CN221127007U - 线缆接头结构及潜油电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了申请公开了一种线缆接头结构及潜油电机，其中，线缆接头结构包括：用于连接主体设备线缆的线缆接头，设置于主体设备用于固定线缆接头的固定孔，与固定孔连通的平衡腔，及设置于线缆接头与固定孔之间的密封装置。通过在主体设备内设置与固定孔连通的平衡腔，使用前向平衡腔内注满液体，由于液体的不可压缩性，使得密封装置两侧的液压保持平衡，消除密封装置两侧的液压差，从而阻止主体设备外的油液通过密封装置进入主体设备，提升线缆接头结构的密封效果。

Description

线缆接头结构及潜油电机

技术领域

本实用新型涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种线缆接头及潜油电机。

背景技术

油田开采行业里需要在油井内设置油泵和潜油电机，油泵在潜油电机带动下工作，通过与油泵连通的油管将石油从油井内抽到地面。油泵通常要布置在油井的深处，其深度往往超过千米，在该深度的油井内处于高温高压环境。在这种深达地底上千米高温高压环境下，如果潜油电机发生故障维修极为困难，因而为了避免油液通过线缆接头进入潜油电机内部造成电机损坏，要求潜油电机的线缆接头必须具有极高的密封性。

潜油电机的电缆接头固定于电机壳体，线缆接头与电机壳体固定处设有密封结构，通过密封结构来避免外部的油液由线缆接头处进入电机内部。现有的密封结构只能在低压环境下保持密封性能，而油井内的温度和压力是动态变化的，根据地底环境的变化温度和压力随着波动，当压力升高时极易破坏密封结构的密封性能，导致油液进入潜油电机内部损坏电机。

实用新型内容

本实用新型实施例旨在提供一种线缆接头结构及潜油电机，可解决现有技术中线缆接头密封不良的技术问题。

本实用新型实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

根据本申请的第一方面，申请公开了一种线缆接头结构，包括：

线缆接头，用于连接主体设备的线缆；

固定孔，所述固定孔开设于所述主体设备，用于固定所述线缆接头；

平衡腔，所述平衡腔设置于所述主体设备内且与所述固定孔连通，所述平衡腔用于容纳平衡所述线缆接头内外压力的液体；

密封装置，所述密封装置设置于所述线缆接头与所述固定孔之间。

通过在主体设备内设置与固定孔连通的平衡腔，使用前向平衡腔内注满液体，由于液体的不可压缩性，使得密封装置两侧的液压保持平衡，消除密封装置两侧的液压差，从而阻止主体设备外的油液通过密封装置进入主体设备，提升线缆接头结构的密封效果。

在一种可能的实施方式中，所述线缆接头包括固定于所述固定孔的内接头，以及与所述内接头对接的外接头，所述密封装置设置于所述内接头与所述固定孔之间。

这样通过将密封装置设置在内接头，将内接头与固定孔之间的缝隙密封，在密封装置两侧液体压力平衡的情况下，密封装置两侧的液体被隔离开来，避免外部的油液通过内接头与固定孔之间的间隙相互扩散，实现密封效果。

在一种可能的实施方式中，所述线缆接头包括固定于所述固定孔的外接头，以及与所述外接头对接的内接头，所述密封装置设置于所述外接头与所述固定孔之间。

这样通过将密封装置设置在外接头，将外接头与固定孔之间的间隙密封，在密封装置两侧液体压力平衡的情况下，密封装置将两侧的液体隔离开来，使得外部的油液通过外接头与固定孔之间的间隙相互扩散，避免内接头与外接头对接处与外部液体接触，起到密封的效果。

在一种可能的实施方式中，所述外接头包括尾部和端部，所述外接头端部延伸至所述平衡腔内，所述外接头尾部位于所述固定孔内，所述内接头设置于所述平衡腔内。

通过将内接头设置于平衡腔内部，外接头插入平衡腔内与内接头对接，这样主体设备只通过外接头与固定孔之间的间隙与外部连通，由于密封装置两侧的压力平衡，因此只需要在外接头与固定孔内壁之间设置密封装置即可阻断密封装置两侧的液体相互流动，无需对内接头进行密封处理，实现线缆接头密封效果的同时，这样减少需要密封的部位，降低生产成本。

在一种可能的实施方式中，所述固定孔末端设有用于固定所述外接头的第一固定部，所述外接头设有第二固定部，所述第一固定部与所述第二固定部相适配，以使所述外接头与所述固定孔固定连接，所述密封装置设置于所述外接头尾部与所述第二固定部之间。

在一种可能的实施方式中，所述密封装置为具有一定弹性形变能力的密封圈。

由于密封圈具备弹性形变能力，通过密封圈的微小形变即可实现平衡腔内外压力平衡，且不影响密封圈与固定孔及外接头的贴合状态。

在一种可能的实施方式中，所述外接头为实心结构。

通过将外接头设置实心结构，避免油液由外接头内部渗入，提高密封效果，同时可采用一体成型的生产工艺，降低生产难度。

根据本申请的第二方面，本申请还公开了一种潜油电机，包括：壳体；

电机模组，所述电机模组设置于壳体内；

以上所述的线缆接头结构，所述平衡腔设置于所述壳体内，所述主体设备为所述潜油电机。

通过在潜油电机设置线缆接头结构，利用平衡腔内的液体平衡壳体外的压力，以消除密封装置两侧的压差，这样，在两侧压差为零的情况下，密封装置两侧的液体失去了相互流动的动力，这样将密封装置的工作环境由高压变为常压，极大的提升了线缆接头的密封效果。

在一种可能的实施方式中，所述平衡腔为所述电机的集油槽，所述固定孔与所述集油槽连通。

这样通过在电机的集油槽开设固定孔，由集油槽充当平衡腔，无需单独在潜油电机内设置独立的平衡腔，简化产品的结构，降低产品的生产成本。

在一种可能的实施方式中，所述壳体表面还设有用于固定线缆的理线头。

理线头可以将线缆固定到潜油电机的壳体上，避免机组震动引起的线缆变形和移动，增强线缆的稳定性，避免运输和使用中产生剐蹭牵拉等造成的破坏。

在一种可能的实施方式中，所述壳体内还开设有护线舱，所述护线舱的内端与所述固定孔连通，所述护线舱的外端设有与所述理线头相适配的舱口，所述理线头可拆卸的设置于所述舱口。

通过在固定孔外设置护线舱，使得理线头与固定孔之间的线缆接头部分收容在护线舱内，能够隔绝油井外部产生的扰流和震动，对线缆接头部分起到保护作用，避免直接暴露于油井外部导致损坏，延长使用寿命。

在一种可能的实施方式中，所述护线舱的延伸方向与所述壳体表面呈一定夹角，所述壳体表面设有用于埋设所述线缆的布线槽，所述布线槽与所述护线舱连接。

通过将护线舱与壳体呈一定夹角设置，将线缆引向壳体外部，避免线缆弯折，布线槽与护线舱对接，以小角度的弯曲来调整线缆的角度，使线缆能沿着外壳延伸，并能够埋设在线缆槽内，避免凸出在壳体表面引起损伤。

在一种可能的实施方式中，所述线缆接头为单线芯接头，所述线缆接头环绕所述壳体设置多个，所述线缆包括单芯电缆，所述单芯电缆与所述线缆接头对应的独立设置。

通过在壳体表面设置多个单芯电缆及对应的单芯接头，便于潜油电机根据功能需要随时扩容，同时，当线缆出现故障时便于单独对线缆进行更换或维修。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例中，潜油电机的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中，潜油电机的立体剖视图；

图3为图2中A处放大图。

附图标号及对应含义：

壳体1；

线缆2；

线缆接头3、密封圈30、外接头31、外接头端部311、外接头尾部312、第二固定部313；

固定孔4、第一固定部41。

平衡腔5；

理线头6；

护线舱7、舱口70；

布线槽8。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。除非另外定义，本实用新型的实施例中使用的“平行”、“垂直”和“相同”等特征均包括严格意义上的“平行”、“垂直”、“相同”等情况，以及“大致平行”、“大致垂直”、“大致相同”等包含一定误差的情况。例如，上述的“大致”可表示所比较的对象的差值为所比较的对象的平均值的10％，或者5％之内。在本实用新型的实施例的下文中没有特别指出一个部件或元件的数量时，意味着该部件或元件可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。“至少一个”指一个或多个，“多个”指至少两个。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请所公开的一种潜油电机，如图1-图3所示，包括壳体1，设置于壳体1内的机组，以及设置于壳体1的线缆接头结构，设置于壳体1外部的线缆2通过线缆接头结构与机组电连接。线缆接头结构包括用于连接线缆2的线缆接头3，用于固定线缆接头3的固定孔4，与固定孔4连通的平衡腔5，以及设置在电缆接头3与固定孔4之间的密封装置。其中，固定孔4开设于壳体1，平衡腔5位于壳体1内部。平衡腔5用于灌注用来平衡线缆接头3两侧压力的液体。密封装置为套设于线缆接头3的密封圈30，密封圈30为具有一定弹性形变能力的胶圈，密封圈30设置于线缆接头3表面与固定孔4内壁之间，线缆接头3与固定孔4内壁之间的空隙通过密封圈30密封。

现有的线缆接头一侧是油井内的油液，另一侧是充满了空气的潜油电机的内部空间，由于潜油电机内部的空气是组装时留存的，因而该部分空气的气压维持常压状态。当潜油电机投入到油井内后，随着深度的增加，密封装置外部油液的液压逐渐上升，而密封装置另一侧的气压是不变的，这就导致了密封装置两侧压差不断增大，而空气是可压缩的，使得密封装置外部的油液随着压差增大逐渐向潜油电机内部流动，导致密封失效。

而本实施例中，通过在壳体1内设置平衡腔5，潜油电机使用前向平衡腔5内注满液体，再将潜油电机投入油井内。由于液体的不可压缩性，在油井外部的油液作用下，密封圈30产生可忽略不计的微小形变即可导致平衡腔5内的液压快速上升，使得密封圈30两侧的液压保持平衡，消除密封圈30两侧的液压差。由于密封圈具备弹性形变能力，通过密封圈的微小形变即可实现平衡腔内外压力平衡，且不影响密封圈与固定孔及外接头的贴合状态。密封圈30的密封效果与密封圈30两侧的压差强相关，当密封圈30两侧的压差消除时，两侧的液体就失去了由高压侧向低压侧流动的动力，加从而阻止外部油液通过密封圈30进入壳体1内，提升线缆接头3结构的密封效果。

线缆接头3包括固定于固定孔4的内接头(图中未示出)，以及与所内接头对接的外接头31，外接头31与线缆2电连接，内接头与机组电连接，这样通过内接头与外接头31对接，实现机组与外部的电连接，该线缆2可以是用于供电的电源线，也可以是用于传输信号的数据线。外接头31位实心结构，这样避免油液由外接头内部渗入，提高密封效果，同时可采用一体成型的生产工艺，降低生产难度。

在一种实施例中，内接头固定设置在固定孔4内，密封圈30套设在内接头表面，这样密封圈30内侧充满平衡腔5内的液体，密封圈30外侧则是油井内的油液，由于两侧均为液体，等同于不存在压差，因此油井内的油液就不会由密封圈30外侧流向内侧，这样就能实现线缆接头3的密封。

在另一种实施例中，如图3所示，外接头31设置在固定孔4内，密封圈30套设在外接头31表面，这样外接头31表面与固定孔4内壁之间的空隙被密封圈30填充，实现外接头31与固定孔4之间的密封。

采用这种结构，外接头31与内接头连接处接触不到密封圈30外部的油液，这样壳体1外的油液既无法通过密封接头3与固定孔4之间的缝隙进入壳体1，也无法通过外接头31与内接头连接处进入内接头内部，再由内接头内部进入到壳体1内部。因而可以实现线缆接头3的密封效果。

在本实施例中，如图3所示，外接头31包括尾部和端部，外接头端部311延伸至平衡腔5内，外接头尾部312位于平衡腔5外部,外接头端部311插入平衡腔5内与设置于平衡腔5内的内接头对接。其中，密封圈30设置于外接头端部311与外接头尾部312之间。

通过将内接头设置于平衡腔内部，外接头31插入平衡腔5内与内接头对接，这样壳体1内部只通过外接头31与固定孔4之间的间隙与外部连通。由于平衡腔的设置使得密封圈30两侧的压力平衡，因此只需要在外接头31与固定孔4内壁之间设置密封圈30即可阻断密封圈30两侧液体相互流动，无需对内接头进行密封处理，实现线缆接头3密封效果的同时，减少需要密封的部位，降低生产成本和密封难度。

具体地，如图3所示，固定孔4末端设有第一固定部41，外接头31设有第二固定部313，第一固定部41与第二固定部313相适配，以使外接头31与固定孔4固定连接，密封圈30设置于外接头尾部312与第二固定部313之间。其中，第一固定部41为设置于固定孔内壁的内螺纹，第二固定部313为与该内螺纹相适配的外螺纹。

如图2及图3所示，本实施例中，潜油电机的集油槽充当平衡腔5，集油槽是用来存储电机轴承润滑液的装置，集油槽内充满了润滑油，且集油槽内是一个密封的空间。固定孔4开设在集油槽的端盖上，通过固定孔4与集油槽连通。

这样通过在电机的集油槽开设固定孔4，由集油槽充当平衡腔5，无需单独在潜油电机内设置独立的平衡腔5，简化产品的结构，降低产品的生产成本。且采用该结构，无需单独设计潜油电机的内部结构，只要对现有的潜油电机稍加该造既可以适用本实施例中的线缆接头结构，因而本实施例所公开的技术方案兼容现有的潜油电机，适用范围广。

如图1所示，壳体1表面还设有用于固定线缆的理线头6，理线头6具有锁紧螺母，当线缆2穿过理线头6后旋紧锁紧螺母即可将线缆2固定，这样避免机组震动引起的线缆2变形和移动，增强线缆2的稳定性，避免运输和使用中产生剐蹭牵拉等造成的破坏。同时，理线头6对线缆2的延伸方向具有导向作用，使得线缆2按照预定的走向延伸。

由于油井内的原油受到地下环境的影响会不断的扰动，这种扰动极容易对线缆接头3部分的连线造成破坏，导致线缆接头3处线缆断裂或接触不良。

为了解决这一问题，壳体1内还开设有护线舱7，护线舱7的内端与固定孔4连通，护线舱7的外端设有与理线头6相适配的舱口70，理线头6可拆卸的设置于舱口70。具体地，护线舱7内部为圆柱形内腔，其内径远大于线缆2的外径，因而线缆2在护线舱7内的部分卷绕呈一定匝数的线圈设置，这部分线圈作为线缆2的存量，当线缆接头3出的线缆2需要检修时，可以剪去接头部分的线缆，再从护线舱7内抽取线缆2重新接入外接头31。舱口70与理线头6之间采用螺纹连接，这样可以实现快速拆装。

本实施例通过在固定孔4外设置护线舱，使得理线头6与固定孔4之间的线缆2收容在护线舱7内，护线舱7隔绝油井外部产生的扰流和震动，这样将线缆2中最容易损坏的接头部分与外部环境隔离开来，对线缆接头部分起到保护作用，避免直接暴露于油井外部导致损坏，延长使用寿命。

护线舱7的延伸方向与壳体1表面呈一定夹角，壳体1表面设有用于埋设线缆2的布线槽8，布线槽8与护线舱7连接。具体地，护线舱7由壳体1内部延伸至壳体1的表面，其延伸方向与壳体1表面呈一定的夹角。壳体1的表面开设有一定深度的布线槽8，布线槽8与护线舱7衔接，布线槽8的深度可以使得线缆2及理线头6埋设其中，使理线头6与线缆2不凸出壳体1的表面。

这样通过将护线舱7与壳体1呈一定夹角设置，将线缆2引向壳体1外部，避免线缆2又壳体1内部向外牵引时出现弯折，这样不破坏线缆2的外部防护结构，也不会损伤线芯。布线槽8与护线舱7对接，以小角度的弯曲来调整线缆2的角度，使线缆2能沿着外壳1延伸，并能够埋设在线缆槽8内，避免凸出在壳体1表面引起损伤。

此外，现有的潜油电机线缆普遍采用三根电缆并排连接到一起，电缆之间通过有机材料填充固定，并在外侧增加了一层铁皮铠甲，这样形成体积较大的线缆组。这样的结构无法埋设在布线槽8内，对应的接头体积也较大，线缆和线缆接头整体凸出壳体1的表面，降低了潜油电机进入油井的通过率，且极容易导致线缆及接头与井壁发生碰撞，从而造成损伤。另外，由于线缆是多跟线芯采用统一的外部防护结构，当单一线芯出现故障时无法单独进行维修，只能整体拆卸后返厂由专人进行处理，极大的影响了潜油电机的工作效率。

为了解决这一问题，本实施例中的线缆接头3为单线芯接头，对应地，线缆2包括单芯电缆，单芯电缆与线缆接头3对应的独立设置。这样，既缩小了线缆2及线缆接头3的尺寸，使之能够埋设在布线槽8内，增加了潜油电机的入井通过率，并降低了线缆的故障率。同时，线缆出现损坏时，便于现场工作人员对损坏的线缆单独维修，无需返厂，提升潜油电机的工作效率。

本实施例中，线缆接头3环绕壳体1设置多个，便于潜油电机根据功能需要随时扩容，增加潜油电机的功能。

另外，本申请所公开的线缆接头结构并不局限于应用在油田领域，需要在液体环境下保持线缆接头密封的领域均适用，尤其是对于线缆接头处于高压环境下，解决普通的密封结构无法达到密封效果的难题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种线缆接头结构，其特征在于，包括：

线缆接头，用于连接主体设备的线缆；

固定孔，所述固定孔开设于所述主体设备，用于固定所述线缆接头；

平衡腔，所述平衡腔设置于所述主体设备内且与所述固定孔连通，所述平衡腔用于容纳平衡所述线缆接头内外压力的液体；

密封装置，所述密封装置设置于所述线缆接头与所述固定孔的内壁之间。

2.根据权利要求1所述的线缆接头结构，其特征在于，所述线缆接头包括固定于所述固定孔的内接头，以及与所述内接头对接的外接头，所述密封装置设置于所述内接头与所述固定孔之间。

3.根据权利要求1所述的线缆接头结构，其特征在于，所述线缆接头包括固定于所述固定孔的外接头，以及与所述外接头对接的内接头，所述密封装置设置于所述外接头与所述固定孔之间。

4.根据权利要求3所述的线缆接头结构，其特征在于，所述外接头包括尾部和端部，所述外接头端部延伸至所述平衡腔内，所述外接头尾部位于所述平衡腔外，所述密封装置设置于外接头端部与外接头尾部之间。

5.根据权利要求4所述的线缆接头结构，其特征在于，所述固定孔末端设有用于固定所述外接头的第一固定部，所述外接头设有第二固定部，所述第一固定部与所述第二固定部相适配，以使所述外接头与所述固定孔固定连接，所述密封装置设置于所述外接头尾部与所述第二固定部之间。

6.根据权利要求2或3所述的线缆接头结构，其特征在于，所述密封装置为具有一定弹性形变能力的密封圈。

7.一种潜油电机，其特征在于，包括：

壳体；

电机模组，所述电机模组设置于壳体内；

如权利要求1-6任一所述的线缆接头结构，所述平衡腔设置于所述壳体内，所述主体设备为所述潜油电机。

8.根据权利要求7所述的潜油电机，其特征在于，所述平衡腔为所述电机的集油槽，所述固定孔与所述集油槽连通。

9.根据权利要求8所述的潜油电机，其特征在于，所述壳体内还开设有护线舱，所述护线舱的内端与所述固定孔连通，所述壳体表面还设有用于固定线缆的理线头，所述护线舱的外端设有与所述理线头相适配的舱口，所述理线头可拆卸的设置于所述舱口。

10.根据权利要求7-9任一所述的潜油电机，其特征在于，所述线缆接头为单线芯接头，所述线缆接头环绕所述壳体设置多个，所述线缆包括单芯电缆，所述单芯电缆与所述线缆接头对应的独立设置。