RU2687995C2 - Удержание электрических пружинных контактов для мокрого соединения компонентов скважинного инструмента - Google Patents
Удержание электрических пружинных контактов для мокрого соединения компонентов скважинного инструмента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687995C2 RU2687995C2 RU2016132369A RU2016132369A RU2687995C2 RU 2687995 C2 RU2687995 C2 RU 2687995C2 RU 2016132369 A RU2016132369 A RU 2016132369A RU 2016132369 A RU2016132369 A RU 2016132369A RU 2687995 C2 RU2687995 C2 RU 2687995C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- annular
- component
- coil
- electrical contact
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
- H01R13/17—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member on the pin
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections
- E21B17/0285—Electrical or electro-magnetic connections characterised by electrically insulating elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/46—Bases; Cases
- H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
- H01R13/5219—Sealing means between coupling parts, e.g. interfacial seal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
- Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам электрических соединений в скважинных условиях. Техническим результатом является повышение надежности электрического соединения в скважинных условиях. В частности, предложено устройство (10) мокрого соединения для работы в скважинных условиях, содержащее: охватывающий компонент (14), определяющий внутреннюю кольцевую стенку (30), содержащую по меньшей мере один расположенный на ней электрод (34), электрически соединенный со скважинным инструментом, связанным с охватывающим компонентом (14), охватываемый компонент (12), расположенный по меньшей мере частично в пространстве, ограниченном указанной внутренней кольцевой стенкой (30), и электрически соединенный с оборудованием, расположенным выше устройства (10), и кольцевой электрический контакт (20), устанавливающий неразрывное электрическое соединение между охватываемым и охватывающим компонентами. Причем кольцевой электрический контакт (20) содержит: упругий наружный элемент (50), выполненный из цилиндрической пружины, концы которой сплавлены между собой, и внутренний удерживающий элемент (52), установленный внутри упругого наружного элемента (50) и обеспечивающий радиальное смещение упругого наружного элемента (50), причем внутренний удерживающий элемент (52) выполнен в виде кольца для брелоков, определяющего виток, проходящий в направлении, по существу перпендикулярном направлению витка, определяющего указанную цилиндрическую пружину. При этом охватываемый компонент (12) содержит наружную периферическую стенку (22), определяемую по меньшей мере одним проводящим кольцом (24) и по меньшей мере одним электроизолирующим кольцом (26). Указанное по меньшей мере одно проводящее кольцо (24) и указанное по меньшей мере одно электроизолирующее кольцо (26) расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении. В указанном по меньшей мере одном проводящем кольце (24) выполнена кольцевая канавка (28), образующая гнездо, в котором удерживается кольцевой электрический контакт (20). 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
По данной заявке испрашивается приоритет согласно находящейся на рассмотрении предварительной заявке США №61/939623 от 13 февраля 2014 года, которая целиком включена в данную заявку посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники
Изобретение относится к установлению электрических соединений в скважинных условиях. Более конкретно, варианты осуществления изобретения касаются удержания кольцевых контактов электрического разъема, предназначенного для соединения компонентов скважинного инструмента во влажной окружающей среде.
Описание уровня техники
В стволе скважины часто устанавливают приборы и инструменты для определения скважинных условий и контроля работы скважины. Например, часто устанавливают датчики и буровые инструменты, получающие питание и поддерживающие связь с поверхностью посредством команд или сигналов данных. Монтаж электрических схем с этими датчиками и буровыми инструментами часто завершают в скважинных условиях, которые могут содержать буровые растворы или другие жидкости. Соединение сопрягающихся компонентов во влажной среде скважины часто называют мокрым соединением.
Одним типом электрического контакта, используемого в мокрых соединениях, является пружинный контакт, отходящий от одного сопрягающегося компонента и имеющий достаточную упругость и гибкость для поддержания контакта с соответствующим вторым сопрягающимся компонентом, когда эти два компонента входят в контакт друг с другом. Одна проблема, связанная с мокрыми соединениями, состоит в том, что при установке инструмента или при работе с ним выступающий электрический контакт может сдавливаться или смещаться с места, где он должен находиться, Это может привести к тому, что инструмент не сможет установить электрические схемы, необходимые для правильной работы, а также к повреждению инструмента в результате короткого замыкания. По мнению заявителя, существует потребность в средствах удерживания упругих электрических контактов сопрягающихся компонентов устройства мокрого соединения, используемого в скважинной среде.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже описаны примеры выполнения устройства мокрого соединения, содержащего кольцевой электрический контакт, состоящий из цилиндрической пружины. Цилиндрическая пружина образует кольцо, например, посредством приваривания или присоединения друг к другу иным способом витков ее противоположных концов. Это кольцо расположено в канавке, выполненной на одном сопрягающемся компоненте, так, что цилиндрическая пружина выступает из канавки для создания электрического контакта с другим соответствующим сопрягающимся компонентом. Внутри цилиндрической пружины расположен радиальный удерживающий элемент, обеспечивающий смещение цилиндрической пружины в радиальном направлении для ее удержания в канавке.
В одном варианте выполнения устройство мокрого соединения, предназначенное для работы в скважинных условиях, содержит охватывающий компонент, определяющий внутреннюю кольцевую стенку, имеющую по меньшей мере один расположенный на ней электрод, электрически соединенный со скважинным инструментом, связанным с охватывающим элементом; охватываемый компонент, расположенный по меньшей мере частично в пространстве, ограниченном указанной внутренней кольцевой стенкой и электрически соединенный с оборудованием, расположенным выше устройства; и кольцевой электрический контакт, устанавливающий неразрывное электрическое соединение между охватываемым и охватывающим компонентами. Кольцевой электрический контакт содержит упругий наружный элемент, выполненный из цилиндрической пружины, концы которой сплавлены друг с другом, и внутренний удерживающий элемент, расположенный внутри упругого наружного элемента и обеспечивающий радиальное смещение упругого наружного элемента, при этом внутренний удерживающий элемент выполнен в виде кольца для брелоков, определяющего виток, который проходит в направлении, по существу перпендикулярном к направлению витка, определяющего цилиндрическую пружину.
В другом варианте выполнения кольцевой электрический контакт для устройства мокрого соединения, предназначенного для работы в скважинных условиях, содержит упругий наружный элемент, выполненный из цилиндрической пружины, концы которой сплавлены друг с другом, и внутренний удерживающий элемент, расположенный внутри упругого наружного элемента и обеспечивающий радиальное смещение упругого наружного элемента, при этом внутренний удерживающий элемент выполнен в виде кольца, определяющего виток, который проходит в направлении, приблизительно перпендикулярном к направлению витка цилиндрической пружины. Кольцевой электрический контакт устанавливает неразрывную электрическую связь между скважинным оборудованием и оборудованием, расположенным выше по стволу скважины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для того, чтобы указанные выше признаки, аспекты и преимущества изобретения, а также другие его признаки, аспекты и преимущества, которые будут очевидны, были понятны в деталях, в дополнение к изложенному выше краткому описанию изобретения, ниже представлено подробное описание вариантов его осуществления, сопровождаемое чертежами. Следует иметь в виде, что чертежи иллюстрируют только предпочтительные варианты осуществления изобретения и не ограничивают его объем, так что возможны другие в равной степени эффективные варианты осуществления изобретения.
Фиг. 1 схематично изображает разрез устройства мокрого соединения, содержащего охватываемый компонент, вставленный в охватывающий компонент, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 2 изображает в перспективе часть показанного на фиг. 1 охватываемого компонента, где видны множество кольцевых электрических контактов, расположенных в соответствующих канавках.
Фиг. 3 изображает в перспективе часть показанного на фиг. 1 охватываемого компонента, где один из кольцевых электрических контактов, сдавлен и частично смещен из канавки.
Фиг. 4 схематично изображает в перспективе кольцевой электрический контакт, показанный на фиг. 2.
Фиг. 5 схематично изображает разрез кольцевого электрического контакта, показанного на фиг. 2, установленного в канавке.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг. 1, устройство 10 мокрого соединения содержит охватываемый компонент 12, установленный в охватывающем компоненте 14. Охватываемый компонент 12 имеет осевое расточное отверстие 16, проходящее вдоль продольной оси "А" и образующее канал для бурового раствора или других жидкостей, закачиваемых вниз в ствол скважины или извлекаемых из него. Эти флюиды могут способствовать созданию влажной среды в стволе скважины.
Охватываемый компонент 12 содержит кабелепровод 18, проходящий в осевом направлении, так что охватываемый компонент 12 может быть электрически соединен с оборудованием (не показано) на поверхности или с другим скважинным оборудованием, расположенным выше устройства 10 мокрого соединения. Кабелепровод 18 электрически соединен с пятью кольцевыми электрическими контактами 20, расположенными на расстоянии друг от друга в осевом направлении вдоль наружной периферической стенки 22 охватываемого компонента 12 для создания электрического соединения с охватывающим компонентом 14. В других вариантах количество кольцевых электрических контактов 20 может быть больше или меньше. Наружная периферическая стенка определяется проводящими кольцами 24 и электроизолирующими кольцами 26, которые отделены друг от друга промежутками в осевом направлении. Кольцевые электрические контакты 20 электрически соединены с кабелепроводом 18 посредством проводящих колец 24. В проводящих кольцах 24 имеются кольцевые канавки 28 образующие гнезда для размещения кольцевых электрических контактов 20. Кольцевые электрические контакты 20 упруго выступают в радиальном направлении из кольцевых канавок 28 за наружную периферическую стенку 22 для контакта с внутренней периферической стенкой 30 охватывающего компонента 14.
Внутренняя периферическая стенка 30 определяется периферическими электродами 34 и промежуточными электроизолирующими участками 36 охватывающего компонента 14. Электроды 34 могут быть выполнены из меди или других электропроводных материалов, а электроизолирующие участки 36 могут быть выполнены из ПЭЭК полимера (полиэфирэфиркетона), других термопластиков, керамических материалов или других непроводящих материалов, известных специалистам в данной области техники. Электроды 34 электрически соединены с кабелепроводом 38, проходящим в осевом направлении вдоль охватывающего компонента 14. Кабелепровод 38 может быть электрически соединен с множеством датчиков, двигателями или другими скважинными инструментами (не показаны), расположенным в скважине ниже относительно устройства 10 мокрого соединения. Таким образом, благодаря неразрывности электрического соединения между охватываемым компонентом 12 и охватывающим компонентом 14 устройство 10 мокрого соединения обеспечивает электросвязь между оборудованием на поверхности и присоединенным к нему скважинным оборудованием.
На охватываемом компоненте 12 выше и ниже кольцевых электрических контактов 20 установлены верхняя пара кольцевых уплотнений 42 и нижняя пара кольцевых уплотнений 44. Кольцевые уплотнения 42, 44 находятся в контакте с внутренней кольцевой стенкой 30 охватывающего компонента для гидравлического изолирования кольцевых электрических контактов 20 от наружных частей устройства 10 мокрого соединения. Кольцевые электрические контакты 20 гидравлически изолированы друг от друга посредством гидравлических уплотнений 46, расположенных выше и ниже каждого электрического контакта 20. Уплотнения 46 установлены между электроизолирующими кольцами 26 и электроизолирующими участками 36 охватывающего компонента 14 и контактируют с внутренней кольцевой стенкой 30. Гидравлические уплотнения могут быть выполнены из эластомера или другого диэлектрического материала, так что они позволяют каждому электрическому контакту 20 и электроду 34 передавать отдельно энергию и/или сигналы данных через устройство 10 мокрого соединения. В случае, если при установке охватываемого компонента 12 в охватывающий компонент 14 между уплотнениями 46 попадает какой-либо скважинный или другой флюид, то он остается в электрически изолированной полости 48 и не мешает передаче энергии и/или сигналов данных через соседние электрически изолированные полости 48.
На фиг. 2 изображен охватываемый компонент 12 с кольцевыми электрическими контактами 20, расположенными в кольцевых канавках 28. Кольцевые электрические контакты 20 содержат упругий наружный элемент 50, выступающий в радиальном направлении относительно наружной периферической стенки 22. В проиллюстрированном варианте упругий наружный элемент 50 выполнен из металлической цилиндрической пружины, концы которой сварены или соединены между собой иным образом, так что наружный упругий элемент 50 имеет форму кольца. Внутренний диаметр этого кольца несколько меньше наружного диаметра кольцевых канавок 28 и поэтому упругий наружный элемент 50 смещен в радиальном направлении внутрь, поддерживая физический и электрический контакт с проводящими кольцами 24. В других вариантах выполнения (не показаны) наружный упругий элемент 50 может быть выполнен из гибкой металлической сетки или других упругих и электропроводящих конструкций.
На фиг. 3 показано, что к одному упругому наружному элементу 50 приложена сила "F", которая сдавливает его и в результате частично выводит из кольцевой канавки 28. Как понятно специалисту в данной области, силы "F" могут быть приложены к упругому наружному элементу 50 выступами, заплечиками или другими выступающими препятствиями в стволе скважины при введении в него охватываемого компонента 12 до соединения охватываемого компонента с охватывающим компонентом 14 (фиг. 1). При ненадлежащем управлении процессом введения наружный упругий элемент 50 под действием этих сил "F" может выкатиться из канавки 28, вызвав короткое замыкание, ухудшающее неразрывность электрической цепи и/или приводящее устройство 10 мокрого соединения в по меньшей мере частично неработоспособное состояние.
Как видно на фиг. 4, в цилиндрический упругий элемент 50 вставлен внутренний удерживающий элемент 52, способствующий удержанию кольцевого электрического контакта 20 в канавке 28. Для упрощения чертежа показаны лишь несколько витков упругого наружного элемента 50, хотя он проходит по дуге 360° вокруг внутреннего удерживающего элемента 52. Внутренний удерживающий элемент 52 выполнен в виде «кольца для брелока», которое может быть названо «кольцом для ключей». Внутренний удерживающий элемент 52 имеет большую жесткость, чем упругий наружный элемент 50, и содержит металлический стержень или проволоку 54, образующую один полный виток с перекрывающейся частью 56. В перекрывающейся части 56, протяженность которой определяется радиальным углом "α", первый участок 60 проволоки 54 расположен рядом с ее вторым участком 62. В некоторых вариантах выполнения радиальный угол "α" лежит в диапазоне приблизительно 90°-150°. В некоторых вариантах выполнения угол "α" равен приблизительно 120°. В некоторых вариантах выполнения первый и второй участки 60, 62 проволоки 54 примыкают друг к другу в ненапряженном состоянии и их можно раздвинуть в осевом направлении, чтобы вокруг внутреннего удерживающего элемента 52 можно было установить упругий наружный элемент 50.
Как показано на фиг. 5, витки упругого наружного элемента 50 и внутреннего удерживающего элемента 52 проходят в по существу перпендикулярных направлениях. Виток наружного упругого элемента 50 расположен вдоль оси "А", а виток внутреннего удерживающего элемента 52 проходит по окружности вокруг продольной оси "А". В этом варианте выполнения канавка 28, образованная в проводящем кольце 24, имеет внутренний диаметр ID1, а внутренний удерживающий элемент 52 имеет внутренний диаметр ID2 в ненапряженном состоянии. Толщина витка наружного упругого элемента 50 достаточно мала, чтобы внутренняя сторона удерживающего элемента 52, определяемая его внутренним диаметром ID2, не прижимала упругий наружный элемент 50 к дну канавки 28, определяемому ее внутренним диаметром ID1. Поэтому упругий наружный элемент 50 может в некоторой мере скользить, изгибаться и/или перемещаться в канавке 28, но будет удерживаться в ней внутренним удерживающим элементом 52. В других вариантах выполнения внутренний диаметр ID2 внутреннего удерживающего элемента 52 достаточно мал, так что он упирается в наружный упругий элемент 50 и обеспечивает его смещение в радиальном направлении с введением в контакт с канавкой 28.
В проиллюстрированных вариантах выполнения внутренний диаметр ID2 внутреннего удерживающего элемента 52 меньше наружного диаметра OD1 канавки 28. Поэтому для размещения кольцевого электрического контакта 20 в канавке 28 радиальное смещение внутреннего удерживающего элемента 52 нужно на некоторое время преодолеть настолько, чтобы он расширился и его диаметр превысил наружный диаметр OD1 канавки 28. Затем внутренний удерживающий элемент 52 можно возвратить в ненапряженное (или менее напряженное) состояние для введения кольцевого электрического контакта 20 в канавку 28. Наружный диаметр OD2 упругого наружного элемента 50 больше наружного диаметра OD1 канавки 28, что позволяет установить электрический контакт наружного элемента 50 с электродами 34 (фиг. 1) охватывающего компонента 14 (фиг. 1).
В альтернативных вариантах выполнения (не показаны) внутренний удерживающий элемент может образовывать неполный виток, так что перекрывающая часть в этом случае будет отсутствовать. Например, протяженность внутреннего удерживающего элемента может соответствовать радиальному углу 150°, что позволяет внутреннему удерживающему элементу обеспечивать радиальное смещение и установку упругого наружного элемента 50 в канавке 28. В других вариантах выполнения внутренний удерживающий элемент может быть гибкой медной проволокой, концы которой соединены или сплавлены друг с другом, образуя петлю, внутренний диаметр которой меньше наружного диаметра OD1 канавки 28. В других альтернативных вариантах выполнения внутренний удерживающий элемент может быть выполнен из эластичной или эластомерной полосы и может содержать электропроводные и электроизолирующие материалы.
В одном применяемом варианте выполнения упругий наружный элемент 50 образуют путем сваривания противоположных концов цилиндрической пружины между собой с получением петлеобразной конструкции. Затем устанавливают внутренний удерживающий элемент 52, раздвигая в осевом направлении первый и второй участки 60, 62 проволоки 54, чтобы между ними можно было вставить виток упругого наружного элемента 50. До или после полного введения внутреннего удерживающего элемента 52 в упругий наружный элемент 50 можно установить кольцевой электрический контакт 20 в канавку 28. Затем охватываемый компонент 12 можно опустить во влажную среду ствола скважины, где находится охватывающий компонент 14. Если при опускании охватываемого компонента к упругому наружному элементу 50 приложена сила "F", то внутренний удерживающий элемент 52 удерживает кольцевой электрический контакт 20 в канавке 28. Даже если приложенная сила "F" разорвет виток упругого наружного элемента 50 в месте сварки его концов или в другом месте, внутренний удерживающий элемент 52 будет удерживать кольцевой электрический контакт 20 в канавке 28. Таким образом, при установке охватываемого компонента 12 в пространство, ограниченное внутренней периферической стенкой 30 охватывающего компонента 14, может быть установлено электрическое соединение с соответствующим электродом 34, даже когда упругий наружный элемент 50 поврежден.
Таким образом, описанное изобретение обеспечивает достижение указанных выше и других целей и преимуществ. Хотя для раскрытия изобретения были описаны варианты его осуществления, возможны многочисленные изменения в деталях процессов для достижения требуемых результатов. Эти и другие модификации, очевидные для специалистов, должны соответствовать сущности изобретения, раскрытой в описании, и находиться в рамках объема изобретения, определяемого его формулой.
Claims (26)
1. Устройство (10) мокрого соединения для работы в скважинных условиях, содержащее:
охватывающий компонент (14), определяющий внутреннюю кольцевую стенку (30), содержащую по меньшей мере один расположенный на ней электрод (34), электрически соединенный со скважинным инструментом, связанным с охватывающим компонентом (14),
охватываемый компонент (12), расположенный по меньшей мере частично в пространстве, ограниченном указанной внутренней кольцевой стенкой (30), и электрически соединенный с оборудованием, расположенным выше устройства (10), и
кольцевой электрический контакт (20), устанавливающий неразрывное электрическое соединение между охватываемым и охватывающим компонентами, причем кольцевой электрический контакт (20) содержит:
упругий наружный элемент (50), выполненный из цилиндрической пружины, концы которой сплавлены между собой, и
внутренний удерживающий элемент (52), установленный внутри упругого наружного элемента (50) и обеспечивающий радиальное смещение упругого наружного элемента (50), причем внутренний удерживающий элемент (52) выполнен в виде кольца для брелоков, определяющего виток, проходящий в направлении, по существу перпендикулярном направлению витка, определяющего указанную цилиндрическую пружину, при этом
охватываемый компонент (12) содержит наружную периферическую стенку (22), определяемую по меньшей мере одним проводящим кольцом (24) и по меньшей мере одним электроизолирующим кольцом (26),
указанное по меньшей мере одно проводящее кольцо (24) и
указанное по меньшей мере одно электроизолирующее кольцо (26) расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении, и
в указанном по меньшей мере одном проводящем кольце (24) выполнена кольцевая канавка (28), образующая гнездо, в котором удерживается кольцевой электрический контакт (20).
2. Устройство по п. 1, в котором охватываемый компонент (12) содержит указанный кольцевой электрический контакт (20).
3. Устройство по п. 1, в котором упругий наружный элемент (50) проходит по меньшей мере на 360° вокруг внутреннего удерживающего элемента (52).
4. Устройство по п. 1, в котором жесткость внутреннего удерживающего элемента (52) больше жесткости упругого наружного элемента (50).
5. Устройство по п. 1, содержащее электрически изолированную полость (48) между охватывающим компонентом (14) и охватываемым компонентом (12).
6. Устройство по п. 1, в котором внутренний удерживающий элемент (52) содержит металлическую проволоку, расположенную в виде по меньшей мере одного полного витка.
7. Устройство по п. 6, в котором указанный по меньшей мере один полный виток имеет перекрывающуюся часть, протяженность которой соответствует радиальному углу и в которой первый участок металлической проволоки расположен смежно со вторым ее участком.
8. Устройство по п. 1, содержащее гидравлическое уплотнение (46), причем кольцевой электрический контакт (20) содержит по меньшей мере два кольцевых электрических контакта, гидравлически изолированных один от другого этим гидравлическим уплотнением (46).
9. Устройство по п. 8, в котором охватываемый компонент (12) содержит изолирующее кольцо, охватывающий компонент (14) содержит изолирующий участок, а гидравлическое уплотнение (46) расположено между изолирующим кольцом охватываемого компонента (12) и изолирующим участком охватывающего компонента (14) и контактирует с внутренней кольцевой стенкой (30) охватывающего компонента (14).
10. Устройство по п. 1, в котором охватываемый компонент (12) содержит верхнюю пару уплотнительных колец и нижнюю пару уплотнительных колец, контактирующих с внутренней кольцевой стенкой (30) охватывающего компонента (14) для гидравлической изоляции кольцевого электрического контакта (20).
11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором кольцевая канавка (28) имеет полукруглое сечение.
12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором канавка (28) имеет внутренний диаметр (ID1), а внутренний удерживающий элемент (52) имеет внутренний диаметр (ID2) в ненапряженном состоянии, причем толщина витка, ограничивающего наружный упругий элемент (50), достаточно мала для того, чтобы внутренний диаметр (ID2) удерживающего элемента (52) не прижимал упругий наружный элемент (50) к внутреннему диаметру (ID1) канавки (28).
13. Кольцевой электрический контакт (20), предназначенный для использования в устройстве (10) мокрого соединения по любому из предыдущих пунктов и содержащий:
упругий наружный элемент (50), выполненный из цилиндрической пружины, концы которой сплавлены между собой, и
внутренний удерживающий элемент (52), установленный внутри упругого наружного элемента (50) и обеспечивающий радиальное смещение упругого наружного элемента (50), причем внутренний удерживающий элемент (52) выполнен в виде кольца, определяющего виток, проходящий в направлении, приблизительно перпендикулярном направлению витка цилиндрической пружины,
при этом кольцевой электрический контакт (20) выполнен с возможностью установки неразрывной электрической связи между скважинным оборудованием и оборудованием, расположенным выше устройства, когда указанный контакт (20) установлен в устройстве (10) мокрого соединения.
14. Кольцевой электрический контакт по п. 13, в котором внутренний удерживающий элемент (52) содержит металлическую проволоку, расположенную в виде по меньшей мере одного полного витка.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201461939623P | 2014-02-13 | 2014-02-13 | |
| US61/939,623 | 2014-02-13 | ||
| PCT/US2015/015593 WO2015123407A1 (en) | 2014-02-13 | 2015-02-12 | Retention of electrical spring contacts for wet connection of down-hole tool components |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016132369A RU2016132369A (ru) | 2018-03-16 |
| RU2016132369A3 RU2016132369A3 (ru) | 2018-08-01 |
| RU2687995C2 true RU2687995C2 (ru) | 2019-05-17 |
Family
ID=52595459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132369A RU2687995C2 (ru) | 2014-02-13 | 2015-02-12 | Удержание электрических пружинных контактов для мокрого соединения компонентов скважинного инструмента |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10594068B2 (ru) |
| EP (1) | EP3105411B1 (ru) |
| CN (1) | CN106170602B (ru) |
| CA (1) | CA2938868C (ru) |
| RU (1) | RU2687995C2 (ru) |
| WO (1) | WO2015123407A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2971842B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-07-10 | Bal Seal Engineering, Inc. | Canted coil spring with longitudinal component within and related methods |
| EP4112966A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-04 | ODU GmbH & Co. KG | Coil spring and connector with a coil spring |
| EP4318814A1 (en) | 2022-08-02 | 2024-02-07 | ODU GmbH & Co. KG | Coil spring with a closed longitudinal component and connector with a coil spring |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2127626A (en) * | 1982-04-23 | 1984-04-11 | Allied Corp | Springs; electrical connectors having electromagnetic interference screens |
| US5820416A (en) * | 1996-01-04 | 1998-10-13 | Carmichael; Alan L. | Multiple contact wet connector |
| US20060051996A1 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Mario Panzar | Rotary connector having removable and replaceable contacts |
| EP2267846A1 (en) * | 2008-04-14 | 2010-12-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Contactor |
| RU2435928C2 (ru) * | 2006-08-23 | 2011-12-10 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Кольцевое электрическое "мокрое" соединение |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3930545A (en) * | 1972-01-21 | 1976-01-06 | St. Joe Minerals Corporation | Tiltable coupling |
| US7726396B2 (en) * | 2007-07-27 | 2010-06-01 | Schlumberger Technology Corporation | Field joint for a downhole tool |
| DE102009001573B3 (de) | 2009-03-16 | 2010-08-05 | Tyco Electronics Amp Gmbh | Elektrisch leitendes Federelement, Kontaktelement und Steckverbinder |
| WO2010122342A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Artificial Lift Company Limited | Electrical wet connector in downhole environment |
| GB2502616B (en) * | 2012-06-01 | 2018-04-04 | Reeves Wireline Tech Ltd | A downhole tool coupling and method of its use |
-
2015
- 2015-02-12 RU RU2016132369A patent/RU2687995C2/ru active
- 2015-02-12 CN CN201580008524.8A patent/CN106170602B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-02-12 US US15/117,316 patent/US10594068B2/en active Active
- 2015-02-12 WO PCT/US2015/015593 patent/WO2015123407A1/en active Application Filing
- 2015-02-12 CA CA2938868A patent/CA2938868C/en active Active
- 2015-02-12 EP EP15707003.8A patent/EP3105411B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2127626A (en) * | 1982-04-23 | 1984-04-11 | Allied Corp | Springs; electrical connectors having electromagnetic interference screens |
| US5820416A (en) * | 1996-01-04 | 1998-10-13 | Carmichael; Alan L. | Multiple contact wet connector |
| US20060051996A1 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Mario Panzar | Rotary connector having removable and replaceable contacts |
| RU2435928C2 (ru) * | 2006-08-23 | 2011-12-10 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Кольцевое электрическое "мокрое" соединение |
| EP2267846A1 (en) * | 2008-04-14 | 2010-12-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Contactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3105411B1 (en) | 2019-01-09 |
| CA2938868C (en) | 2022-08-02 |
| EP3105411A1 (en) | 2016-12-21 |
| CN106170602B (zh) | 2020-05-22 |
| WO2015123407A1 (en) | 2015-08-20 |
| RU2016132369A (ru) | 2018-03-16 |
| US20160359252A1 (en) | 2016-12-08 |
| CA2938868A1 (en) | 2015-08-20 |
| CN106170602A (zh) | 2016-11-30 |
| US10594068B2 (en) | 2020-03-17 |
| RU2016132369A3 (ru) | 2018-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9270051B1 (en) | Wet mate connector | |
| CA3015102C (en) | Bulkhead assembly having a pivotable electric contact component and integrated ground apparatus | |
| US7355122B2 (en) | Sealed eurytopic make-break connector utilizing a conductive elastomer contact | |
| RU2435928C2 (ru) | Кольцевое электрическое "мокрое" соединение | |
| US9761962B2 (en) | Electrical power wet-mate assembly | |
| US4591226A (en) | Annular electrical connectors for drill string | |
| RU2687995C2 (ru) | Удержание электрических пружинных контактов для мокрого соединения компонентов скважинного инструмента | |
| US20200259302A1 (en) | Electrical connection device | |
| CA2806201C (en) | Pressure mitigating dielectric debris seal for a pothead interface | |
| US8408287B2 (en) | Electrical jumper for a producing oil well | |
| US10309206B2 (en) | Well stimulation tool comprising an articulated link | |
| CN108368730A (zh) | 有线管及其制造方法 | |
| US20210388925A1 (en) | Seal and insulator for pipe having an insulated electrical conductor | |
| RU2260231C1 (ru) | Кабельный разъем для работы в проводящей среде | |
| CA2601553C (en) | Hi-dielectric debris seal for pothead interface | |
| RU2650195C2 (ru) | Подводный коаксиальный разъем | |
| CN110752471A (zh) | 一种连接装置 |