基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置.pdf

本发明公开了一种基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置。仪器短节的多路电连接难以实现，环形导电环的实现形式结构复杂。本发明的接头体开设有n条导电液通道；每条导电液通道的入口及出口两侧均设有环形密封槽；上仪器短节与接头体上端螺纹连接，并通过n条上电连接管路及n个上环形凹槽与n条导电液通道的入口连通；上电连接管路与上环形凹槽的接口处通过螺纹连接有单芯电接头；下仪器短节与接头体下端螺纹连接，并通过n条下电连接管路及n个下环形凹槽与n条导电液通道的出口连通；下电连接管路与下环形凹槽的接口处通过螺纹连接有单芯电接头。本发明在导电液通道中充导电液体介质来解决随钻仪器短节间电连接的旋转问题。

1.  基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，包括接头体、上仪器短节、下仪器短节和单芯导电插头，其特征在于：所述的接头体开设有n条导电液通道和n个注液孔，n≥3；每条导电液通道与对应一个注液孔的内端连通；所述的导电液通道内注有导电液；导电液通道的入口和出口分设在接头体两端；每条导电液通道的入口及出口两侧均设有环形密封槽；所述的环形密封槽内设有密封圈；
所述的上仪器短节包括上承压壳体和上电路骨架；所述上电路骨架的内壁套置在接头体上端，并压紧对应环形密封槽内的密封圈；所述的上承压壳体套置在上电路骨架外，并与接头体的上端通过螺纹连接；所述的上电路骨架沿轴向开设有n条上电连接管路，且内壁开设有n个上环形凹槽；每个上环形凹槽的顶部与对应一条导电液通道的入口连通，底部与一条上电连接管路连通；所述的上电连接管路与上环形凹槽的接口处通过螺纹连接有单芯电接头；
所述的下仪器短节包括下承压壳体和下电路骨架；所述下电路骨架的内壁套置在接头体下端，并压紧对应环形密封槽内的密封圈；所述的下承压壳体套置在下电路骨架外，并与接头体的下端通过螺纹连接；所述的下电路骨架沿轴向开设有n条下电连接管路，且内壁开设有n个下环形凹槽；每个下环形凹槽的顶部与对应一条导电液通道的出口连通，底部与一条下电连接管路连通；所述的下电连接管路与下环形凹槽的接口处通过螺纹连接有单芯电接头；
所述的单芯电接头焊接有导线，单芯电接头的导电芯由上环形凹槽或下环形凹槽的底部嵌入，且不超出上环形凹槽或下环形凹槽的顶部。

2.  根据权利要求1所述的基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，其特征在于：所述注液孔的外端设有密封塞。

3.  根据权利要求1所述的基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，其特征在于：所述导电液通道的入口或出口的中心线与相邻环形密封槽的中心线沿导电液通道轴向的距离为6～8mm。

4.  根据权利要求1所述的基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，其特征在于：所述的导电液通道内壁镀有绝缘层。

5.  根据权利要求1所述的基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，其特征在于：所述单芯电接头的接头部分为绝缘材料。

6.  根据权利要求1所述的基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，其特征在于：所述的单芯电接头与上电连接管路及下电连接管路的内壁间均设有密封圈。

7.  根据权利要求1所述的基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，其特征在于：所述的导电液为氯化钠溶液。

基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置
技术领域
本发明涉及井下随钻仪器的连接技术，尤其涉及一种基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置。
背景技术
随钻测量仪器在石油钻井领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景，总体结构一般包含一些不同测井功能的仪器短节，各个仪器短节相互串联，实现随钻测量仪器的测量需求。在仪器短节连接时，通常采用螺纹连接方式以保证其密封性和刚度，而仪器短节内部往往布置有插针式的电连接结构。因此若通过螺纹连接两个短节，在实际安装时则需要发生相对旋转运动，这将造成电连接结构的破坏。因此保证仪器短节之间机械连接的同时实现可靠的电连接是随钻测量仪器中关键的技术之一。
根据查阅的文献可知，目前国内外解决转动连接问题常用的方法是：在上下仪器短节连接的端面上安装同轴心的导电环，短节内部加工布置导线孔道，在上下仪器短节旋转连接时导电环端面紧密贴合实现电连接，通过设置在导电环内外两边的O形密封圈进行径向密封。这种方法由于受到井下仪器径向空间的限制问题，难以实现复杂的多路电连接。此外，专利CN201486548U中设计了一种“随钻仪器短节连接结构”，通过在公、母插头上沿轴线设有数个环形导电环的形式解决了旋转连接和多电路连接问题，然而组件多，结构较为复杂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，在导电液通道中充导电液体介质来解决随钻仪器短节间电连接的旋转问题。
本发明所采用的技术方案是：
本发明包括接头体、上仪器短节、下仪器短节和单芯导电插头；所述的接头体开设有n条导电液通道和n个注液孔，n≥3；每条导电液通道与对应一个注液孔的内端连通；所述的导电液通道内注有导电液；导电液通道的入口和出口分设在接头体两端；每条导电液通道的入口及出口两侧均设有环形密封槽；所述的环形密封槽内设有密封圈。
所述的上仪器短节包括上承压壳体和上电路骨架；所述上电路骨架的内壁套置在接头体上端，并压紧对应环形密封槽内的密封圈；所述的上承压壳体套置在上电路骨架外，并与接头体的上端通过螺纹连接；所述的上电路骨架沿轴向开设有n条上电连接管路，且内壁开设有n个上环形凹槽；每个上环形凹槽的顶部与对应一条导电液通道的入口连通，底部与一条上电连接管路连通；所述的上电连接管路与上环形凹槽的接口处通过螺纹连接有单芯电接头。
所述的下仪器短节包括下承压壳体和下电路骨架；所述下电路骨架的内壁套置在接头体下端，并压紧对应环形密封槽内的密封圈；所述的下承压壳体套置在下电路骨架外，并与接头体的下端通过螺纹连接；所述的下电路骨架沿轴向开设有n条下电连接管路，且内壁开设有n个下环形凹槽；每个下环形凹槽的顶部与对应一条导电液通道的出口连通，底部与一条下电连接管路连通；所述的下电连接管路与下环形凹槽的接口处通过螺纹连接有单芯电接头。
所述的单芯电接头焊接有导线，单芯电接头的导电芯由上环形凹槽或下环形凹槽的底部嵌入，且不超出上环形凹槽或下环形凹槽的顶部。
所述注液孔的外端设有密封塞。
所述导电液通道的入口或出口的中心线与相邻环形密封槽的中心线沿导电液通道轴向的距离为6～8mm。
所述的导电液通道内壁镀有绝缘层。
所述单芯电接头的接头部分为绝缘材料。
所述的单芯电接头与上电连接管路及下电连接管路的内壁间均设有密封圈。
所述的导电液为氯化钠溶液。
本发明的有益效果是：
1、本发明将导电液体介质用于电连接，单芯电接头的导电芯设置在环形导电液凹槽中，无论上仪器短节和下仪器短节的径向位置如何变化，都能通过导电液通道里充满的导电液实现仪器上、下短节间的电连接。
2、本发明可设置多条电连接数目，其中电连接数目的增加只会增加电连接结构的轴向长度而不增加其径向体积，从而解决了电连接存在的体积及结构限制的问题。
3、本发明结构简单，连接快速，可在连接螺纹的同时同步完成电连接。
附图说明
图1为本发明的径向截面图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图；
图4为本发明中单芯导电插头的装配位置局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1、2和3所示，基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置，包括接头体1、上仪器短节2、下仪器短节3和单芯导电插头4。
接头体1开设有三条导电液通道12和三个注液孔14；每条导电液通道与对应一个注液孔14的内端连通，注液孔14的外端设有密封塞；每条导电液通道的入口及出口两侧均设有环形密封槽，且导电液通道的入口或出口的中心线与相邻环形密封槽的中心线沿导电液通道轴向的距离为6～8mm；环形密封槽内设有第一密封圈13，保证不同导电液通道间、上仪器短节2与接头体1间以及接头体1与下仪器短节3间的相互密封。
上仪器短节2包括上承压壳体21和上电路骨架23；上电路骨架23的内壁套置在接头体1上端，并压紧对应环形密封槽内的密封圈；上承压壳体21套置在上电路骨架23外，并与接头体1的上端通过螺纹副11连接；上电路骨架23沿轴向开设有三条上电连接管路22，且内壁开设有三个上环形凹槽24；每个上环形凹槽24的顶部与对应一条导电液通道12的入口连通，底部与一条上电连接管路22连通；上电连接管路22与上环形凹槽24的接口处通过螺纹连接有单芯电接头4。
下仪器短节3包括下承压壳体31和下电路骨架33；下电路骨架33的内壁套置在接头体1下端，并压紧对应环形密封槽内的密封圈；下承压壳体31套置在下电路骨架33外，并与接头体1的下端通过螺纹副11连接；下电路骨架33沿轴向开设有三条下电连接管路32，且内壁开设有三个下环形凹槽34；每个下环形凹槽34的顶部与对应一条导电液通道12的出口连通，底部与一条下电连接管路32连通；下电连接管路32与下环形凹槽34的接口处通过螺纹连接有单芯电接头4。
如图4所示，单芯电接头4焊接有导线42，单芯电接头4的导电芯由上环形凹槽24或下环形凹槽34的底部嵌入，且不超出上环形凹槽24或下环形凹槽34的顶部，以保证其能浸在导电液通道12内的导电液中。单芯电接头4与上电连接管路22及下电连接管路32的内壁间均设有第二密封圈41，避免导电液流入上电连接管路22或下电连接管路32中。
该基于导电液体介质的随钻仪器短节多路电连接装置的安装及工作原理：
上仪器短节2和下仪器短节3与接头体1螺纹连接的同时，同步完成了上电连接管路22、下电连接管路32与导电液通道12之间的连通通道，然后通过注液孔14向每个导电液管道里注入导电液，如氯化钠溶液，注满后将注液孔14密封。无论上仪器短节2和下仪器短节3的径向位置如何变化，都能实现上、下仪器短节间的电气连通。导电液需在高温、高压下仍具有良好的导电性能。导电液的灌注也可采用其它方式，如浸液方式，即将各部分零件浸在导电液中进行安装。