CN113889788B - 一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置 - Google Patents

一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，包括导电机构、中心杆，所述导电机构有两个，所述中心杆有两根，两根中心杆可拆卸连接；所述导电机构包括导电组件、顶座、弹性组件、尾座，所述弹性组件的两端分别嵌入顶座与尾座相对的两端部，导电组件的一端安装在顶座上并穿过顶座的前端面，导电组件的另一端穿过顶座的后端面和弹性组件并可活动地穿过尾座。本发明的两个导电机构随着中心杆连接的同时完成对接和电力导通，并产生一定的预紧力，建立起了稳定的地面与井底的信息、电力传输通道；可延长了导电机构的使用寿命，防止了中心杆旋紧过程中因导电机构的顶座在压缩弹性组件时导致导电机构的顶座发生偏移而影响导电组件完成对接的情况。

Description

一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置
技术领域
本发明涉及石油开采设备技术领域，具体涉及一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置。
背景技术
全球经济高速发展，石油需求大幅增加，开采精度和速度成为钻井采油技术的必然要求，而对于钻井技术，现在比较先进的是随钻测井(LWD)、随钻测量(MWD)。随着钻进技术的进步，有越来越多的探测器、仪器仪表、传感器应用于井下钻进技术，这些设备工作时都需要消耗大量电能，而目前信号传输采用最多的是电磁波、声波和泥浆脉冲法，但是电磁波的信号传输衰减特别的快，声波传输易受干扰，泥浆脉冲传输速率太低所以都不稳定不适用；电能的传递现在采用最多的是井底发电机或预先准备的电池，虽然也有在钻杆内壁或者外壁吊电缆线，把电缆分截成段铠装在钻杆内，但是电缆与电缆的对接技术还不成熟，所以，要想实时了解地下油藏情况、钻头的磨损情况、钻进是否按照预定轨迹进行、井下电力设备能否具有充足的电能，就必须建立起稳定的地面与井底的信息、电力传输通道。
目前对于井下的电力传输，只针对钻杆或钻柱进行了相关研究，其直径通常大于100mm，采用导线对接法可以同时实现传输电力和信号。而对于在取心器中心杆进行电力和信号传输的设计则未曾见相关研究，中心杆直径通常在35mm以下，不同于钻杆或钻柱在工作中需要旋转钻进，中心杆只进行轴向的抽拉动作，但其极小的尺寸限制导致要在其中进行电力输送会极为困难，且在中心杆内进行电力和信号传输中对各个部分的连接需要有相当高的要求，需要保证各个部分对接的可靠性，从而防止影响电力和信号的正常传输。
发明内容
本发明旨在提供一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，可实现电力在中心杆内部输送，避免与外界钻井液等流体接触，保证了良好的绝缘性；可防止安装过程中因两个导电机构产生自转而影响导电组件实现对接的情况；两个导电机构随着中心杆连接的同时完成对接和电力导通，并产生一定的预紧力，建立起了稳定的地面与井底的信息、电力传输通道；不仅延长了导电机构的使用寿命，还防止了两根中心杆旋紧过程中因两个导电机构的顶座在压缩弹性组件时导致两个导电机构的顶座发生偏移而影响导电组件完成对接的情况。
为达到上述目的，本发明提供的上述一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，包括导电机构、中心杆，所述导电机构有两个，所述中心杆有两根，两根中心杆可拆卸连接；
所述导电机构包括导电组件、顶座、弹性组件、尾座，所述弹性组件的两端分别嵌入顶座与尾座相对的两端部，导电组件的一端安装在顶座上并穿过顶座的前端面，导电组件的另一端穿过顶座的后端面和弹性组件并可活动地穿过尾座，所述导电组件有两个，两个导电组件以顶座的纵向轴线对称设置，两个导电组件相互之间不电连接；
两根中心杆内均设置有导电机构安装槽，两个导电机构分别安装在两根中心杆的导电机构安装槽内，导电机构的顶座的侧面上设有防转安装面A，导电机构安装槽中设有相适配的限位面A，所述防转安装面A与限位面A形成导电机构的第一定位并防转组合结构；
两个导电机构相向设置，两根中心杆连接后使得安装在两根中心杆内的导电机构的对应的两个导电组件接触连接。
优选的，所述导电组件呈杆状，所述导电组件的一端设置有螺纹，导电组件带螺纹的一端安装在顶座上。
优选的，所述导电机构还包括套筒，所述顶座、尾座分别安装在套筒的两端，顶座与套筒滑动连接，尾座与套筒固连，所述弹性组件位于套筒与顶座、尾座形成的腔体内。
进一步地，所述套筒外圆柱面上设有防转安装面B，中心杆的导电机构安装槽中设有相适配的限位面B，所述防转安装面B与限位面B形成导电机构的第二定位并防转组合结构。
优选的，所述导电机构还包括导向限位组件，导向限位组件的一端安装在尾座上并穿过尾座的后端面，导向组件限位的另一端穿过尾座的前端面和弹性组件并可活动地穿进顶座内。
进一步地，所述弹性组件的个数与导向限位组件的个数相对应，每个导向限位组件上套设一个弹性组件，弹性组件的两端分别与顶座的后端面、尾座的前端面接触。
进一步地，所述导向限位组件有两个，两个导向限位组件与两个导电组件围绕顶座的纵向轴线均匀间隔分布。
进一步地，所述导向限位组件呈杆状，所述导向限位组件的一端设置有螺纹，导向限位组件带螺纹的一端安装在尾座上。
进一步地，导电组件沿纵向轴线方向开设有通腔，电缆或导电杆通过通腔插入导电组件形成滑动电连接，所述导电组件穿过尾座的一端为通腔的开口端，所述导电组件穿过顶座的一端为封闭端，封闭端的端部直径大于后通腔的腔壁直径，封闭端的端部有圆倒角。
进一步地，顶座、尾座、套筒均为绝缘材料。
相比现有的技术，本发明具有以下技术效果：
1、本发明可实现电力在中心杆内部输送，避免与外界钻井液等流体接触，保证了良好的绝缘性；
2、本发明可防止安装过程中因两个导电机构产生自转而影响导电组件实现对接的情况；
3、本发明的两个导电机构随着中心杆连接的同时完成对接和电力导通，并产生一定的预紧力，建立起了稳定的地面与井底的信息、电力传输通道；
4、本发明不仅延长了导电机构的使用寿命，还防止了两根中心杆旋紧过程中因两个导电机构的顶座在压缩弹性组件时导致两个导电机构的顶座发生偏移而影响导电组件完成对接的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例的导电机构的爆炸结构示意图；
图2为实施例一的导电机构的爆炸结构示意图；
图3为实施例的纵向剖面结构示意图；
图4为实施例一的纵向剖面结构示意图；
图标：1-导电组件、2-顶座、3-弹性组件、4-尾座、5-套筒、6-导向限位组件。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，包括导电机构、中心杆，所述导电机构有两个，所述中心杆有两根，两根中心杆可拆卸连接；导电机构包括导电组件1、顶座2、弹性组件3、尾座4，所述弹性组件3的两端分别嵌入顶座2与尾座4相对的两端部，导电组件1的一端安装在顶座2上并穿过顶座2的前端面，导电组件1的另一端穿过顶座2的后端面和弹性组件3并可活动地穿过尾座4，所述导电组件1有两个，两个导电组件1以顶座2的纵向轴线对称设置，两个导电组件1相互之间不电连接；两根中心杆内均设置有导电机构安装槽，两个导电机构分别安装在两根中心杆的导电机构安装槽内，导电机构的顶座2的侧面上设有防转安装面A，导电机构安装槽中设有相适配的限位面A，所述防转安装面A与限位面A形成导电机构的第一定位并防转组合结构，通过该结构可防止安装过程中因两个导电机构产生自转而影响导电组件1实现对接；两个导电机构相向设置，两根中心杆连接后使得安装在两根中心杆内的导电机构的对应的两个导电组件1接触连接；导电组件1呈杆状，所述导电组件1的一端设置有螺纹，导电组件1带螺纹的一端安装在顶座2上；导电组件1沿纵向轴线方向开设有通腔，电缆或导电杆通过通腔插入导电组件1形成滑动电连接，所述导电组件1穿过尾座4的一端为通腔的开口端，所述导电组件1穿过顶座2的一端为封闭端，封闭端的端部直径大于后通腔的腔壁直径，封闭端的端部有圆倒角；顶座2、尾座4、套筒5均为绝缘材料。
在本实施例中，先将两个导电机构分别安装在两根中心杆的对应导电机构安装槽中，然后通过两根中心杆端部对应的螺纹连接，当两根中心杆连接好后，两个导电机构也同时完成了压紧接触，使得安装在两根中心杆内的导电机构的对应的两个导电组件1正好对接形成接触连接，且两个导电机构的顶座2在旋紧过程中分别压缩各自对应的弹性组件3，使弹性组件3在两根中心杆完成旋紧后产生预紧力，从而保证两根中心杆旋紧后内部的两个导电机构的导电组件1对应形成稳定的接触连接，由此建立稳定的地面与井底的信息、电力传输通道；而且由于导电组件1沿纵向轴线方向开设有通腔，电缆或导电杆通过通腔插入导电组件1形成滑动电连接，这样大大的降低了导电机构对中心杆内部腔体的空间要求，使得导电机构可在很小的空间范围内实现对接，解决了目前因为中心杆的尺寸过小而导致在其中进行电力输送极为困难的问题，所述导电组件1穿过尾座4的一端为通腔的开口端，所述导电组件1穿过顶座2的一端为封闭端，封闭端的端部直径大于后通腔的腔壁直径，增大了导电组件1的对接面的接触面积，进一步保证导电组件1对接的可靠性。
实施例一
导电机构还包括套筒5，所述顶座2、尾座4分别安装在套筒5的两端，顶座2与套筒5滑动连接，尾座4与套筒5固连，所述弹性组件3位于套筒5与顶座2、尾座4形成的腔体内，可以保护弹性组件3，从而延长了整个导电机构的使用寿命；套筒5外圆柱面上设有防转安装面B，中心杆的导电机构安装槽中设有相适配的限位面B，所述防转安装面B与限位面B形成导电机构的第二定位并防转组合结构，进一步地限制导电机构发生自转；导电机构还包括导向限位组件6，导向限位组件6的一端安装在尾座4上并穿过尾座4的后端面，导向组件6限位的另一端穿过尾座4的前端面和弹性组件3并可活动地穿进顶座2内；弹性组件3的个数与导向限位组件6的个数相对应，每个导向限位组件6上套设一个弹性组件3，弹性组件3的两端分别与顶座2的后端面、尾座4的前端面接触；导向限位组件6有两个，两个导向限位组件6与两个导电组件1围绕顶座2的纵向轴线均匀间隔分布；导向限位组件6呈杆状，所述导向限位组件6的一端设置有螺纹，导向限位组件6带螺纹的一端安装在尾座4上；导电组件1沿纵向轴线方向开设有通腔，导电组件1通过通腔与电缆或导电杆形成插接滑动电连接，所述导电组件1穿过尾座4的一端为通腔的开口端，所述导电组件1穿过顶座2的一端为封闭端，封闭端的端部直径大于后通腔的腔壁直径，封闭端的端部有圆倒角；顶座2、尾座4、套筒5均为绝缘材料。
在本实施例一中，加入了套筒5与导向限位组件6，不仅延长了导电机构的使用寿命，并且套筒5与导向限位组件6协同作用，可以防止两根中心杆旋紧过程中因两个导电机构的顶座2在压缩弹性组件3时导致两个导电机构的顶座2发生偏移而影响导电组件1完成对接的情况，从而提高了导电机构的导电组件1对接的可靠性，且每个导电组件1上都套设有一个弹性组件3，使得在旋紧压缩过程中受力更加均匀，避免两个导电机构对接后接触不良的情况。
通过两根中心杆的内部开设腔体和安装槽，实现了电力在中心杆内部输送，避免与外界钻井液等流体接触，保证了良好的绝缘性；两个导电机构的导电组件1的对应头端对接，电缆或导电杆插入导电组件1的尾端与导电组件1形成滑动电连接，使得导电机构可在很小的空间范围内实现对接，解决了目前因为中心杆的尺寸过小而导致在其中进行电力输送极为困难的问题，两个导电机构随着中心杆连接的同时完成对接和电力导通，建立起了稳定的地面与井底的信息、电力传输通道，完善了电缆对接不成熟的问题，从而实现了良好的电力和信号传输功能。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：包括导电机构、中心杆，所述导电机构有两个，所述中心杆有两根，两根中心杆可拆卸连接；
所述导电机构包括导电组件(1)、顶座(2)、弹性组件(3)、尾座(4)，所述弹性组件(3)的两端分别嵌入顶座(2)与尾座(4)相对的两端部，导电组件(1)的一端安装在顶座(2)上并穿过顶座(2)的前端面，导电组件(1)的另一端穿过顶座(2)的后端面和弹性组件(3)并可活动地穿过尾座(4)，所述导电组件(1)有两个，两个导电组件(1)以顶座(2)的纵向轴线对称设置，两个导电组件(1)相互之间不电连接；
两根中心杆内均设置有导电机构安装槽，两个导电机构分别安装在两根中心杆的导电机构安装槽内，导电机构的顶座(2)的侧面上设有防转安装面A，导电机构安装槽中设有相适配的限位面A，所述防转安装面A与限位面A形成导电机构的第一定位并防转组合结构；
两个导电机构相向设置，两根中心杆连接后使得安装在两根中心杆内的导电机构的对应的两个导电组件(1)接触连接。
2.根据权利要求1所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：所述导电组件(1)呈杆状，所述导电组件(1)的一端设置有螺纹，导电组件(1)带螺纹的一端安装在顶座(2)上。
3.根据权利要求1所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：所述导电机构还包括套筒(5)，所述顶座(2)、尾座(4)分别安装在套筒(5)的两端，顶座(2)与套筒(5)滑动连接，尾座(4)与套筒(5)固连，所述弹性组件(3)位于套筒(5)与顶座(2)、尾座(4)形成的腔体内。
4.根据权利要求3所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：所述套筒(5)外圆柱面上设有防转安装面B，中心杆的导电机构安装槽中设有相适配的限位面B，所述防转安装面B与限位面B形成导电机构的第二定位并防转组合结构。
5.根据权利要求1所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：所述导电机构还包括导向限位组件(6)，导向限位组件(6)的一端安装在尾座(4)上并穿过尾座(4)的后端面，导向限位组件(6)的另一端穿过尾座(4)的前端面和弹性组件(3)并可活动地穿进顶座(2)内。
6.根据权利要求5所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：所述弹性组件(3)的个数与导向限位组件(6)的个数相对应，每个导向限位组件(6)上套设一个弹性组件(3)，弹性组件(3)的两端分别与顶座(2)的后端面、尾座(4)的前端面接触。
7.根据权利要求6所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：所述导向限位组件(6)有两个，两个导向限位组件(6)与两个导电组件(1)围绕顶座(2)的纵向轴线均匀间隔分布。
8.根据权利要求7所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：所述导向限位组件(6)呈杆状，所述导向限位组件(6)的一端设置有螺纹，导向限位组件(6)带螺纹的一端安装在尾座(4)上。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：导电组件(1)沿纵向轴线方向开设有通腔，电缆或导电杆通过通腔插入导电组件(1)形成滑动电连接，所述导电组件(1)穿过尾座(4)的一端为通腔的开口端，所述导电组件(1)穿过顶座(2)的一端为封闭端，封闭端的端部直径大于后通腔的腔壁直径，封闭端的端部有圆倒角。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种防转压缩预紧对接中心杆导电装置，其特征在于：顶座(2)、尾座(4)、套筒(5)均为绝缘材料。
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