NO973339L

NO973339L - Elektriske forbindelser til innkapslede elektroniske innretninger

Info

Publication number: NO973339L
Application number: NO973339A
Authority: NO
Inventors: Jr Charles A Dieman; Andrew C Johnson
Original assignee: Ensign Bickford Co
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1997-09-09
Also published as: WO1996023341A1; CA2209654C; US5641941A; AR000744A1; EP0806070A4; EP0806070A1; BR9606792A; MX9705660A; NO973339D0; CA2209654A1

Description

ELEKTRISKE FORBINDELSER TIL INNKAPSLEDE

ELEKTRONISKE INNRETNINGER

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Område for oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører kontakter for elektronisk utstyr, mer bestemt elektriske gjennomføringer for innkapslet elektronisk utstyr.

I forskjellige bruksområder, for eksempel perforeringskanon for brønnrør, er det ønskelig å beskytte en elektronisk krets eller elektronisk innretning inne i en beholder, samtidig som man opprettholder en elektrisk forbindelse med en annen elektronisk innretning som for eksempel en aktiveringskrets plassert utenfor beholderen. Konvensjonelt gjøres dette ved å støpe inn kontakter i veggen på beholderen. Slike kontakter er dyre, og krever at veggen blir gjennombrudt og deretter tettet, f.eks. ved å bore et hull i beholderen, og montere kontakten for så å tette hullet rundt kontakten for å beskytte mot forurensninger, trykk, osv. Dette er en tidkrevende prosedyre som kan skade strukturen i beholderen, spesielt hvis denne er laget av et pulveriserbart materiale som for eksempel keramikk.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelsen beskriver en fremgangsmåte for å elektrisk forbinde elektroniske innretninger gjennom kapslingen i en lukket beholder. Fremgangsmåten består av trinnene, feste en laminert leder til en første elektronisk innretning, plassere denne første elektroniske innretningen i et hus som definerer en lukkeflate, plassering av et lokk med en definert lukkeflate dimensjonert og tilpasset til å passe til lukkeflaten på hus et, som sammen danner en hus-lokkskjøt, idet den laminerte lederen plasseres i hus-lokkskjøten, forsegling av hus-lokkskjøten med et tetningsmiddel, og festing av den andre enden av den laminerte lederen til en annen elektronisk innretning, plassert utenfor beholderen.

Oppfinnelsen gir også en elektrisk forbindelse og en fysisk isolasjonsinnretning. Innretningen består av et hus med en definert hus-lukkeflate, en første elektronisk innretning inne i huset, og et lokk tilpasset hus-lukkeflaten med en definert lokk-lukkeflate dimensjonert og tilpasset for å passe til hus-lukkeflaten, som tilsammen danner en hus-lokkskjøt. I hus-lokkskjøten er det lim for å feste lokket med lokk-lukkeflaten til hus-lukkeflaten og for å oppnå en tetting derimellom. En laminert elektrisk leder som har en første og en andre ende, er plassert i hus-lokkskjøten, med den første enden koplet til den første elektroniske innretningen, og den andre enden plassert utenfor beholderen for tilkopling til en annen elektronisk innretning, som skal elektrisk forbindes med og fysisk adskilles fra den første elektroniske innretningen.

Som følge av et aspekt ved oppfinnelsen, kan både huset og lokket bestå av pulveriserbare materialer, som for eksempel alumina (aluminiumoksid).

Som følge av et annet aspekt ved oppfinnelsen kan ikke den laminerte elektriske lederen ha en tykkelse på mer enn ca.0,002 tommer, dvs. ca. 0,051 mm.

Ved en spesiell utforming gir oppfinnelsen en elektrisk tennmekanisme-sammenstilling, med en hydraulisk trykktett beholder. Beholderen omfatter et keramisk hus som definerer en hus-lukkeflate, og et keramisk lokk som definerer en lokk-lukkeflate, dimensjonert og tilpasset for å passe til hus-lukkeflaten, som sammen definerer en hus-lokk- skjøt. En selvstendig tenninnretning er plassert inne i beholderen, og en laminert leder med to ender er ført igjennom hus-lokkskjøten. Den ene enden av den laminerte lederen er i beholderen tilkoplet tenninnretningen, og den andre enden er utenfor beholderen for tilkopling til en aktiveringsinnretning.

Kort forklaring til tegningene

Figur 1 viser et delvis i snitt, utspilt perspektivisk riss, av en beholder til bruk i den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 viser et snitt, skjematisk, gjennom beholderen ifølge figur 1, omfattende en elektronisk innretning plassert inne i beholderen, og en laminert leder, trukket ut gjennom beholderen som beskrevet i oppfinnelsen. Figur 3A viser beholderen fra figur 2 sett ovenifra, snitt 3A-3A. Figur 3B viser et snitt av den laminerte lederen fra figur 3A, snitt 3B-3B.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen og foretrukne ut-forminger

Den foreliggende oppfinnelse beskriver en fremgangsmåte og apparatur for å kople sammen en elektronisk innretning plassert inne i en beholder med en annen elektronisk innretning, plassert utenfor beholderen, uten å bryte gjennom veggen i beholderen for å montere inn kontakter. Oppfinnelsen er spesielt godt egnet når en trenger en elektrisk forbindelse gjennom en beholder som består av et hus med et tilpasset lokk som sammen danner en hus- lokkskjøt mellom seg når de er satt sammen til en lukket beholder.

I figur 1 er det vist i utspilt perspektivisk riss, delvis gjennomskåret, en typisk beholder hvor oppfinnelsen finner anvendelse.Beholderen 10 består av et hus 12, og et lokk 14a. Huset 12 danner en definert hus-lukkeflate 16. Lokket 14a danner en definert lokk-lukkeflate 18, som er dimensjonert og tilpasset for å passe til hus-lukkeflaten 16, for å danne en hus-lokkskjøt 20a, figur 2, når lokket 14a er plassert på huset 12. Hus-lukkeflaten 16 og lokk-lukkeflaten 18 er maskinert på en slik måte at de tilsammen danner en god overflate-til-overflate kontakt. Typisk vil hus-lokkskjøten bli forseglet med en passende limtype som tjener til å feste lokket til huset, og for å danne en tetning mellom dem.

Beholderen 10 er vist i fullt snitt i figur 2, hvor en ser at huset 12 har åpning i begge ender, og har et annet lokk 14b festet til huset med en skjøt 20b. I figur 2 kan en se at beholderen 10 inneholder et eksplosivt start-apparat, bestående av en tennsats ("fireset") krets 22, og en tilhørende initierende ladning 24. Tennsatskretsen 22 er konstruert for å tenne ladningen 24 under fordefin-erte forhold, som for eksempel et passende intervall etter en utløsnings hendelse eller tilstand. Som eksempel kan tennsatskretsen 22 inneholde en timer som settes i gang av en trykkbryter 26 som føler omgivelsestrykket utenfor beholderen 10, og gir et avfyringssignal til tennsats

kretsen 22 når et forhåndsbestemt trykk blir detektert.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er at tennsatskretsen 22 kan være en første elektronisk innretning. For å elektrisk forbinde denne første elektroniske innretningen plassert inne i beholderen 10, til en annen elektronisk innretning plassert utenfor beholderen 10, beskriver den foreliggende oppfinnelsen en laminert leder 28 mellom de to. Den laminerte lederen 28 har to ender, en plassert inne i beholderen 10 og koplet til den første elektroniske innretningen inne i beholderen 10, og den andre enden plassert utenfor beholderen 10, for tilkopling til en annen elektronisk innretning. Som det kan sees av snittegningen figur 3B, består den laminerte lederen 28 av flere tynne bånd av elektrisk ledende materiale 30, for eksempel kobberbånd, plassert på et tynt, fleksibelt, ikke-ledende støttemateriale 32, som for eksempel Mylar™ polyesterfilm, med et eventuelt beskyttende toppsjikt 34 av et ikke ledende materiale oppå. Den laminerte lederen har en typisk tykkelse T, som ikke kan overstige omlag 0,002 tommer, dvs. ca. 0,051 mm. Følgelig kan den laminerte lederen plasseres i et tynt lag av lim i hus-lokkskjøten 20a i beholderen 10, som vist i figur 2 og 3A, uten i nevneverdig grad å påvirke skjøten 20a, for eksempel uten å påvirke trykktetthets egenskapene til huset, lokket eller limtettingen mellom dem.

Den laminerte lederen 28 kan eventuelt avsluttes med en modulær kontakt 36, figur 2, som er dimensjonert og tilpasset for å gi rask, hensiktsmessig og eventuelt fra-delbar forbindelse til en tilsvarende passende modulær kontakt på en annen elektronisk innretning. For utstyret vist i figur 2, kan den andre elektroniske innretningen utenfor beholderen 10 inneholde en ekstern aktiveringskrets som sender et aktiveringssignal til tennsatskretsen 22, via den laminerte lederen 28, for å sette tennsatskretsen 22 i stand til å reagere på et utløsnings-signal fra en trykkbryter 26. Dette fordi den laminerte lederen 28 muliggjør elektrisk forbindelse mellom elektroniske innretninger utenfor og innenfor beholderen 10, også etter at beholderen er forseglet, og de elektroniske innretningene er fysisk adskilt fra hverandre av beholderen 1 0.

En innkapslet tennmekanisme lignende den i figur 2, kan benyttes som en del av en perforeringskanon for brønnrør av den type som er beskrevet i samtidig innlevert U.S patentsøknad serie nr. , innlevert sammen med denne, hvis lære herved er innlemmet som referanse.

Kort sammenfattet består perforeringskanonen av en tennmekanisme montert på en vanligvis sylindrisk støtte-anordning som holder på plass et antall eksplosive gjen-nomtrengningsladninger. Tennmekanismen er operativt koplet til ladningene med en detonerende båndlunte plassert i initierende forbindelse med tennmekanismens initial-ladning, og til alle gjennomtrengningsladningene. Kanonen, inkludert den innkapslede tennsatskretsen, er plassert i et smøreapparat på toppen av et brønnrør. Ved bruk av en laminert leder, så som laminert leder 28, er tennmekanismen inne i beholderen elektrisk forbundet med en aktiveringskrets i smøreapparatet. Når avfyring er fore-stående, sender aktiveringskretsen aktiveringssignaler til tennmekanismen. Smøreapparatet driver perforeringskanonen ned i brønnrøret til en ønsket dybde hvor tennmekanismen initierer gjennomtregningsladningene. Ladningene perforerer brønnrøret, og tillater olje eller gass i å strømme inn i røret for deretter å bli samlet opp på overflaten. Når kanonen fyres av inne i brønnrøret, øde-legges den modulære kontakten som forbinder den laminerte lederen til aktiveringskretsen, men siden tennmekanismen er trygt plassert inne i beholderen, kan kanonen operere selvstendig.

Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet i detalj i til-knytning til en bestemt anvendelse som for eksempel i forbindelse med en perforeringskanon for brønnrør, er ikke dette ment som en begrensning. Derimot vil de som kjenner faget se at oppfinnelsen kan benyttes på andre felt, som for eksempel til å gi elektrisk forbindelse med elektroniske innretninger innkapslet for å operere på dypt vann.

Claims

1 . Fremgangsmåte for operativt å forbinde elektriske komponenter gjennom en lukket beholder, karakterisert ved : -å feste en ende av en laminert leder til en første elektronisk innretning. -å plassere den første elektroniske innretningen i et hus som danner en lukkeflate -å plassere et lokk med en definert lukkeflate dimensjonert og tilpasset for å passe til lukkeflaten på huset, for å danne en hus-lokkskjøt, den laminerte lederen plasseres i hus-lokkskjøten -å forsegle hus-lokkskjøten med en lim/tettemasse, og -å feste den andre enden av den laminerte lederen til en annen elektronisk innretning plassert utenfor beholderen

2. Elektrisk forbindelse og fysisk isolasjonsinnretning, karakterisert ved at den omfatter: -et hus som definerer en hus-lukkeflate, -en første elektronisk innretning, -et lokk tilpasset hus-lukkeflaten med en definert lokk-lukkeflate, dimensjonert og tilpasset for å passe til den tilhørende hus-lukkeflaten, for å danne en hus-lokkskjøt derimellom, -lim i hus-lokkskjøten for å feste lokket med lokk-lukkeflaten til hus-lukkeflaten, og for å oppnå en tetting derimellom, og -en laminert elektrisk leder som har en første ende og en andre ende, og som plasseres i hus-lokkskjøten med den første enden koplet til den første elektroniske innretningen, og den andre enden plassert utenfor beholderen for tilkopling til en annen elektronisk innretning som skal elektrisk forbindes med og fysisk adskilles fra den første elektroniske innretningen.

3. Apparaturen ifølge krav 2, karakterisert ved at både huset og lokket består av pulveriserbart materiale

4. Apparaturen ifølge krav 3, karakterisert ved at pulveriserbare materialet består av et keramisk materiale

5. Apparaturen ifølge krav 4, karakterisert ved at det keramiske materialet består av alumina (aluminiunoksid)

6. Apparaturen ifølge krav 2 eller krav 4, karakterisert ved at en laminerte elektriske lederens tykkelse ikke overstiger omlag 0,002 tommer, dvs. ca. 0,051 mm.

7. Elektrisk tennmekanismeoppstilling, karakterisert ved : -en hydraulisk trykktett beholder bestående av et keramisk hus som definerer en hus-lukkeflate og et lokk tilpasset hus-lukkeflaten med en definert lokk-lukkeflate, dimensjonert og tilpasset for å passe til den tilhørende hus-lukkeflaten, for å danne en hus-lokkskjøt, -en selvstendig tenninnretning plassert inne i beholderen, og -en laminert leder som har to ender og som plasseres i hus-lokkskjøten med en ende inne i beholderen, koplet til tenninnretningen, og den andre enden utenfor beholderen for tilkopling til en aktivering innretning utenfor beholderen.