CN88102693A - 一种在多导体电缆与井用探头间作机械和电气连接的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在多导体电缆和井用探头之间提供机械和电气连接的连接装置，该连接装置包括一分隔盘，许多插头在其中穿过，在探头一侧它被连到母电气连接器上，在另一侧被连到与电缆的导体进行电气连接的空心棒上，有一用于固定电缆的端部的绝缘套，在其中棒被连到电缆的导体上，套子套在探头体的端部上并用螺母和锁定螺母进行固定，同时在探头体内部和套之间提供密封隔离和提供探头与电缆的电导体的互连。

Description

本发明涉及一种在井用探头与悬挂电缆间作机械和电气连接的连接装置。

钻孔中的测量通常由包含在一个或多个探头中的传感元件来完成，这种探头从地面站放下去并位于能支持探头重量的并由多个导体组成的悬挂电缆的端部，探头中至少有一个带有由作动筒操纵的锚定臂。用于控制作动筒所需的液体由液压系统产生，这种液压系统通常通过电缆导线由地面装置供电的电动机进行驱动。

在井或钻孔里将探头（或多个探头）固定在一给定深度的锚定臂的操作是由通过一个或多个导体联到地面装置的电磁阀装置来实现的。其余的导体则用来将包含在探头中的不同传感元件联接到记录实验室，所述不同传感元件是用来测定在钻孔周围的底土的形成特性的。

在作地震勘探时，希望尽快地得到地震纵断面的详细记录，地震勘探中的这种要求导致使用越来越多的传感元件并把它们分布在一个接一个依次悬挂在下面的探头里。来自不同传感元件的信号通过数据收集装置进行收集。此数据收集装置在将信号通过一根或多根电缆传送到地面地震实验室之前先将信号进行多路传输，数字化和适配化处理。数据收集与地震实验室协同进行。该实验室发送控制和同步信号给井里的接收装置。设置在辅助探头中的每一个传感器（探测器）与通常设置在主探头中的数据收集装置之间的连接是由一种专用的导体来完成的。

这样一种散布得很开的分散电缆的不同部分例如在法国的专利申请FR-2    501    380，2    548    727，2    564    599，EN87/04    365和EN87/04    677已有过描述。

制作由一组探头组成、而这些探头在不同深度上彼此相互分开设置，而且每一个探头中含有大量传感元件的这种分散电缆，不仅在地面记录、控制实验室与主探头之间而且在主探头与辅助探头之间都需要进行大量的连接。

因此有必要提供将许多探头连接到电缆上的越来越复杂的电气连接器（接插件）。

由于探头，特别是用地震勘探法所需要的探头必须下放到几公里深的地方，那里的压力通常在几百巴，温度可能达到200℃到300℃，因此对这种连接件的结构的要求是非常高的。

电缆与探头端部的连接通常由一种由绝缘材料制成的圆盘形原分隔壁形成的密封通道元件来实现。在密封的通道元件中有金属杆穿过，金属杆延伸到分隔壁的两侧。

杆的一侧焊接或绕接在电缆导体上，其另一侧连接在探头内的导体上。

在分隔壁的每一侧上的连接区域，由两块半爿壳体合起来形成的套管进行限定和隔离，以便夹紧电缆和探头体的端部并固定在一起。

在两块半爿壳体之间有密封件以便使腔隔离，并在其中注入绝缘物质。为了使电缆和在每个探头内的不同导体之间的连接是可拆卸的，进一步使用了设置在分隔壁一侧的空腔内的多插头连接器。由于以上原因，制作每个互连都很费时而且困难的。另外，当外部液压很高时，电绝缘是很难维持的，这是由于用不能阻止水流入的两个半爿壳体限定导体的方法所造成的。

本发明的装置克服了上述的缺点。它包括将探头中的导体和多导体电缆的各导体连接起来的电气连接装置及用于将电缆固定在井用探头端部的机械固定装置。

其特征在于：电气连接装置包含一带有管状延伸部分的分隔盘和能穿入这管状延伸部分的母电连接器，分隔盘具有供一组插头用的密封通道，插头的一端插入一组和电缆的导体有电气连接的空心棒上，其另一端则插在和在探头内的导体进行电气连接的电毋连接器的母插座上，机械连接装置包括一个环形套，在其一端具有一装置，该装置有保持电缆的装置，其另一端适合于接受包含能容纳分隔盘和母电连接器的空腔的探头体的端部，机械连接装置包括安全装置和将环形套固定在井用探头体的端部上的装置，有了这些装置就可以通过将环形套和端部拉在一起而在分隔盘和母电气连接器之间形成一正确的电气连接，并将探头体的内部和井进行密封隔离。

利用单体环形套，和利用分隔盘使探头体内部和套作密封隔离，配置在分隔盘的每一侧上的电气连接装置，由例如设置在分隔盘和母电连接器的槽中的螺栓形成的防止错误连接的安全装置，以及装置的不同元件都有特别的形状等等，都有利于简化电导体的连接，并可能在一次操作中，实现电缆的固定、探头体和套的电绝缘和井用探头的导体与多导体电缆的电导体的相互连接。

装置的其它特点和优点通过参考附图阅读实施例的描述将会更加清楚。该实施例仅供说明本发明之用，本发明不局限于该实施例。

图1表示将电缆连到探头端部的装置;

图2是图1连接装置的部分视图，图中示出了另一种有所变化的电缆固定装置。

图3表示该连接装置的截面图。

本装置是用来将多导体电缆1连到井用探头体2的端部的装置，探头体2的端部是管状的，并具有带螺纹部分的第一内腔3，第一内腔3由比它截面小的第二空腔4继续延伸，第三内腔5的截面又比第二内腔4为小。

在第三内腔处，探头体的管壁上有空间间隔为120°的供三个安全螺栓6用的三个径向槽穿过。同样在第二内腔处，探头体的壁上也有三个空间间隔为120°、供三个安全螺栓7用的三个径向槽穿过。安全螺栓6和7带有密封圈8，它的各自的长度选择得它们的端部能从探头体2的内壁9上凸出来。

该装置包含一母电连接器10，它的截面与第三内腔5的截面相配，它的长度则比后者长。连接器10有三个纵向槽11，它的宽度与安全螺栓6相配，其安放位置互相间也各自相距120°，它包含很多母插座9（如图3）。

环12截面比第二内腔4的截面小，它固定在连接器10的周围。该装置还包括一分隔盘13，它的外截面与第二内腔的截面相配。隔盘在一端有带有三个纵向槽15的管状延伸部分，纵向槽15的宽度与安全螺栓7的直径相配，槽的空间位置彼此相距120°，延伸部分14的内截面与母连接器10的外截面相配。密封圈16放在分隔盘四周的环形槽内。

在管状延伸部分11的另一侧，该分隔盘装有包含一纵向槽18的圆的肩状凸出部分17，分隔盘13中有通道，带有密封的公插头19装在其中并从一侧穿通到另一侧。插头的长度比分隔盘的厚度长。它们的数量和放置安排在管状延伸部分侧，当纵向槽11和15彼此相互成延伸状态时（对准时），公插头与母连接器10的插座相啮合。

穿过分隔盘的通道的插头，设计时设计得在高压（如高于100巴）和摄氏几百度的温度下能防止水的渗入。

该装置还包括一环形套20，它的内截面，在第一端部的一侧，与分隔盘13的圆的肩状凸出部17相配。就在这个第一端上，套子有一套环21。一宽度与轴向槽18的宽度相配的安全垫片22，固定在它的第一端部附近的套的内壁上。穿过套环21的尖头螺丝23使分隔盘13在相对于套子20作平移移动时能够固定不动。螺母24可沿套滑动。它有一管状延伸部分25，它的外径与探头体2的第一内腔3的外径相配，并有外螺纹。套20的外壁在它的长度一部分上带有螺纹。外形是环状的锁紧螺母26的内壁带有螺纹，可拧在套20的外螺纹上。

套的内腔27通过两径向孔和外面相通。该径向孔由两个有螺纹的插塞28关闭。在与套环21相对的一端套上有连接电缆用的端部件29，它由通过一圆柱形部分32连在一起的截顶锥体30，31所形成。在端部件的轴线上有一轴向孔33，电缆包括在条带形35外封装内的线束34，整个组件嵌在一合成橡胶密封护套36内。斜形端部31装在护套的下面，在圆柱形部分32上面夹有密封环37。

有一直径与护套的直径相配的孔的管状斜形部件38放在端部件的轴向孔33内。管状斜形部件通过将三个夹紧螺钉或销钉39装进在圆柱形部分32处的端部件中，径向地形成的三个带螺纹的孔40而紧压在条带上。

为安全起见，这三个螺钉39的尺寸选择得当作用在电缆上的轴向拉力超过一给定值时，螺栓就退让。如果只有一只探头，此安全系统用于探头头部，如果有一串几个互相连接的探头放到井里，则此安全系统放在每个探头的头部和把该探头连到放在下面的探头的电缆部分之间。

如是多探头接收装置，电缆部分的端部（图2）就被连到工作时位于其上的另一探头的类似的端部件29上。除去倾斜件38被圆柱形部件41代替，及紧固螺栓由嵌在部件40中所形成的腔内的尖头螺钉42代替以外，连接的方法是相同的，所得到脱开强度比斜面和螺栓提供的强度要大得多。结果是可能的折断总是出现在每个探头的上端部件上。

对这进行了研究，如果各探头中的一个探头被卡住，装置的一部分总是可以取出来。

杆43安装在分隔盘13与每电连接器10相对的一端的不同的分插头19上。电缆1的不同导线34的端部被焊到这些杆上。通过各开口，引入一种液体或糊状电介质，以便使杆43电气绝缘，防止湿气渗入套20内。

在准备阶段，离开探头体2的各导体L和不同的母电连接器10的插座进行电气连接。要连接的电缆的外护皮36和条带35被缩短以便放出的内部电缆的长度要比套的长度大。

在将螺母24和锁定螺母26放在套的周围后，把要连接的电缆放入端部件的开口33内，它的条带35由有斜部件38和紧固螺钉39锁定，然后外护皮安装在端部件29的圆柱形部分的周围，由环37进行夹紧，接着把电缆的不同导线34与杆43进行电气连接。

随着这准备阶段的结束，

-将分隔盘13的不同插头19安装到杆43内，

-将分隔盘紧抵套环21，使其与槽18内的垫片22接合;

-在杆43的相反的一侧，将母电连接器10连接在从分隔盘13中伸出的插头上，同时应注意使在分隔盘的管状延伸部分14和在母电连接器10中形成的两个槽11、15要彼此位于延伸方向上。

-将已组装的部件与探头体的端部相啮合，使安全螺栓6、7与槽啮合，以及

-将螺母24拧入在探头体端部的第一带螺纹的腔3内，然后拧锁紧螺母26以便不同元件相互锁住。

最后，把两个插塞28从套中取出，注入一种绝缘流体如硅有机树脂浆糊，直到空腔27完全注满，然后再插上插塞。至此电连接即迅速完成，而完全没有接错的危险。因为借助拧在探头体端部上的圆柱形轴套来实现连接，所以很容易得到良好的机械刚度和良好的电绝缘的接线。

Claims (8)

1、一种用于将井用探头和多导体电缆进行机械和电气连接的连接装置。探头连接在电缆或钻孔里，该连接装置包括用于将在探头中的不同电导体和多导体电缆导体进行连接的电气连接装置以及用于将电缆固定在井用探头的端部上的机械固定装置，其特征在于电气连接装置包括一具有管状延伸部分的分隔盘和可穿入管状延伸部分的母电连接器，分隔盘中具有供一组插头用的密封通道，在其一侧上插头可以插在一组和电缆的导体进行电气连接的空心棒上，在其另一侧，插头适于插在和在探头内的导体进行电气连接的电母连接器的母插头上；机械连接装置包括一个环形套，在其一端具有保持电缆的装置，在其另一端适合于接受含有能容纳分隔盘和母电连接器的空腔的探头体的端部，机械连接装置包括安全装置和将环形套固定在井用探头体的端部上的装置，利用这些装置，可以通过将环形套和端部拉在一起而在分隔盘和母电气连接器之间形成一正确的电气连接，并将探头体的内部和井进行密封隔离。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的环形套在与端部件相反的一侧上包括一套环，所述的分隔盘包括一在套环侧上适合装入端部件内部的较小截面的部分，所述探头体的端部分包括在互相延伸部分上适于分别接受母电气连接器、分隔盘的管状延伸部分和套环的截面逐步减小的几个凹口。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于：固定装置包括一能在环形套上移动的螺母，它的外壁包括一可拧在最接近于探头件的端部的凹槽的内螺纹上的带螺纹部分，及一能拧在环形套的外螺纹部分上，以便使螺母相对于环形套作横向移动的锁紧螺母。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的安全装置包括适合于在母电气连接器和分隔盘的管状延伸部分中形成的纵向槽内进行啮合的螺栓，这些螺栓和探头体的端部分成一体，在分隔盘上也形成有和环形套成一体并适合于在纵向槽内进行啮合的元件。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于：在分隔盘和端部件之间的环形套的内腔通过有插塞的开口和外面相通，以引入电介质。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于：多导体电缆具有一弹性材料的护皮，机械连接装置包括一用于把所说电缆压紧在端部件内的夹紧装置，和把护皮密封在端部件的外壁上的密封装置。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于：夹紧装置包括一有斜边锁定件和把锁定件固定在多导体电缆上的螺丝。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于：螺丝选择得在十分明确的范围内能阻止多导体电缆的脱开。

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