DE112021006917T5

DE112021006917T5 - Druckdichte elektrische verbindungsschnittstelle

Info

Publication number: DE112021006917T5
Application number: DE112021006917.9T
Authority: DE
Inventors: Robert William Gissler; Stacey Michelle Joiner
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2021-05-03
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2023-11-16
Also published as: GB202314003D0; WO2022235256A1; GB2619234A; US11594828B2; US20220352654A1; NO20230993A1; BR112023017709A2; CA3209734A1

Abstract

Offenbart werden Komponenten und Systeme zur Implementierung von Verbindungen im Bohrloch, zum Beispiel innerhalb eines Bohrlochs. In einigen Ausführungsformen weist ein Bohrlochspleißverbinder mindestens einen Verbinderkörper mit einem Innendurchmesser auf, der einen Hohlraum definiert, in dem mindestens eine Verbinderaufnahme angeordnet ist, und mindestens einen leitenden Mittelstift, der in der mindestens einen Verbinderaufnahme angeordnet ist. Der Bohrlochspleißverbinder schließt ferner mindestens eine Druckhülse ein, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der Druckhülse und einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und eine Druckbarriere zwischen einem Innendurchmesser der Druckhülse und einem Außendurchmesser des Mittelstifts gebildet wird.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf den Bereich der druckdichten elektrischen Schnittstellen und Verbindungen und auf elektrische Verbinder zur Verwendung in Umgebungen mit hohem Umgebungsdruck, wie beispielsweise in Bohrlöchern und in der Tiefsee.
HINTERGRUND
In der Öl- und Gasindustrie werden Bohrlochsysteme und -vorrichtungen eingesetzt, die elektrische Energie benötigen, um die ihnen zugedachten Funktionen auszuführen. Je nach Funktion und Stelle des Systems sind Druckbarrieren erforderlich, wie beispielsweise zwischen Bohrlochkompartimenten, um interne Systeme und Komponenten vor den erheblichen hydrostatischen Drücken in der Tiefe zu schützen. In die Druckbarrieren im Bohrloch sind druckdichte Schotten eingeschlossen, die verschiedene Räume isolieren, in denen sich umweltsensible Ausrüstung wie elektrische und elektronische Ausrüstung befindet. Für die Versorgung der üblicherweise zahlreichen elektrischen Lasten im Bohrloch wird ein Bohrlochversorgungskabel mit mehreren Schnittstellen zu mehreren zusätzlichen elektrischen Leitern und Verbindungen verwendet. Für die Versorgung der elektrischen und elektronischen Ausrüstung, die sich in verschiedenen abgedichteten Kammern entlang eines Bohrstrangs, eines Fertigstellungsstrangs und/oder eines Produktionsstrangs befindet, sind daher abgedichtete Leitungen zwischen druckdichten Kammern erforderlich. Zum Beispiel kann ein abgedichteter Verbinder in einer Druckbarriere, wie einem Schott, installiert werden. Der Verbinder wird üblicherweise in einem Lochprofil installiert, das in ein Teil gefräst wird, das den Verbinder aufnimmt. Ein potenzieller Leckageweg zwischen dem Verbinder und dem zugehörigen Teil wird normalerweise durch Verwendung einer elastomeren Dichtung, einer thermoplastischen Dichtung, einer Metall-auf-Metall-Dichtung oder einer Schweißverbindung abgedichtet.
Die Zuverlässigkeit des Verbinders kann wesentlich erhöht werden, wenn das Potenzial für einen Leckageweg, beispielsweise innerhalb oder außerhalb des Verbinders, minimiert wird. Die Vermeidung von internen und externen Fluid-Leckagen von elektrischen Verbindern wird mit zunehmender Tiefe und entsprechendem hydrostatischen Druck in einem Bohrloch immer schwieriger. Andere Umgebungszustände, wie beispielsweise die Temperatur, können sich ebenfalls negativ auf die Verhinderung von Fluid-Leckagen auswirken, und zwar aufgrund von Veränderungen der Materialeigenschaften von Vorrichtungen wie Elastomer- oder Kunststoffdichtungen, Ringen und anderen Typen von Dichtungskomponenten. Solche Zustände können auch den Kontakt von Metall zu Metall oder die Dichtung von Schweißnähten beeinträchtigen, und zwar sowohl durch die Erweiterung/Kontraktion zu einem bestimmten Zeitpunkt als auch durch die Ermüdung des Metalls über viele Erweiterungs-/Kontraktionszyklen hinweg.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Ausführungsformen der Offenbarung können besser verstanden werden, indem die begleitenden Zeichnungen betrachtet werden.

1 ist ein Systemdiagramm auf hoher Ebene, das ein Wellsystem mit einem elektrischen Verteilernetz im Bohrloch darstellt, das einen oder mehrere druckdichte Verbinder einschließt, die gemäß einiger Ausführungsformen konfiguriert sind;
2A ist ein Querschnittsdiagramm, das einen elektrischen Verbinder veranschaulicht, der gemäß einiger Ausführungsformen ein integriertes Außengehäuse aufweist;
2B ist ein teilweiser Querschnitt und ein teilweises Schnittdiagramm, das einen elektrischen Verbinder gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht;
3A ist ein teilweiser Querschnitt und ein teilweises Schnittdiagramm, das einen elektrischen Verbinder gemäß einiger Ausführungsformen darstellt;
3B ist ein teilweiser Querschnitt und ein teilweises Schnittdiagramm, das einen elektrischen Verbinder gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht; und
4A und 4B sind teilweise Querschnitts- und teilweise Schnittdarstellungen, die einen elektrischen Verbinder gemäß einiger Ausführungsformen darstellen.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung schließt Beispielsysteme, Verfahren, Techniken und Programmabläufe ein, die Aspekte der Offenbarung verkörpern. Es ist jedoch zu verstehen, dass diese Offenbarung auch ohne eines oder mehrere dieser spezifischen Details praktiziert werden kann. Well bekannte Anweisungen, Protokolle, Strukturen und Techniken wurden nicht detailliert dargestellt, um die Beschreibung nicht zu verkomplizieren.
Übersicht
Die offenbarten Ausführungsformen schließen elektrische Verbinder ein, die so konfiguriert sind, dass sie Bohrlochsysteme und Komponenten mechanisch und elektrisch verbinden, die durch Druckbarrieren getrennt sein können, die die elektrischen Verbinder umschließen können oder auch nicht. Die elektrischen Verbinder können zum Beispiel in einem druckdichten Bohrlochschott installiert werden, damit eine elektrische Energie- oder Signalleitung durch das Schott zwischen Abteilen hindurchgehen kann, die potenziell unterschiedlichen Fluiddrücken und/oder anderen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. In einigen Ausführungsformen kann ein elektrischer Verbinder als integrale, einteilige Einheit konfiguriert sein, in der beide Enden einer Spleißschnittstelle untergebracht sind. Die Struktur des Einzelkörpers (z. B. integrierter Formkörper) verhindert, dass externer Fluiddruck in die Verbindung eindringt, die ferner eine Glaskeramikhülse umfassen kann, die ein Paar Glas-Metall-Verbindungen bildet, die verhindern, dass Fluiddruck in die Verbindung eindringt. Wie hierin verwendet, kann eine Glaskeramikhülse ein Glas- oder Keramikmaterial oder eine Kombination aus beiden umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann ein elektrischer Verbinder als Dry-Mate-Verbinderbaugruppe konfiguriert sein, die ein äußeres Gehäuse und interne Drucksperrkomponenten einschließt, die eine interne lösbare Verbindungsschnittstelle vor Fluiddrücken außerhalb und möglicherweise innerhalb eines Versorgungskabels schützen, mit dem der Verbinder gekoppelt oder anderweitig integriert ist. Die Druckdichtungskomponenten können so konfiguriert werden, dass sie gleichzeitig die elektrische Verbindung erleichtern, um die Leitfähigkeit und die Zuverlässigkeit der Verbindung über den Verbinder zu maximieren. Der Dry-Mate-Spleißverbinder kann sowohl für Kabel-zu-Kabel-Verbindungen als auch für elektrische Kabel-zu-Komponenten-Verbindungen konfiguriert werden, wie beispielsweise für eine Kabelkopfverbindung zwischen einem Kabel der Energieversorgung im Bohrloch und einer oder mehreren elektrischen und elektronischen Vorrichtungen im Bohrloch.
Die offenbaren Spleißverbinder können als Schottverbinder implementiert werden, der eine Leiterkontaktschnittstelle aufweist, die zwischen einem Paar gegenüberliegender Gegenenden gekoppelt ist und bei dem mindestens ein Gegenende vom Schottverbinder getrennt werden kann. In einem Aspekt umfasst ein Spleißverbinder einen dreiteiligen Körperverbinder, bei dem eine mittlere Hülse an ein gegenüberliegendes Paar von Verbinderkörpern mit inneren aufnahmefähigen Hohlräumen geschweißt oder anderweitig gekoppelt ist. Die internen Aufnahmehohlräume sind so konfiguriert, dass sie Verbinderaufnahmen enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie die jeweiligen Mittelstifte, die jedes Ende der Spleißung bilden, schützend aufnehmen. Mindestens ein Abschnitt einer Spleißschnittstelle wird innerhalb des zylindrischen Innendurchmessers (ID) der mittleren Hülse gebildet. In einigen Ausführungsformen schließt die Spleißschnittstelle die mittlere Hülse und eine oder mehrere interne Fluiddruckbarrieren ein, die innerhalb des Innendurchmessers der mittleren Hülse angeordnet sind. Die Spleißschnittstelle kann beispielsweise Glaskeramikhülsen einschließen, die um den Außendurchmesser (OD) der Mittelstifte jedes Verbinderendes und innerhalb des ID der jeweiligen axialen Ausdehnung der Verbinderenden angeordnet sind. In dieser ringförmigen Anordnung werden zwei zylindrische Fluiddruckbarrieren als Glas-Metall-Verbindungen zwischen den Innendurchmessern der Glaskeramikhülsen und den Außendurchmessern der Mittelstifte sowie den Außendurchmessern der Glaskeramikhülsen und den Innendurchmessern der axialen Erstreckungen der Verbinderkörper gebildet.
Beispielhafte Veranschaulichungen
1 ist ein Blockdiagramm auf hoher Ebene, das ein Wellsystem 100 mit einem elektrischen Verteilungsnetz im Bohrloch darstellt, das eine elektrische Verbindungsschnittstelle implementiert, die gemäß einiger Ausführungsformen einen oder mehrere druckdichte Verbinder einschließt. Das Wellsystem 100 schließt im Allgemeinen einen Bohrlochkopf 102 ein, der eine Terminierung an der Oberfläche eines Bohrlochs 107 darstellt, das beispielsweise durch Bohren in unterirdischen Schichten 115 entstanden ist. Der Bohrlochkopf 102 schließt Systeme und Komponenten ein, die für die Implementierung von Fertigstellungs- und/oder Produktionsbetrieben konfiguriert sind. Bei Ausführungsformen, in denen das Wellsystem 100 für Fertigstellungsarbeiten konfiguriert ist, kann der Bohrlochkopf 102 Systeme und Komponenten enthalten, die für die Installation der Verrohrung während des Baus des Produktionsbohrlochs konfiguriert sind. Der Bohrlochkopf 102 kann auch Systeme und Komponenten einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie die Produktionsinfrastruktur installieren, beispielsweise Produktionsrohre, die miteinander verbunden und im Bohrloch 107 installiert werden, um einen Produktionsstrang 106 zu bilden. Während des Produktionsbetriebs bilden die Rohre im Produktionsstrang 106 den primären Ablauf, durch den die Fluide im Bohrloch, wie beispielsweise Kohlenwasserstofffluide, von der/den Formation(en) in den unterirdischen Schichten 115 durch den Bohrlochkopf 102 zur Oberfläche strömen. Zur Erleichterung des Produktionsbetriebs und/oder des Fertigstellungsbetriebs schließt das Wellsystem 100 elektronische und elektrische Systeme und Komponenten ein, die im Bohrloch 107 eingesetzt werden.
Die dargestellten elektronischen und elektrischen Systeme und Komponenten innerhalb des Brunnensystems 100 können mehrere Ablaufsteuervorrichtungen wie Pumpen, Ventile, Düsen, Aktuatoren sowie andere Vorrichtungen einschließen, die elektrisch betätigt und betrieben werden. Zusätzlich zu den Vorrichtungen, die mehr Energie verbrauchen, wie beispielsweise Pumpen und Ventile im Bohrloch, kann das Wellsystem 100 eine Anzahl elektrischer Vorrichtungen mit geringerer Energie im Bohrloch einschließen, wie beispielsweise Messinstrumente im Bohrloch, wie beispielsweise permanente Bohrlochmessgeräte (PDGs), Beschleunigungsmesser, Widerstands-, Gamma- oder Neutronenmessgeräte, Dichte- oder andere Mess- oder Überwachungsvorrichtungen. Um die unterschiedlichen und räumlich getrennten Lasten effizient mit Energie zu versorgen, ist das Wellsystem 100 so konfiguriert, dass es eine halb-unabhängige Energieversorgung für bestimmte Energieverteilungszonen bereitstellt, die die jeweiligen Sätze von Lasten und lokalen Stromversorgungen einschließt. Zu diesem Zweck schließt das Wellsystem 100 die Verteilungszonen 110, 112 und 114 ein.
Jede der Leistungsverteilungszonen 110, 112 und 114 schließt mehrere elektrisch betriebene Systeme und Komponenten (Lasten) ein und kann ferner eine oder mehrere lokale Energieversorgungen wie Spannungsregler/-umwandler einschließen. Die Verteilungszone 112 schließt beispielsweise Lasten ein, die als Ablaufsteuervorrichtungen 120 und permanente Bohrlochmessgeräte 122 konfiguriert sind. Die Verteilungszone 112 schließt ferner eine lokale Energieversorgung 128 ein, die den Lasten innerhalb der Zone Energie bereitstellt.
Der Einfachheit und Klarheit der Veranschaulichung und Beschreibung halber ist in 1 ausdrücklich nur eine begrenzte Anzahl elektrischer und elektronischer Vorrichtungen im Bohrloch dargestellt. Üblicherweise schließt das Wellsystem 100 viele elektrische und elektronische Komponenten im Bohrloch ein, die jeweils zu aktiven elektrischen Lasten werden, wenn sie während der Fertigstellungs-/Förderungsarbeiten im Bohrloch aktiviert werden. Um die erforderlichen Spannungs- und Stromwerte zu liefern, schließt das Wellsystem 100 eine Energieversorgung ein, die eine elektrische Energiequelle 118 und ein Leistungskabel umfasst, das als Rohr-gekapseltes Leiterkabel (TEC) 124 eingeschlossen ist. Das TEC-Kabel 124 umfasst einen Mittelleiter, beispielsweise einen massiven oder verseilten Kupferleiter, der von einer oder mehreren metallischen Abschirm- und Isolierschichten umgeben ist. Das TEC-Kabel 124 ist als permanentes oder semipermanentes Bohrlochkabel für die Energieversorgung von Bohrlochsystemen und Komponenten wie den Leistungsverteilungszonen 110, 112 und 114 über Verbinderköpfe konzipiert und installiert. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der elektrischen Energiequelle 118 um ein Oberflächensystem, wie beispielsweise ein Generatorsystem, das einen Satz von Generator-LKWs, fluidbetriebene Turbinen und/oder photoelektrische Solargeneratoren umfasst, die in der Nähe des Bohrlochkopfes 102 positioniert sind. Die elektrische Energiequelle 118 kann auch oder alternativ eine Powerline-Stromquelle wie eine Powerline-Verbindung oder -Schnittstelle einschließen. Die von der elektrischen Energiequelle 118 bezogene und abgegebene elektrische Energie kann eine beliebige Kombination aus Gleich- und/oder Wechselstrom sein.
Die elektrische Bohrlochversorgung des Wellsystems 100 kann mehrere Energieversorgungseinheiten einschließen, darunter die Leistungsverteilungseinheit 128 in der Leistungsverteilungszone 112 und ähnliche Einheiten in den Verteilungszonen 110 und 114. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Versorgung der Bohrlochlasten mit den erforderlichen Spannungs-/Stromstärken vom TEC-Kabel 122 über die lokalen Einheiten, die als Spannungsregler einschließlich Spannungswandler konfiguriert werden können. Die verschiedenen Typen von elektrisch betriebenen Bohrlochlasten weisen einen unterschiedlichen Energiebedarf auf und befinden sich an sehr unterschiedlichen Stellen entlang des Bohrlochs 107.
Die Verteilung der elektrischen Energie von der Oberfläche zu den Bohrlochlasten, beispielsweise in den Verteilungszonen 110, 112 und 114, erfordert elektrische Verbindungen, wie beispielsweise Spleißverbindungen, die eine Vielzahl verschiedener elektrischer und/oder Signalleitungen verbinden. Die Verbindungen können auf verschiedene Art und Weise implementiert und/oder bezeichnet werden, wie beispielsweise als elektrische Kupplung, Verbindung, Spleißverbinder usw. Elektrische Verbindungen, wie beispielsweise Spleißverbindungen zwischen Strom-/Signalleitungen, können verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zwischen verschiedenen Regionen oder Abteilungen innerhalb des Bohrlochs 107 bereitzustellen, zwischen denen umweltbedingte und/oder designbedingte Diskontinuitäten in Betriebszuständen wie Druck und Temperatur bestehen können. Beispielsweise können verschiedene betriebsmäßige Regionen wie die dargestellten Verteilungszonen 110, 112 und 114 und/oder elektrische Komponenten innerhalb der Zonen voneinander druckisoliert sein, beispielsweise durch Kompartimenttrennwände.
Die elektrischen Verbindungen zwischen solchen ansonsten voneinander isolierten Zonen oder Komponenten können ein gewisses Maß an externer Isolierung gegenüber äußeren Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise potenziell extremen hydrostatischen Fluiddrücken, erfordern. In der dargestellten Ausführungsform kann das TEC-Kabel 124 ein Druckrohr einschließen, das eine äußere Schutzschicht bildet, die dazu dient, die Migration von externen Fluiden innerhalb des Bohrlochs 107 in seine innere Struktur zu verhindern. In ähnlicher Art und Weise und gemäß den hierin dargestellten Ausführungsformen können elektrische Spleißverbindungen optimiert werden, indem eine sekundäre Fluiddruckbarriere eingeschlossen wird, die verhindert, dass externer Fluiddruck, der auf einer oder beiden Seiten der Verbindung sehr hoch sein kann, in die interne elektrische Verbindungsschnittstelle (d. h. die Spleißschnittstelle) eindringt. Die offenbarten Ausführungsformen schließen auch Anordnungen von Komponenten und Merkmalen ein, um die interne Migration von potenziell unter hohem Druck stehendem Fluid entlang der internen Struktur einer elektrischen Leitung oder eines Kabels zu verringern oder zu beseitigen. Beispielsweise kann das TEC-Kabel 124 durchbrochen werden, möglicherweise an einer Verbinderschnittstelle, und das daraus resultierende unter Druck stehende Fluid kann entlang des Kabels durch eine oder mehrere Verbindungsschnittstellen nach oben strömen, ohne dass innerhalb der Schnittstellen angemessene Fluiddruckbarrieren vorhanden sind.
Die Energieversorgung wird von den jeweiligen lokalen Energieversorgungen über das TEC-Kabel 124 empfangen und an verschiedene Stellen im Bohrloch, wie beispielsweise in den Verteilungszonen 110, 112 und 114, übertragen. Die Abgabe von Energie entlang des TEC-Kabels 124 und vom TEC-Kabel 124 an die lokale Energieversorgung kann Spleißverbindungen erfordern, wie sie in der Nähe der Energieversorgungseinheit 128 dargestellt sind. Die Energieversorgung wird über eine Leitung im TEC-Kabel 124 übertragen, das, wie dargestellt, über einen Spleißverbinder 134 von einer stromaufwärts gelegenen Leitung 138 zu einer nachgelagerten Leitung 140 gespleißt werden kann. Wie ferner gezeigt, ist ein Spleißverbinder 132 so konfiguriert, dass er die Versorgung vom TEC-Kabel 124 elektrisch und mechanisch mit der Energieversorgung 128 koppelt, die in einem Energieversorgungsgehäuse 130 angeordnet ist. Wie in 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B detailliert dargestellt und beschrieben, schließen die Spleißverbinder 132 und 134 Komponenten ein, die eine Spleißschnittstelle, wie beispielsweise die Spleißschnittstelle 136, einschließen, die so angeordnet und konfiguriert ist, dass das Eindringen von externen Fluiden unter Druck verhindert wird. Die Spleißverbinder schließen ferner Komponenten ein, die so angeordnet und konfiguriert sind, dass sie verhindern, dass der Fluiddruck intern von einer Seite des Verbinders zur anderen durchbricht.
2A ist ein Querschnittsdiagramm, das einen elektrischen Spleißverbinder 200 veranschaulicht, der gemäß einigen Ausführungsformen ein integriertes Außengehäuse aufweist. Wie dargestellt, schließt der Spleißverbinder 200 ein einzelnes integriertes Verbindergehäuse 202 ein, in dem die anderen Komponenten, einschließlich der Spleißschnittstellen, untergebracht sind. Der Verbinderkörper 202 kann als eine einzige maschinell bearbeitete/geformte Einheit aus einem oder mehreren Materialien hergestellt werden, die eine ausreichende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen und ein Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Flexibilität bieten. Der Verbinderkörper 202 kann beispielsweise eine Stahllegierung umfassen, deren Materialeigenschaften eine gewisse Steifigkeit aufweisen, um einen ausreichenden Widerstand gegen ein inneres Zusammenklappen durch potenziell hohe externe Fluiddrücke an potenziell hochtemperierten Stellen im Bohrloch bereitzustellen. Das strukturelle Design des Verbinderkörpers 202 als eine einzige integrierte Einheit ohne geschweißte oder anderweitig mechanisch gekoppelte Nähte stellt eine optimale Druckbarriere gegen das Eindringen von externen, unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten in die innere Struktur des Spleißverbinders 200 dar.
Die innere Struktur des Spleißverbinders 200 befindet sich in einem Hohlraum, der durch den Innendurchmesser (ID) des Verbinderkörpers 202 definiert ist. Die interne Struktur schließt eine symmetrische Anordnung von internen Leitern und Komponenten der Gewürzschnittstelle ein, die so konfiguriert sind, dass sie die Leitungsleiter elektrisch koppeln. In der dargestellten Ausführungsform schließt die innere Struktur ein Paar von Verbinderaufnahmen 203 und 205 ein, die an jedem gegenüberliegenden Ende des Spleißverbinders 200 angeordnet sind. Die Verbinderaufnahme 203 schließt eine Buchsenhülse 204 ein, die so konfiguriert ist, dass sie eine (nicht ausdrücklich dargestellte) Leiterbahn, die verbunden werden soll, aufnimmt und schützt. Die Verbinderaufnahme 203 schließt ferner eine Endkupplung 206 ein, die so konfiguriert ist, dass sie mechanisch mit einer entsprechenden Kupplung für den Leitungsleiter gekoppelt werden kann. In ähnlicher Art und Weise schließt die gegenüberliegende Verbinderaufnahme 205 eine Aufnahmehülse 208 und einen Endverbinder 210 ein, die so konfiguriert sind, dass sie eine andere zu spleißende Leitung empfangen, aufnehmen und anbringen können.
Der Spleißverbinder 200 schließt ferner eine Spleißschnittstelle 212 ein, die so konfiguriert ist, dass sie die beiden in den Verbinderaufnahmen 203 und 205 enthaltenen Leitungsleiter elektrisch verbindet. Die Spleißschnittstelle 212 umfasst einen leitenden Mittelstift 213, der sich in axialer Richtung zwischen den Aufnahmehülsen 204 und 208 erstreckt und darin zentriert ist. Der Mittelstift 213 kann ein hoch leitfähiges und ausreichend steifes metallisches Material umfassen, wie beispielsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung, rostfreien Stahl oder eine Nickellegierung oder eine andere korrosionsbeständige Legierung. Die Enden des Mittelstifts 213 sind jeweils mit einer der beiden zu spleißenden Leiterbahnen innerhalb der Spleißschnittstelle 212 verbunden.
Die Spleißschnittstelle 212 umfasst konzentrisch angeordnete Komponenten, wie beispielsweise einen Mittelteil des Verbinderkörpers 202, der um einen Mittelteil des Mittelstifts 213 angeordnet ist. Die Spleißschnittstelle 212 schließt ferner Komponenten ein, die so angeordnet und konfiguriert sind, dass verhindert wird, dass unter Druck stehendes Fluid zwischen den Verbinderaufnahmen 203 und 205 über die Spleißschnittstelle 212 in beide Richtungen wandert. Zu diesem Zweck schließt die Spleißschnittstelle 212 eine Druckhülse 214 ein, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers 202 des Mittelabschnitts und einem Außendurchmesser (OD) des Mittelstifts 213 angeordnet ist. Die Innen- und Außenkontur der Druckhülse 214 stimmt im Wesentlichen mit der Kontur der gegenüberliegenden Oberflächen des Verbinderkörpers 202 und des Mittelstifts 213 überein, um maximale Kontaktfugen bereitzustellen. Um den Fluiddruckwiderstand ferner zu erhöhen, kann die Druckhülse 214 aus einem mikro-amorphen, aber im Wesentlichen makro-starren Material wie Glas hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Druckhülse 214 ein polykristallines Material umfassen, das kristalline Regionen und amorphe Regionen aufweist, wie beispielsweise eine Glaskeramik.
Die ringförmige Anordnung der Druckhülse 214 zwischen dem Mittelstift 213 und dem Verbinderkörper 202 führt zu einem Paar länglicher, zylindrischer Druckbarrieren, die als Glas-Metall-Verbindungen konfiguriert sind. Eine erste Druckbarriere 216 ist als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außenrand der Druckhülse 214 und dem Innenrand eines Abschnitts des Verbinderkörpers 202 ausgebildet, und eine zweite Druckbarriere 218 ist als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innenrand der Druckhülse 214 und dem Außenrand eines Abschnitts des Mittelstifts 213 ausgebildet. Die Druckbarrieren 216 und 218 stellen einen erheblichen Widerstand gegen das Eindringen von Fluiden zwischen den Enden der inneren Struktur des Spleißverbinders 200 bereit.
Um den Widerstand gegen das Eindringen von Fluid zu erhöhen, schließt der Spleißverbinder 200 ferner zylindrische Rillen in den Verbinderkörper 202 ein, die ein ausfallsichereres Design für den Fall bereitstellen, dass eine Seite des Spleißverbinders durch unter hohem Druck stehendes Fluid durchbrochen wird. Zum Beispiel schließt der Verbinderkörper 202 eine zylindrische Rille 222 ein, die um das Ende der Druckhülse 214 in der Nähe des inneren axialen Endes der Aufnahmehülse 204 angeordnet ist. In Übereinstimmung mit der zweiseitig symmetrischen Konfiguration schließt der Verbinderkörper 202 ferner eine zylindrische Rille 224 ein, die um das Ende der Druckhülse 214 in der Nähe des inneren axialen Endes der Aufnahmehülse 204 angeordnet ist. Bei den Rillen 222 und 224 kann es sich um leere zylindrische Räume handeln, die sich von den Enden der Aufnahmehülsen 204 bzw. 208 aus erstrecken, oder sie können eine geflanschte Verlängerung der Enden der Aufnahmehülsen enthalten. In beiden Fällen, wenn unter Druck stehendes Fluid in eine Seite des Spleißverbinders 200 eindringt, ist eine der Rillen 222 und 224 auf dieser Seite so konfiguriert, dass zusätzlicher Druck auf das entsprechende Ende der Druckhülse 214 ausgeübt wird, um zu verhindern, dass das Fluid zum anderen Ende des Verbinders hinüberwandert. So strömt beispielsweise unter Druck stehendes Fluid, das in die Verbinderaufnahme 203 oder andere Komponenten auf dieser Seite der inneren Struktur des Spleißverbinders 200 eindringt, in die Rille 222 und übt eine radial nach innen gerichtete Kraft auf den schmalen Streifen aus Körpermaterial zwischen der Rille 222 und der Druckhülse 214 aus. Das Material des Verbinderkörpers weist aufgrund der engen Kontur eine ausreichende Flexibilität auf, um den nach innen gerichteten radialen Druck auf die Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser des Verbinderkörpers 202 und dem Außendurchmesser der Druckdichtung 214 zu übertragen.
Ausführungsformen können ferner Spleißverbinder einschließen, die ein mehrteiliges Design aufweisen. 2B ist ein teilweiser Querschnitt und ein teilweises Schnittdiagramm, das ein elektrisches Spleißverbinder 250 veranschaulicht, der gemäß einigen Ausführungsformen ein dreiteiliges äußeres Körperdesign aufweist. Der Spleißverbinder 250 schließt eine externe Verbinderstruktur ein, die einen ersten Verbinderkörper 252 und einen zweiten Verbinderkörper 254 umfasst, die jeweils Komponenten einschließen, die Komponenten einer Spleißschnittstelle für einen entsprechenden Stiftverbinder enthalten. Die äußere Struktur des Spleißverbinders 250 schließt ferner eine Mittelhülse 266 ein, die axial zwischen den Verbinderkörpern 252 und 254 angeordnet ist. Die Verbinderkörper 252 und 254 und die Mittelhülse 266 können als separate Einheiten aus einem oder mehreren Werkstoffen hergestellt werden, die eine ausreichende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen und ein Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Flexibilität bieten. Beispielsweise können die Verbinderkörper 252 und 254 und die Mittelhülse 266 eine Stahllegierung umfassen, deren Materialeigenschaften eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um einen ausreichenden Widerstand gegen ein inneres Zusammenklappen bei potenziell hohen externen Fluiddrücken an potenziell hochtemperierten Stellen im Bohrloch bereitzustellen. Die Verbinderkörper 252 und 254 und die Mittelhülse 266 können mechanisch und materiell gekoppelt sein, wie beispielsweise durch Schweißnähte 268 und 270, die im Wesentlichen flüssigkeitsdichte Nähte darstellen, die eine Druckbarriere gegen das Eindringen von Hochdruckflüssigkeiten von außen in die innere Struktur des Spleißverbinders 250 bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Mittelhülse 266 durch additive Fertigung (3D-Druck) mit den Verbinderkörpern 252 und 254 gekoppelt werden. Dieser Prozess kann die gerichtete Energieabscheidung einschließen, wie beispielsweise das direkte Metall-Lasersintern, das direkte Metall-Laserschmelzen oder das Elektronenstrahlschmelzen.
Die innere Struktur des Spleißverbinders 250 befindet sich in den jeweiligen inneren Hohlräumen, die durch die Innendurchmesser der Verbinderkörper 252 und 254 definiert sind. Die interne Struktur schließt eine symmetrische Anordnung von internen Leitern und Komponenten der Gewürzschnittstelle ein, die so konfiguriert sind, dass sie die Leitungsleiter elektrisch koppeln. Die interne Struktur schließt ein Paar von Verbinderaufnahmen 253 und 255 ein, die an jedem gegenüberliegenden Ende des Spleißverbinders 250 angeordnet sind. Die Verbinderaufnahme 253 schließt eine Buchsenhülse 258 ein, die so konfiguriert ist, dass sie eine (nicht ausdrücklich dargestellte) Leiterbahn, die verbunden werden soll, aufnimmt und schützt. Die Verbinderaufnahme 253 schließt ferner eine Endkupplung 260 ein, die so konfiguriert ist, dass sie mechanisch mit einer entsprechenden Kupplung für den Leitungsleiter gekoppelt werden kann. In ähnlicher Art und Weise schließt die gegenüberliegende Verbinderaufnahme 255 eine Buchsenhülse 262 und einen Endverbinder 264 ein, die so konfiguriert sind, dass sie eine andere zu spleißende Leitung empfangen, aufnehmen und anbringen können.
Der Spleißverbinder 250 schließt ferner eine Spleißschnittstelle 256 ein, die so konfiguriert ist, dass sie die beiden in den Verbinderaufnahmen 253 und 255 enthaltenen Leitungsleiter elektrisch verbindet. Die Spleißschnittstelle 256 umfasst einen leitenden Mittelstift 271, der sich in axialer Richtung zwischen den Aufnahmehülsen 258 und 262 erstreckt und darin zentriert ist. Der Mittelstift 271 kann ein hoch leitfähiges und ausreichend steifes metallisches Material umfassen, wie beispielsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung, rostfreien Stahl oder eine Nickellegierung oder eine andere korrosionsbeständige Legierung. Die Enden des Mittelstifts 271 sind jeweils mit einer der beiden zu spleißenden Leiterbahnen innerhalb der Spleißschnittstelle 256 verbunden.
Die Spleißschnittstelle 256 umfasst konzentrisch angeordnete Komponenten einschließlich der Mittelhülse 266, die um den Mittelstift 271 herum angeordnet ist. Die Spleißschnittstelle 256 schließt ferner Komponenten ein, die so angeordnet und konfiguriert sind, dass verhindert wird, dass unter Druck stehendes Fluid zwischen den Verbinderaufnahmen 253 und 255 über die Spleißschnittstelle 256 in beide Richtungen wandert. Zu diesem Zweck schließt die Spleißschnittstelle 256 eine Druckhülse 272 ein, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser der mittleren Hülse 266 und einem Außendurchmesser des Mittelstifts 271 angeordnet ist. Die innere und äußere Kontur der Druckhülse 272 stimmt im Wesentlichen mit der Kontur der gegenüberliegenden Oberflächen der Mittelhülse 266 und des Mittelstifts 271 überein, um maximale Kontaktfugen bereitzustellen. Um den Fluiddruckwiderstand ferner zu erhöhen, kann die Druckhülse 272 aus einem mikro-amorphen, aber im Wesentlichen makro-starren Material wie Glas hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Druckhülse 272 ein polykristallines Material umfassen, das kristalline Regionen und amorphe Regionen aufweist, wie beispielsweise eine Glaskeramik.
Durch die ringförmige Anordnung der Druckhülse 272 zwischen dem Mittelstift 271 und der Mittelhülse 266 entsteht ein Paar länglicher, zylindrischer Druckbarrieren, die als Glas-Metall-Verbindungen konfiguriert sind. Eine erste Druckbarriere 274 ist als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außenrand der Druckhülse 272 und dem Innenrand der Mittelhülse 266 ausgebildet, und eine zweite Druckbarriere 276 ist als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innenrand der Druckhülse 272 und dem Außenrand eines Abschnitts des Mittelstifts 271 ausgebildet. Die Druckbarrieren 274 und 276 stellen einen erheblichen Widerstand gegen das Eindringen von Fluiden zwischen den Enden der inneren Struktur des Spleißverbinders 250 bereit. Ähnlich wie der Spleißverbinder 200 schließt der Spleißverbinder 250 ferner zylindrische Rillen 280 und 282 in den Gehäusen 252 und 254 ein, die ein ausfallsichereres Design bereitstellen, falls eine Seite des Spleißverbinders durch ein unter hohem Druck stehendes Fluid durchbrochen wird.
Die in 2A dargestellte Ausführungsform stellt eine nahtlose äußere Druckbarriere und eine einzelne Druckhülse zwischen den Enden des Spleißverbinders bereit. Die in 2B dargestellte Ausführungsform stellt eine äußere Drucksperre mit Schweißnaht und, wie bei der Ausführungsform in 2A, eine einzelne Druckhülsenbarriere zwischen den Enden des Spleißverbinders bereit. 3A ist ein teilweiser Querschnitt und ein teilweises Schnittdiagramm, das einen elektrischen Spleißverbinder 300 darstellt, der gemäß einigen Ausführungsformen einen mehrteiligen äußeren Körper und mehrere innere Druckhülsenbarrieren einschließt. Der Spleißverbinder 300 schließt eine externe Verbinderstruktur ein, die einen ersten Verbinderkörper 302 und einen zweiten Verbinderkörper 304 umfasst, die jeweils Komponenten einschließen, die Komponenten einer Spleißschnittstelle für einen entsprechenden Stiftverbinder enthalten. Die äußere Struktur des Spleißverbinders 300 schließt ferner eine Mittelhülse 306 ein, die axial zwischen den Verbinderkörpern 302 und 304 angeordnet ist. Die Verbinderkörper 302 und 304 und die Mittelhülse 306 können als separate Einheiten aus einem oder mehreren Werkstoffen hergestellt werden, die eine ausreichende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen und ein Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Flexibilität bieten. Beispielsweise können die Verbinderkörper 302 und 304 und die Mittelhülse 306 eine Stahllegierung umfassen, deren Materialeigenschaften eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um einen ausreichenden Widerstand gegen ein inneres Zusammenklappen bei potenziell hohen externen Fluiddrücken an potenziell hochtemperierten Stellen im Bohrloch bereitzustellen. Die Verbinderkörper 302 und 304 und die Mittelhülse 306 können mechanisch und materiell gekoppelt werden, wie beispielsweise durch Schweißnähte, die im Wesentlichen flüssigkeitsdichte Nähte darstellen, die eine Druckbarriere gegen das Eindringen von externen Hochdruckflüssigkeiten in die innere Struktur des Spleißverbinders 300 bereitstellen.
Die innere Struktur des Spleißverbinders 300 befindet sich in den jeweiligen inneren Hohlräumen, die durch die Innendurchmesser der Verbinderkörper 302 und 304 definiert sind. Die interne Struktur schließt eine symmetrische Anordnung von internen Leitern und Komponenten der Gewürzschnittstelle ein, die so konfiguriert sind, dass sie die Leitungsleiter elektrisch koppeln. Die interne Struktur schließt ein Paar von Verbinderaufnahmen 308 und 310 ein, die an jedem gegenüberliegenden Ende des Spleißverbinders 300 angeordnet sind. Der Spleißverbinder 300 schließt ferner eine Spleißschnittstelle 312 ein, die so konfiguriert ist, dass sie die beiden in den Verbinderaufnahmen 308 und 310 enthaltenen Leitungsleiter elektrisch verbindet. Im Gegensatz zu den in 2A und 2B dargestellten Ausführungsformen ist die Spleißschnittstelle 312 als zwei verschiedene Stiftverbinder konfiguriert, die jeweils Mittelstifte aufweisen. Der erste Stiftverbinder schließt einen leitenden Mittelstift 305 ein, der innerhalb der Verbinderaufnahme 308 angeordnet ist und sich axial von dieser erstreckt. Der zweite Stiftverbinder schließt einen leitenden Mittelstift 307 ein, der innerhalb der Verbinderaufnahme 310 angeordnet ist und sich axial von dieser erstreckt. Die Mittelstifte 305 und 307 können ein hoch leitfähiges und ausreichend steifes metallisches Material umfassen, wie beispielsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung.
Die Spleißschnittstelle 312 umfasst konzentrisch angeordnete Komponenten, einschließlich der Mittelhülse 306, die um die gegenüberliegenden Enden der Mittelstifte 305 und 307 angeordnet ist und die männlichen Stiftterminals 330 und 332 einschließt. Die Spleißschnittstelle 312 schließt ferner Komponenten ein, die so angeordnet und konfiguriert sind, dass verhindert wird, dass unter Druck stehendes Fluid in eine der beiden Richtungen zwischen den Verbinderaufnahmen 308 und 310 migriert. Zu diesem Zweck schließt die Spleißschnittstelle 312 ein Paar Druckhülsen 314 und 316 ein, die in den jeweiligen Stiftverbindern enthalten sind. Die Druckhülse 314 ist ringförmig zwischen dem Innendurchmesser eines Teils des Verbinderkörpers 302 und dem Außendurchmesser des Mittelstifts 305 angeordnet. Die Druckhülse 316 ist ringförmig zwischen dem Innendurchmesser eines Teils des Verbinderkörpers 304 und dem Außendurchmesser des Mittelstifts 307 angeordnet. Die Innen- und Außenkonturen der Druckhülsen 314 und 316 stimmen im Wesentlichen mit der Kontur der gegenüberliegenden Oberflächen der Verbinderkörper 302 und 304 und der Mittelstifte 305 und 307 überein, um maximale Kontaktverbindungen bereitzustellen. Um den Fluiddruckwiderstand ferner zu erhöhen, können die Druckhülsen 314 und 316 aus einem mikroamorphen, aber im Wesentlichen makrostabilen Material wie Glas hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen können die Druckhülsen 314 und 316 ein polykristallines Material umfassen, das kristalline Regionen und amorphe Regionen aufweist, wie beispielsweise eine Glaskeramik.
Die ringförmige Anordnung der Druckhülsen 314 und 316 zwischen den Mittelstiften 305 und 307 und den Verbinderkörpern 302 und 304 führt zu zwei Paaren länglicher, zylindrischer Druckbarrieren, die als Glas-Metall-Verbindungen oder als Verbindungen aus einem anderen Material oder einer anderen Materialkombination konfiguriert werden können und eine ausreichende Fluiddruckbarriere bereitstellen. Ein Paar von Druckbarrieren schließt eine erste Druckbarriere 318 ein, die als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der Druckhülse 314 und dem Innendurchmesser des Verbinderkörpers 302 ausgebildet ist, und eine zweite Druckbarriere 320, die als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der Druckhülse 314 und dem Außendurchmesser eines Abschnitts des Mittelstifts 305 ausgebildet ist. Das andere Paar von Druckbarrieren schließt eine erste Druckbarriere 322 ein, die als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der Druckhülse 316 und dem Innendurchmesser des Verbinderkörpers 304 ausgebildet ist, und eine zweite Druckbarriere 324, die als Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der Druckhülse 316 und dem Außendurchmesser eines Abschnitts des Mittelstifts 307 ausgebildet ist. Die Druckbarrieren 318, 320, 322 und 324 stellen einen erheblichen Widerstand gegen das Eindringen von Fluiden zwischen den Enden der inneren Struktur des Spleißverbinders 300 bereit. Ähnlich wie bei den Spleißverbindern 200 und 250 schließt der Spleißverbinder 300 ferner zylindrische Rillen 336 und 338 in den Gehäusen 302 und 304 ein, die ein ausfallsichereres Design für den Fall bereitstellen, dass eine Seite des Spleißverbinders durch unter hohem Druck stehendes Fluid durchbrochen wird.
Die Spleißschnittstelle 312 schließt ferner Komponenten ein, die so konfiguriert sind, dass sie die mechanische Verbindung und damit den Weg der elektrischen Leitung zwischen den Mittelstiften 305 und 307 verstärken. Zu diesem Zweck schließt die Spleißschnittstelle 312 ferner einen Schrumpfring 334 ein, der ringförmig zwischen einem Paar Schrumpfringkragen 326 und 328 und dem gegenüberliegenden Paar von Stiftterminals 330 und 332 angeordnet ist. Der Schrumpfungsring 334 kann durch Erwärmung aktiviert werden, wodurch der Schrumpfungsring 334 radial nach innen gedrückt wird und die Verbindung der gegenüberliegenden Stiftverbinder sichert. Der Schrumpfungsring 334 kann aus einem metallischen, leitfähigen Material hergestellt werden, das einen Weg zwischen den Außendurchmessern der Mittelstifte 305 und 307 bereitstellt, mit denen der Innendurchmesser des Schrumpfungsrings in Kontakt gebracht wird.
Das Design des Spleißverbinders 300 mit zwei gegenüberliegenden Druckhülsen ist ferner so konfiguriert, dass der Fluiddruckwiderstand erhöht wird, wenn eine der Druckhülsen 314 oder 316 durch internen Fluiddruck durchbrochen wird. Wenn beispielsweise die Druckhülse 314 gebrochen ist, wandert der Fluiddruck in den Innendurchmesser der Mittelhülse 306, beispielsweise durch die Kontaktnaht zwischen den Schrumpfungsringen 326 und 328 und der inneren Oberfläche der Mittelhülse 306. Der Fluiddruck wird radial nach innen auf den verengten Innenkragen des Verbinderkörpers 304 ausgeübt, der den Druck übersetzt und radial nach innen auf die Druckhülse 316 ausübt, um die Glas-Metall-Verbindungen 322 und 324 zu verbessern.
Zusätzlich zu den dargestellten Druckhülsen kann die Spleißschnittstelle 312 ferner selbstklebendes Dichtungsmaterial einschließen, wie z. B. ein elektrisch nicht leitendes Epoxid oder ein ähnliches Material, das in einem oder mehreren der inneren Hohlräume der Spleißschnittstelle 312 aufgebracht wird. Das klebende Dichtungsmaterial kann beispielsweise auf die Abstände zwischen den äußeren Oberflächen der Schrumpfungsringe 326 und 328 aufgetragen werden, um den Raum zwischen den Schrumpfungsringen 326 und 328 und der Mittelhülse 306 druckdicht zu verschließen. Das Dichtungsmittel kann auch auf den ringförmigen Raum um die Druckhülsen 314 und 316 sowie auf die Abstände zwischen den inneren Oberflächen der Schrumpfungsringe 326 und 328 und den gegenüberliegenden äußeren Oberflächen des Schrumpfungsrings 334 aufgetragen werden. In einem der Räume innerhalb der Spleißschnittstelle 312 aufgebracht, stellt das klebende Dichtungsmaterial eine zusätzliche mechanische Unterstützung bereit und bildet eine Fluiddruckbarriere, die verhindert, dass im Falle einer Leckage um die Mittelhülse 306 herum interne Fluide zu den inneren Stützen des Leiters gelangen.
Ähnlich wie die Spleißverbinder 200 und 250 weist der Spleißverbinder 300 eine Außenkontur auf, bei der das mittlere Außenprofil, das die Spleißschnittstelle 312 umgibt, ein maschinell bearbeitetes Außendurchmesserprofil aufweist, das mit dem Innendurchmesserprofil eines Schotts (nicht dargestellt) übereinstimmt, in das der Spleißverbinder installiert werden kann. 3B ist ein teilweiser Querschnitt und ein teilweises Schnittdiagramm, das einen elektrischen Spleißverbinder 350 gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht. Wie gezeigt, schließt der Spleißverbinder 350 viele der gleichen Komponenten ein, einschließlich einer ähnlich konfigurierten Spleißschnittstelle 312. Wie dargestellt, schließt das OD-Profil verschiedene bearbeitete Konturen ein, wie beispielsweise eine Dichtungsrille 352 und einen Schweißflansch 354 an einem Verbinderkörper 356 und eine Dichtungsrille 358 und einen Schweißflansch 360 an einem Verbinderkörper 362. Diese Variationen des Außendurchmessers der äußeren Verbinderkörper ermöglichen die Installation von Spleißverbindern in einer Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen.
Die Spleißverbinder 300 und 350 sind mit symmetrischen Stiftverbindern konfiguriert, die männliche auf männliche Stiftterminals aufweisen. 4A und 4B sind teilweise abschnittsweise Ausführungsformen eines elektrischen Spleißverbinders, der eine Verbinderschnittstelle von männlichem zu weiblichem Stift gemäß einigen Ausführungsformen aufweist. 4A stellt einen Spleißverbinder 400 dar, der eine externe Verbinderstruktur einschließt, die einen ersten Verbinderkörper 402 und einen zweiten Verbinderkörper 404 umfasst, in denen jeweils Komponenten untergebracht sind, die Komponenten für Spleißschnittstellen für einen entsprechenden Stiftverbinder umfassen. Die äußere Struktur des Spleißverbinders 400 schließt ferner eine Mittelhülse 406 ein, die axial zwischen den Verbinderkörpern 402 und 404 angeordnet ist. Die Verbinderkörper 402 und 404 und die Mittelhülse 406 können mechanisch und materiell gekoppelt werden, wie beispielsweise durch Schweißnähte, die im Wesentlichen flüssigkeitsdichte Nähte darstellen, die eine Druckbarriere gegen das Eindringen von externen Hochdruckflüssigkeiten in die innere Struktur des Spleißverbinders 400 bereitstellen.
Die innere Struktur des Spleißverbinders 400 befindet sich in den jeweiligen inneren Hohlräumen, die durch die Innendurchmesser der Verbinderkörper 302 und 304 definiert sind. Die interne Struktur schließt ein Paar von Verbinderaufnahmen 408 und 410 ein, die an jedem Ende des Spleißverbinders 400 angeordnet sind. Der Spleißverbinder 400 schließt ferner eine Spleißschnittstelle 412 ein, die so konfiguriert ist, dass sie die beiden in den Verbinderaufnahmen 408 und 410 enthaltenen Leitungsleiter elektrisch verbindet. Die Spleißschnittstelle 412 ist als zwei verschiedene Stiftverbinder konfiguriert, die jeweils Mittelstifte aufweisen. Der erste Stiftverbinder schließt einen leitenden Mittelstift 405 ein, der innerhalb der Verbinderaufnahme 408 angeordnet ist und sich axial von dieser erstreckt. Der zweite Stiftverbinder schließt einen leitenden Mittelstift 407 ein, der innerhalb der Verbinderaufnahme 410 angeordnet ist und sich axial von dieser erstreckt.
Im Gegensatz zu den Ausführungsformen in 3A und 3B, bei denen die gegenüberliegenden Mittelstifte männliche Stiftterminals aufweisen, die Rücken an Rücken konfiguriert sind, sind die Mittelstifte 405 und 407 so konfiguriert, dass sie direkt in einer männlich-weiblichen Verbindung gekoppelt sind. In der dargestellten Ausführungsform schließt der Mittelstift 405 ein männliches Stiftterminal 422 ein, das mit einem weiblichen Stiftterminal 424 am Mittelstift 407 innerhalb der Spleißschnittstelle 412 gekoppelt ist.
Ähnlich wie bei der Spleißschnittstelle in 3A und 3B schließt die Spleißschnittstelle 412 ferner einen Schrumpfungsring 426 ein, der ringförmig zwischen einem Paar von Schrumpfungsringkragen und dem gegenüberliegenden Paar von Stiftterminals 422 und 424 angeordnet ist. Der Schrumpfungsring 426 kann durch Erwärmung aktiviert werden, wodurch der Schrumpfungsring 426 radial nach innen komprimiert wird und die Verbindung der gegenüberliegenden Stiftverbinder und insbesondere die mechanische Verbindung zwischen den Stiftterminals 422 und 424 sichert. Der Schrumpfungsring 426 kann aus einem metallischen, leitfähigen Material hergestellt werden, das einen zusätzlichen, parallelen Weg zwischen den Außendurchmessern der Mittelstifte 405 und 407 bereitstellt, mit denen der Innendurchmesser des Schrumpfungsrings 426 in Kontakt gedrückt wird. In alternativen Ausführungsformen kann der Schrumpfungsring 426 einen elektrischen Isolator, wie beispielsweise ein Keramikmaterial, umfassen.
4B veranschaulicht eine Spleißschnittstelle 450, die in einem Spleißverbinder von Mann zu Frau verwendet werden kann, der einen ersten Verbinderkörper 452 und einen zweiten Verbinderkörper 454 einschließt. Das äußere Profil der Spleißschnittstelle 450 schließt eine Mittelhülse 456 ein, die axial zwischen den Verbinderkörpern 452 und 454 angeordnet ist. Die Verbinderkörper 452 und 454 und die Mittelhülse 456 können mechanisch und materiell gekoppelt sein, zum Beispiel durch Schweißnähte 458 und 460, die im Wesentlichen fluidbeständige Nähte darstellen, die eine Druckbarriere gegen das Eindringen von externen Hochdruckfluiden in die innere Struktur, die die Spleißschnittstelle 450 einschließt, bereitstellen. Die Schweißnähte 458 und 460 sind als relativ flach dargestellt, wobei zu beachten ist, dass die Schweißnahttiefe mindestens teilweise basierend auf dem Fluiddruck und den damit verbundenen Spannungen bestimmt werden kann, für die die Nähte ausgelegt sind.
Der Spleißverbinder 400 schließt ferner eine Spleißschnittstelle 412 ein, die so konfiguriert ist, dass sie die beiden in den Verbinderaufnahmen 408 und 410 enthaltenen Leitungsleiter elektrisch verbindet. Die Spleißschnittstelle 412 ist als zwei verschiedene Stiftverbinder konfiguriert, die jeweils Mittelstifte 466 und 468 aufweisen. Ähnlich wie die Spleißschnittstelle 412 in 4A sind die Mittelstifte 466 und 468 so konfiguriert, dass sie direkt in einer männlich-weiblichen Verbindung gekoppelt werden können. In der dargestellten Ausführungsform schließt der Mittelstift 466 ein männliches Stiftterminal 462 ein, das mit einem weiblichen Stiftterminal 464 am Mittelstift 468 gekoppelt ist. Die Spleißschnittstelle 450 schließt ferner eine Schrumpfungsring-Baugruppe ein, die einen Schrumpfungsring 474 und eine leitfähige Hülse 476 umfasst, wobei der Schrumpfungsring 474 ringförmig zwischen einem Paar von Schrumpfungsringkragen 470 und 472 und der leitfähigen Hülse 476 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist die leitfähige Hülse 476 ringförmig zwischen dem Schrumpfungsring 474 und dem gegenüberliegenden Paar von Stiftterminals 462 und 464 angeordnet. Der Schrumpfungsring 474 kann durch Erwärmung aktiviert werden, wodurch der Schrumpfungsring 474 und die leitende Muffe 476 radial nach innen komprimiert werden und die Verbindung der gegenüberliegenden Stiftverbinder und insbesondere die mechanische Verbindung zwischen den Stiftanschlüssen 462 und 464 sichern. In der dargestellten Ausführungsform kann der Schrumpfungsring 474 aus einem leitenden oder isolierenden Material hergestellt sein, und die leitfähige Hülse 476 stellt einen parallelen Weg zwischen den Außendurchmessern der Mittelstifte 466 und 468 bereit, mit denen der Innendurchmesser der leitfähigen Hülse 476 in Kontakt gedrückt wird. Der parallele Weg, der durch die Konfiguration der leitfähigen Hülse 476 bereitgestellt wird, führt zu einer elektrisch effizienteren elektrischen Verbindung und ermöglicht es der Verbindung, höhere Strom- und Energiepegel aufzunehmen. Um einen elektrischen Kurzschluss zwischen den Mittelstiften 466 oder 468 und anderen metallischen Komponenten zu verhindern, können die Schrumpfungsringe 470 und 472 aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise PEEK hergestellt werden. Die Spleißschnittstelle 450 schließt ferner die Nähte 462 und 464 zwischen dem Schrumpfungsring 474 und der leitfähigen Hülse 476 sowie die Schrumpfungsringmanschetten 470 und 472 ein, die mit einem nichtleitenden Material wie Epoxid gefüllt sein können oder nicht. In einigen Ausführungsformen, bei denen die Schrumpfungsringe 470 und 472 nicht aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sind, können die Nähte 462 und 464 ein Isoliermaterial wie PEEK umfassen.
Variationen
Während die Aspekte der Offenbarung unter Bezugnahme auf verschiedene Implementierungen und Ausnutzungen beschrieben werden, versteht es sich, dass diese Aspekte veranschaulichend sind und dass der Umfang der Ansprüche nicht auf sie beschränkt ist. Für Komponenten, Betriebe oder Strukturen, die hierin als eine einzige Instanz beschrieben werden, kann eine Mehrzahl von Instanzen bereitgestellt werden. Schließlich sind die Grenzen zwischen den verschiedenen Komponenten, Betrieben und Datenaufbewahrungen etwas willkürlich, und bestimmte Vorgänge werden im Zusammenhang mit bestimmten veranschaulichenden Konfigurationen veranschaulicht. Andere Zuordnungen von Funktionen sind denkbar und können in den Umfang der Offenbarung fallen. Im Allgemeinen können Strukturen und Funktionen, die in den Konfigurationsbeispielen als separate Komponenten dargestellt sind, als kombinierte Struktur oder Komponente implementiert werden. Ebenso können Strukturen und Funktionen, die als eine einzige Komponente dargestellt werden, als separate Komponenten implementiert werden. Die Verwendung der Formulierung „mindestens eines von“, die einer Aufzählung mit der Konjunktion „und“ vorangestellt ist, sollte nicht als ausschließliche Aufzählung betrachtet werden und ist nicht als Aufzählung von Kategorien mit einem Gegenstand aus jeder Kategorie zu verstehen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Ausführungsform 1: Bohrlochspleißverbinder, umfassend: mindestens einen Verbinderkörper mit einem Innendurchmesser, der einen Hohlraum definiert, in dem mindestens eine Verbinderaufnahme angeordnet ist; mindestens einen leitenden Mittelstift, der in der mindestens einen Verbinderaufnahme angeordnet ist; und mindestens eine Druckhülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Drucksperre zwischen einem Außendurchmesser der Druckhülse und einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers gebildet wird und eine Drucksperre zwischen einem Innendurchmesser der Druckhülse und einem Außendurchmesser des Mittelstifts gebildet wird. Die Druckhülse kann ein polykristallines oder amorphes Material umfassen, das mindestens eine kristalline Region und eine amorphe Region aufweist. Die Druckhülse kann eine Glaskeramikhülse umfassen, und die Druckbarrieren können Folgendes einschließen: eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der Druckhülse und dem Innendurchmesser des Verbinderkörpers sowie eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der Druckhülse und dem Außendurchmesser des Mittelstifts. Der Verbinderkörper kann einen integrierten Körper umfassen, und die mindestens eine Verbinderaufnahme kann ein Paar gegenüberliegender Verbinderaufnahmen umfassen, in denen die gegenüberliegenden Enden des mittleren Stifts angeordnet sind, und die Druckhülse kann axial zwischen dem Paar gegenüberliegender Verbinderaufnahmen angeordnet sein. Der Bohrlochspleißverbinder kann ferner eine zylindrische Rille umfassen, die sich von einem axialen Ende der mindestens einen Verbinderaufnahme erstreckt und konzentrisch um eine axiale Ausdehnung einer zylindrischen Ausdehnung des Verbinderkörpers angeordnet ist, die ringförmig zwischen der zylindrischen Rille und einer Ausdehnung der mindestens einen Druckhülse angeordnet ist. Der mindestens eine Verbinderkörper kann einen ersten Verbinderkörper, einen zweiten Verbinderkörper und eine Mittelhülse einschließen, die axial zwischen dem ersten Verbinderkörper und dem zweiten Verbinderkörper angeordnet ist. Der Bohrlochspleißverbinder kann ferner Folgendes umfassen: einen ersten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: den ersten Verbinderkörper mit einem ersten Hohlraum; eine erste Verbinderaufnahme, die in dem ersten Hohlraum angeordnet ist; und einen ersten Mittelstift, der in der ersten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und einen zweiten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: den zweiten Verbinderkörper mit einem zweiten Hohlraum; eine zweite Verbinderaufnahme, die in dem zweiten Hohlraum angeordnet ist; und einen zweiten Mittelstift, der in der zweiten Verbinderaufnahme angeordnet ist. Der erste Stiftverbinder kann ein erstes Stiftterminal einschließen, das mit einem distalen Ende des ersten Mittelstifts gekoppelt ist, wobei der zweite Stiftverbinder ein zweites Stiftterminal einschließt, das mit einem distalen Ende des zweiten Mittelstifts gekoppelt ist und in gegenüberliegender Nähe zum ersten Stiftterminal angeordnet ist, wobei der Spleißverbinder ferner einen Schrumpfungsring umfasst, der konzentrisch um das erste und zweite Stiftterminal angeordnet ist. Die mindestens eine Druckhülse kann eine erste Druckhülse einschließen, wobei der erste Stiftverbinder die erste Druckhülse enthält, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der ersten Druckhülse und einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der ersten Druckhülse und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts gebildet wird. Die mindestens eine Druckhülse kann eine zweite Druckhülse mit dem zweiten Stiftverbinder einschließen, wobei die zweite Druckhülse ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der zweiten Druckhülse und einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der zweiten Druckhülse und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts gebildet wird.
Ausführungsform 2: Spleißverbinder, umfassend: einen ersten Stiftverbinder, der einen ersten Verbinderkörper mit einem ersten Hohlraum einschließt; eine erste Verbinderaufnahme, die in dem ersten Hohlraum angeordnet ist; einen ersten Mittelstift, der in der ersten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und eine erste Glashülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der ersten Glashülse und einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der ersten Glashülse und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts gebildet wird; und einen zweiten Stiftverbinder, der einen zweiten Verbinderkörper mit einem zweiten Hohlraum und eine zweite Verbinderaufnahme, die in dem zweiten Hohlraum angeordnet ist, aufweist; einen zweiten Mittelstift, der innerhalb der zweiten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und eine zweite Glashülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckbarriere zwischen einem Innendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts gebildet wird. Der erste Stiftverbinder kann ein erstes Stiftterminal einschließen, das mit einem distalen Ende des ersten Mittelstifts gekoppelt ist, wobei der zweite Stiftverbinder ein zweites Stiftterminal einschließt, das mit einem distalen Ende des zweiten Mittelstifts gekoppelt ist und in gegenüberliegender Nähe zum ersten Stiftterminal angeordnet ist, wobei der Spleißverbinder ferner einen Schrumpfungsring umfasst, der konzentrisch um das erste und zweite Stiftterminal angeordnet ist. Der Spleißverbinder kann ferner eine Spleißschnittstelle umfassen, die eine Mittelhülse umfasst, die axial zwischen dem ersten Verbinderkörper und dem zweiten Verbinderkörper angeordnet ist und konzentrisch um den Schrumpfungsring herum angeordnet ist, wobei die Mittelhülse axiale Enden einschließt, die mit den gegenüberliegenden axialen Enden des ersten und zweiten Verbinderkörpers verschweißt oder verklebt sind. Die Glashülse kann eine keramische Glashülse umfassen. Die Druckbarrieren können einschließen: eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der ersten Glashülse und dem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers; eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der ersten Glashülse und dem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts; eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der zweiten Glashülse und dem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers; und eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der zweiten Glashülse und dem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts. Der Spleißverbinder kann ferner eine Flanschrille umfassen, die sich von einem axialen Ende mindestens einer der ersten und zweiten Verbinderaufnahmen aus erstreckt und konzentrisch um eine axiale Ausdehnung mindestens einer der ersten und zweiten Glashülsen angeordnet ist.
Ausführungsform 3: Gerät für eine elektrische Verbindung im Bohrloch, umfassend: eine elektrische Leitung, die in einem Bohrloch angeordnet ist; und eine Spleißverbindung, die ein erstes Segment der elektrischen Leitung mit einem zweiten Segment der elektrischen Leitung koppelt, wobei die Spleißverbindung Folgendes aufweist: mindestens einen Verbinderkörper mit einem Innendurchmesser, der einen Hohlraum definiert, in dem mindestens eine Verbinderaufnahme angeordnet ist; mindestens einen leitenden Mittelstift, der in der mindestens einen Verbinderaufnahme angeordnet ist und mindestens eine Druckhülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Drucksperre zwischen einem Außendurchmesser der Druckhülse und einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers gebildet wird und eine Drucksperre zwischen einem Innendurchmesser der Druckhülse und einem Außendurchmesser des Mittelstifts gebildet wird. Die Druckhülse kann eine Glaskeramikhülse umfassen, und die Druckbarrieren können Folgendes einschließen: eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der Druckhülse und dem Innendurchmesser des Verbinderkörpers sowie eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der Druckhülse und dem Außendurchmesser des Mittelstifts. Der mindestens eine Verbinderkörper kann einen ersten Verbinderkörper, einen zweiten Verbinderkörper und eine Mittelhülse einschließen, die axial zwischen dem ersten Verbinderkörper und dem zweiten Verbinderkörper angeordnet ist. Die mindestens eine Druckhülse kann eine erste Glashülse und eine zweite Glashülse einschließen, und das Gerät für die elektrische Verbindung im Bohrloch kann ferner Folgendes umfassen: einen ersten Stiftverbinder, der einschließt, dass der erste Verbinderkörper einen ersten Hohlraum aufweist; eine erste Verbinderaufnahme, die in dem ersten Hohlraum angeordnet ist; einen ersten Mittelstift, der in der ersten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und die erste Glashülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der ersten Glashülse und einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der ersten Glashülse und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts gebildet wird; einen zweiten Stiftverbinder, der aufweist, dass der zweite Verbinderkörper einen zweiten Hohlraum aufweist; eine zweite Verbinderaufnahme, die in dem zweiten Hohlraum angeordnet ist; einen zweiten Mittelstift, der in der zweiten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und die zweite Glashülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckbarriere zwischen einem Innendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts gebildet wird.

Claims

Bohrlochspleißverbinder, umfassend: mindestens einen Verbinderkörper mit einem Innendurchmesser aufweist, der einen Hohlraum definiert, in dem mindestens eine Verbinderaufnahme angeordnet ist; mindestens einen leitenden Mittelstift, der in der mindestens einen Verbinderaufnahme angeordnet ist; und mindestens eine Druckhülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der Druckhülse und einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und eine Druckbarriere zwischen einem Innendurchmesser der Druckhülse und einem Außendurchmesser des Mittelstifts gebildet wird.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 1, wobei die Druckhülse ein polykristallines oder amorphes Material umfasst, das mindestens eine von einer kristallinen Region und einer amorphen Region aufweist.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 2, wobei die Druckhülse eine Glaskeramikhülse umfasst und die Druckbarrieren Folgendes einschließt: eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der Druckhülse und dem Innendurchmesser des Verbinderkörpers; und eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der Druckhülse und dem Außendurchmesser des Mittelstifts.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 1, wobei der Verbinderkörper einen integrierten Körper umfasst und die mindestens eine Verbinderaufnahme ein Paar von gegenüberliegenden Verbinderaufnahmen umfasst, in denen gegenüberliegende Enden des Mittelstifts angeordnet sind, und wobei die Druckhülse axial zwischen dem Paar von gegenüberliegenden Verbinderaufnahmen angeordnet ist.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 1, der ferner eine zylindrische Rille umfasst, die sich von einem axialen Ende der mindestens einen Verbinderaufnahme erstreckt und konzentrisch um eine axiale Ausdehnung einer zylindrischen Ausdehnung des Verbinderkörpers angeordnet ist, die ringförmig zwischen der zylindrischen Rille und einer Ausdehnung der mindestens einen Druckhülse angeordnet ist.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Verbinderkörper einen ersten Verbinderkörper, einen zweiten Verbinderkörper und eine Mittelhülse einschließt, die axial zwischen dem ersten Verbinderkörper und dem zweiten Verbinderkörper angeordnet ist.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 6, ferner umfassend: einen ersten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: den ersten Verbinderkörper, der einen ersten Hohlraum aufweist; eine erste Verbinderaufnahme, die in dem ersten Hohlraum angeordnet ist; und einen ersten Mittelstift, der in der ersten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und einen zweiten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: den zweiten Verbinderkörper, der einen zweiten Hohlraum aufweist; eine zweite Verbinderaufnahme, die in dem zweiten Hohlraum angeordnet ist; und einen zweiten Mittelstift, der in der zweiten Verbinderaufnahme angeordnet ist.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 7, wobei der erste Stiftverbinder ein erstes Stiftterminal umfasst, das mit einem distalen Ende des ersten Mittelstifts gekoppelt ist, und wobei der zweite Stiftverbinder ein zweites Stiftterminal umfasst, das mit einem distalen Ende des zweiten Mittelstifts gekoppelt ist und in entgegengesetzter Nähe zum ersten Stiftterminal angeordnet ist, wobei der Spleißverbinder ferner einen Schrumpfungsring umfasst, der konzentrisch um das erste und zweite Stiftterminal angeordnet ist.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 7, wobei die mindestens eine Druckhülse eine erste Druckhülse einschließt, wobei der erste Stiftverbinder die erste Druckhülse enthält, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der ersten Druckhülse und einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der ersten Druckhülse und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts gebildet wird.
Bohrlochspleißverbinder nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine Druckhülse eine zweite Druckhülse einschließt, wobei der zweite Stiftverbinder die zweite Druckhülse enthält, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der zweiten Druckhülse und einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der zweiten Druckhülse und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts gebildet wird.
Spleißverbinder, umfassend: einen ersten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: einen ersten Verbinderkörper, der einen ersten Hohlraum aufweist; eine erste Verbinderaufnahme, die in dem ersten Hohlraum angeordnet ist; einen ersten Mittelstift, der in der ersten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und eine erste Glashülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der ersten Glashülse und einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der ersten Glashülse und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts gebildet wird; und einen zweiten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: einen zweiten Verbinderkörper, der einen zweiten Hohlraum aufweist; eine zweite Verbinderaufnahme, die in dem zweiten Hohlraum angeordnet ist; einen zweiten Mittelstift, der in der zweiten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und eine zweite Glashülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und eine Druckbarriere zwischen einem Innendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts gebildet wird.
Spleißverbinder nach Anspruch 11, wobei der erste Stiftverbinder ein erstes Stiftterminal einschließt, das mit einem distalen Ende des ersten Mittelstifts gekoppelt ist, und wobei der zweite Stiftverbinder ein zweites Stiftterminal einschließt, das mit einem distalen Ende des zweiten Mittelstifts gekoppelt und in gegenüberliegender Nähe zum ersten Stiftterminal angeordnet ist, wobei der Spleißverbinder ferner einen Schrumpfungsring umfasst, der konzentrisch um das erste und das zweite Stiftterminal angeordnet ist.
Spleißverbinder nach Anspruch 12, der ferner eine Spleißschnittstelle umfasst, die eine Mittelhülse umfasst, die axial zwischen dem ersten Verbinderkörper und dem zweiten Verbinderkörper angeordnet und konzentrisch um den Schrumpfungsring herum angeordnet ist, wobei die Mittelhülse axiale Enden einschließt, die mit gegenüberliegenden axialen Enden des ersten und zweiten Verbinderkörpers verschweißt oder verklebt sind.
Spleißverbinder nach Anspruch 11, wobei die Glashülse eine Keramikglashülse umfasst.
Spleißverbinder nach Anspruch 11, wobei die Druckbarrieren Folgendes einschließen: eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der ersten Glashülse und dem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers; eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der ersten Glashülse und dem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts; eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der zweiten Glashülse und dem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers; und eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der zweiten Glashülse und dem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts.
Spleißverbinder nach Anspruch 11, der ferner eine Flanschrille umfasst, die sich von einem axialen Ende mindestens einer der ersten und zweiten Verbinderaufnahmen aus erstreckt und konzentrisch um eine axiale Ausdehnung mindestens einer der ersten und zweiten Glashülsen angeordnet ist.
Elektrisches Gerät für die Verbindung im Bohrloch, umfassend: eine elektrische Leitung, die in einem Bohrloch angeordnet ist; und eine Spleißverbindung, die ein erstes Segment der elektrischen Leitung mit einem zweiten Segment der elektrischen Leitung koppelt, wobei die Spleißverbindung einschließt, mindestens einen Verbinderkörper mit einem Innendurchmesser aufweist, der einen Hohlraum definiert, in dem mindestens eine Verbinderaufnahme angeordnet ist; mindestens einen leitenden Mittelstift, der in der mindestens einen Verbinderaufnahme angeordnet ist; und mindestens eine Druckhülse, die ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der Druckhülse und einem Innendurchmesser des Verbinderkörpers und eine Druckbarriere zwischen einem Innendurchmesser der Druckhülse und einem Außendurchmesser des Mittelstifts gebildet wird.
Elektrisches Gerät für die Verbindung im Bohrloch nach Anspruch 17, wobei die Druckhülse eine Glaskeramikhülse umfasst und die Druckbarrieren Folgendes einschließt: eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der Druckhülse und dem Innendurchmesser des Verbinderkörpers; und eine Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Innendurchmesser der Druckhülse und dem Außendurchmesser des Mittelstifts.
Elektrisches Gerät für die Verbindung im Bohrloch nach Anspruch 17, wobei der mindestens eine Verbinderkörper einen ersten Verbinderkörper, einen zweiten Verbinderkörper und eine Mittelhülse einschließt, die axial zwischen dem ersten Verbinderkörper und dem zweiten Verbinderkörper angeordnet ist.
Elektrisches Gerät für die Verbindung im Bohrloch nach Anspruch 19, wobei die mindestens eine Druckhülse eine erste Glashülse und eine zweite Glashülse einschließt, wobei das elektrische Gerät für die Verbindung im Bohrloch ferner Folgendes umfasst: einen ersten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: den ersten Verbinderkörper, der einen ersten Hohlraum aufweist; eine erste Verbinderaufnahme, die in dem ersten Hohlraum angeordnet ist; einen ersten Mittelstift, der in der ersten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und die erste Glashülse ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der ersten Glashülse und einem Innendurchmesser des ersten Verbinderkörpers gebildet wird und eine Druckdichtung zwischen einem Innendurchmesser der ersten Glashülse und einem Außendurchmesser des ersten Mittelstifts gebildet wird; einen zweiten Stiftverbinder, der Folgendes einschließt: den zweiten Verbinderkörper, der einen zweiten Hohlraum aufweist; eine zweite Verbinderaufnahme, die in dem zweiten Hohlraum angeordnet ist; einen zweiten Mittelstift, der in der zweiten Verbinderaufnahme angeordnet ist; und die zweite Glashülse ringförmig zwischen einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts angeordnet ist, sodass eine Druckbarriere zwischen einem Außendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Innendurchmesser des zweiten Verbinderkörpers und eine Druckbarriere zwischen einem Innendurchmesser der zweiten Glashülse und einem Außendurchmesser des zweiten Mittelstifts gebildet wird.