

所述第二绝缘限位结构还设置有第一导流槽和第二导流槽，所述第一导流槽沿所 述第二绝缘限位结构自身长度方向的中部设置，所述第二导流槽垂直于所述第一导流槽设置并与所述第一导流槽连通，若干个所述第二导流槽均布于所述第一导流槽的两侧。

2.根据权利要求1所述的电磁间隙接头，其特征在于，两个所述第一注胶孔轴向延长线于所述壳体内侧相交，两个所述第二注胶孔轴向延长线于所述芯轴内侧相交；在所述芯轴和所述壳体装配状态下，两个所述第一注胶孔分别与两个所述第二注胶孔同轴设置。

3.根据权利要求2所述的电磁间隙接头，其特征在于，所述第一注胶孔和所述第二注胶孔内壁均设置有螺纹。

4.根据权利要求1所述的电磁间隙接头，其特征在于，所述凹槽为楔形凹槽，所述楔形凹槽的底面为偏梯形结构。

5.根据权利要求4所述的电磁间隙接头，其特征在于，所述第二绝缘限位结构具有平头端，所述平头端开设有弧形凹槽，在所述芯轴和所述壳体装配状态下，多个所述第二绝缘限位结构的弧形凹槽位于同一圆环上。

6.根据权利要求5所述的电磁间隙接头，其特征在于，所述第二绝缘限位结构中部开设有融胶孔。

7.一种电磁间隙接头的安装方法，其特征在于，所述方法基于权利要求3所述的电磁间隙接头实现，具体包括以下步骤：

步骤S100，将所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的凹槽匹配对齐，并且所述芯轴的凹槽与所述壳体的脊凸结构对齐；

步骤S200，将所述芯轴插入至所述壳体内，并旋转所述芯轴或所述壳体中任一者至设定角度，以使得所述芯轴的作用槽与所述壳体的作用槽匹配形成定位螺纹孔、所述芯轴的凹槽与所述壳体的凹槽对齐形成装配空间、所述芯轴的脊凸结构与所述壳体的脊凸结构匹配形成波纹管状空间；

步骤S300，将若干个所述第一绝缘限位结构分别旋拧至若干个定位螺纹孔内，以对所述芯轴和所述壳体进行初步限位；

步骤S400，将若干个所述第二绝缘限位结构分别插入至若干个所述装配空间内，以对所述芯轴和所述壳体进行二次限位，防止所述芯轴与所述壳体发生转动；

步骤S500，将两个所述第一注胶孔中的任意一个与真空装置连接，真空装置通过该第一注胶孔与所述波纹管状空间连接，并将波纹管状空间内的空气抽空；

步骤S600，将注射装置通过另一个第一注胶孔与所述波纹管状空间连通，并向所述波纹管状空间内注射绝缘流体，直至所有所述波纹管状空间内的绝缘流体填充均匀；

步骤S700，将真空装置和注射装置拆卸后，通过螺纹固定件将两个所述第一注胶孔旋拧密封。

8.根据权利要求7所述的电磁间隙接头的安装方法，其特征在于，所述绝缘流体为环氧树脂或热塑性树脂。

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