КАБЕЛЬНЫЙ НАКОНЕЧНИК Российский патент 1994 года по МПК H02G15/02 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к кабельным оконечным устройствам, и найдет применение в геофизической аппаратуре и подводной технике для крепления и электрического подключения к грузонесущим кабелям скважинных приборов, подводных аппаратов и зондов.

Известна головка для каротажных кабелей [1], в корпусе которой, сочлененной с цилиндром, размещен поджимаемый пружиной верхний поршень, жестко связанный с кабельным зажимом. Встроенный в поршень электропровод соединен с жилой кабеля и через подпружиненный контакт с неподвижным индикационным контактом, встроенным в жестко сочлененную с цилиндром стойку. Ниже стойки в цилиндре размещен другой поршень с подвижным индикационным контактом, электрически соединенным со скважинным прибором. Межпоршневой объем внутри цилиндра заполнен электроизоляционной жидкостью.

Основным недостатком данной головки является то, что из-за наличия трения между подвижными поршнями и цилиндром головки давление электроизоляционной жидкости, находящейся в ней, ниже по сравнению с давлением промывочной жидкости скважины. При рывках (резких движениях) ходового конца кабель-троса во время опускания зонда в скважину подвижные части головки работают как насос, в результате чего происходит проникновение внутрь головки промывочной жидкости, чем снижается надежность работы скважинного прибора. Во время рывков происходит также истирание брони кабеля, вследствие подвижности его относительно головки корпуса. Низкая технологичность при сборочных и разборочных операциях затрудняет эксплуатацию головки.

Известен также кабельный наконечник [2], содержащий контактный узел и два независимых вращающихся узла, один из которых имеет стержень и связан с кабелем, а другой - со скважинным прибором, соединенных между собой посредством опорной гайки и радиально-упорного подшипника. Корпус наконечника, в котором размещен контактный узел, заполнен диэлектрической жидкостью.

Недостатки этого наконечника:
низкая технологичность при сборочных и разборочных операциях из-за трудности доступа к местам подсоединения жил кабеля;
манжеты для уплотнения жил кабеля не обеспечивают надежной герметизации;
за счет трения в подвижных частях давление диэлектрической жидкости, находящейся внутри него, оказывается ниже, чем давление скважинной жидкости.

Наиболее близким к изобретению является кабельный наконечник каротажный типа НК [3], содержащий корпус. В последнем закреплена розетка электросоединителя, при помощи которой электрическая схема скважинного прибора соединена с кабелем. В днище корпуса расположены электровводы, которые соединены с розеткой электросоединителя при помощи проводников. Электровводы защищены от механических повреждений стаканом, который навинчивается на корпус и фиксируется на корпусе стопорной шайбой. В верхней части стакана расположен кабельный зажим.

Основным недостатком этого технического решения является то, что при сборке и разборке наконечника не обеспечено жесткое соединение и взаимная фиксация узла кабельного зажима с корпусом наконечника, в котором установлены электровводы. Это приводит к скручиванию и перегибам жил кабеля и, как следствие, к обламыванию жил в местах пайки и нарушению изоляции электровводов.

Герметизация и изоляция электровводов с припаянными жилами кабеля производится с помощью изоляционной ленты, которая наносится вручную с одновременной обмазкой клеевым составом. Из-за несовершенства этого технологического процесса часть происходит обламывание жил в местах пайки.

Для подсоединения жил кабель-троса к розетке электросоединителя используются промежуточные проводники, длина которых выбирается с большим запасом, так как розетка устанавливается глубоко внутри корпуса наконечника. При установке розетки проводники подвергаются многократным перегибам, что приводит к их обламыванию в местах пайки.

Крепление кабельного зажима в стакане с помощью винта затрудняет процесс сборки и особенно разборки после его эксплуатации в скважине.

Цель изобретения - упрощение сборки и повышение надежности кабельного наконечника.

Это достигается тем, что в кабельном наконечнике, содержащем цилиндрический корпус, электровводы и стакан, с размещенным в нем кабельным зажимом, в цилиндрическом корпусе установлена проходная втулка, а в стакане - подвижный сальниковый ввод, днище которого выполнено с отверстиями для ввода жил кабеля и гнездом под сальниковое уплотнение и соединено с проходной втулкой посредством сильфона, электровводы выполнены в виде герметичного электросоединителя, которая установлена во втулке, размещенной в цилиндрическом корпусе, проходная втулка соединена с гайкой кабельного зажима и втулкой электросоединителя посредством цилиндрических вкладышей, зафиксированных разрезными втулками, полость цилиндрического корпуса заполнена диэлектрической жидкостью.

Днище подвижного сальникового ввода имеет со стороны ввода жил кабеля продольные пазы и снабжено сухарем, который установлен в гнезде и имеет фиксирующие наружные выступы, входящие в продольные пазы днища, и отверстия для прохода жил кабеля, выполненные соосно с отверстиями днища.

Проходная втулка, гайка кабельного зажима и втулка электросоединителя выполнены с радиальными кольцевыми проточками и наружными боковыми выступами, а цилиндрические вкладыши снабжены соответствующими радиальными кольцевыми выступами и продольными пазами в боковых стенках.

Во фланце проходной втулки выполнены продольные пазы, в которые установлены торцовые продольные выступы цилиндрического корпуса.

На фиг. 1 показан кабельный наконечник в рабочем положении, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, после сборки; на фиг. 3 - гайка кабельного зажима, вид спереди; на фиг. 4 - то же, вид сбоку; на фиг. 5 - то же, план; на фиг. 6 - цилиндрический вкладыш, вид спереди; на фиг. 7 - то же, вид сбоку; на фиг. 8 - то же, план; на фиг. 9 - втулка электросоединителя, вид спереди; на фиг. 10 - то же, вид сбоку; на фиг. 11 - то же, план; на фиг. 12 - днище сальникового ввода, вид спереди; на фиг. 13 - то же, вид сбоку; на фиг. 14 - сухарь, вид спереди; на фиг. 15 - то же, вид сбоку; на фиг. 16 - проходная втулка, вид спереди; на фиг. 17 - то же, вид сбоку; на фиг. 18 - то же, план; на фиг. 19 - то же, вид снизу.

Кабельный наконечник содержит цилиндрический корпус 1 и установленную в нем проходную втулку 2. На корпусе 1 со стороны соединения с проходной втулкой выполнены продольные торцовые выступы 3, на фланце проходной втулки - продольные пазы 4, в которые входят продольные торцовые выступы 3 цилиндрического корпуса. В цилиндрическом корпусе размещена втулка 5, в которой установлена вилка 6 герметичного электросоединителя. В стакане 7 размещен подвижный сальниковый ввод, днище 8 которого соединено посредством сильфона 9 с проходной втулкой 2. В днище последовательно установлены сальниковое уплотнение 10, сухарь 11 и обжимная гайка 12.

Для ввода жил кабеля 13 в днище, сухаре и сальниковом уплотнении выполнены соосные отверстия по числу жил кабеля. Сухарь 11 снабжен наружными выступами 14, которые входят в продольные пазы 15 днища 8. Бандажное кольцо 16 установлено с внешней стороны днища 8. В стакане 7 также размещен кабельный зажим, при помощи которого осуществлено механическое крепление кабеля 13 к наконечнику. Кабельный зажим содержит зажимную втулку 17 и гайку 18. Проходная втулка 2 соединена с гайкой 18 кабельного зажима и втулкой 5 электросоединителя посредством цилиндрических вкладышей 19 и 20, на которые надеты разрезные втулки 21 и 22, фиксирующие положение вкладышей. На проходной втулке 2, втулке 5 электросоединителя и гайке 18 кабельного зажима выполнены наружные радиальные кольцевые проточки 23 и наружные боковые выступы 24. Цилиндрические вкладыши 19, 20 имеют внутренние радиальные кольцевые выступы 25 и продольные боковые пазы 26, которые сопряжены с соответствующими проточками 23 и выступами 24 проходной втулки 2, втулки 5 электросоединителя и гайки 18 кабельного зажима.

Герметизация наконечника выполнена с помощью уплотнительных колец 27-29. Стакан 7 наконечника зафиксирован на цилиндрическом корпусе 1 с помощью стопорного винта 20.

Полость цилиндрического корпуса 1 заполнена диэлектрической жидкостью, для чего в нем выполнено входное отверстие 31. Накидная гайка 32 служит для присоединения наконечника к скважинному прибору или подводному техническому средству.

Подготовка кабельного наконечника к работе.

Сначала выполняется припайка сильфона 9 к проходной втулке 2 и к днищу 8 подвижного сальникового ввода. Затем осуществляется подсоединение кабеля 13 к наконечнику и сборка наконечника, для чего стакан 7 надевается на свободный конец кабеля 13 и производится разделка брони кабеля и закрепление ее с помощью гайки 18 и зажимной втулки 17. Жилы кабеля 13 пропускаются через обжимную гайку 12, соосные отверстия сухаря 11, сальникового уплотнения 10, днища 8 подвижного сальникового ввода и дальше через сильфон 9 и проходную втулку 2. С помощью обжимной гайки 12 и сухаря 11 производится обжатие сальникового уплотнения 10 и герметизация ввода жил кабеля 13. Для предотвращения скручивания жил кабеля 13 при обжатии сальникового уплотнения 10 наружные выступы 14 сухаря 11 входят в продольные пазы 15 днища 8. Бандажное кольцо 16 устанавливается с внешней стороны днища 8 и придает ему жесткость.

Кабельный зажим сочленяется с проходной втулкой 2 посредством цилиндрических вкладышей 19 и фиксирующих их разрезных втулок 21. При этом внутренние радиальные кольцевые выступы 25 вкладышей 19 входят в соответствующие наружные радиальные кольцевые проточки 23 проходной втулки 2 и гайки 18 кабельного зажима, а наружные боковые выступы 24 проходной втулки 2 и гайки 18 - в соответствующие продольные пазы 26 цилиндрических вкладышей 19.

Во втулке 5 устанавливаются уплотнительное кольцо 27 и вилка 6 герметичного электросоединителя, контакты которой припаиваются к жилам кабеля 13. Проходная втулка 2 и втулка 5 электросоединителя соединяются и фиксируются с помощью цилиндрических вкладышей 20 и разрезных втулок 22.

При этом внутренние радиальные кольцевые выступы 25 цилиндрических вкладышей 20 входят в наружные радиальные кольцевые проточки 23 проходной втулки 2 и втулки 5 электросоединителя, а наружные боковые выступы 24 проходной втулки 2 и втулки 5 - в соответствующие боковые продольные пазы 26 цилиндрических вкладышей 20, обеспечивая их взаимную фиксацию и ориентацию.

На проходную втулку 2 и втулку 5 электросоединителя устанавливаются уплотнительные кольца 28 и 29.

Затем узел, состоящий из соединенных последовательно кабельного зажима, проходной втулки 2 и втулки 5 электросоединителя, стыкуется с цилиндрическим корпусом. При этом втулка и сочлененная с ней оконечность проходной втулки вводится внутрь цилиндрического корпуса 1, а уплотнительные кольца 28-30 герметизируют соединение. Взаимная ориентация и фиксация узла и корпуса обеспечивается за счет продольных кольцевых выступов 3 корпуса и соответствующих продольных пазов 4, выполненных во фланце проходной втулки 2.

Стакан 7 с помощью резьбы соединяется с цилиндрическим корпусом, обеспечивая при этом плотное прижатие узла к торцовой поверхности корпуса. Стакан 7 фиксируется на корпусе с помощью стопорного винта 30.

Через входное отверстие 31 полость цилиндрического корпуса 1 заполняется диэлектрической жидкостью, давление которой превышает давление окружающей среды. При этом под действием избыточного давления днище 8 подвижного сальникового ввода перемещается относительно корпуса в направлении кабельного зажима, растягивая сильфон 9. Усилие растянутого сильфона обеспечивает поддержание в полости корпуса 1 избыточного давления по сравнению с давлением наружной среды во время эксплуатации кабельного наконечника.

За счет сальникового уплотнения 10 и заполнения полости корпуса диэлектрической жидкостью осуществляется изоляция электровводов от внешней среды.

Собранный наконечник крепится с помощью накидной гайки 32 к корпусу подводного аппарата (зонда или скважинного прибора), при этом кабельный зажим обеспечивает прочное механическое соединение грузонесущего кабеля с подводным аппаратом, а вилка герметичного электросоединителя - электрическое соединение жил кабеля с электрической частью подводного аппарата.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого наконечника заключается в упрощении его сборки за счет того, что в корпусе установлена проходная втулка, а в стакане - подвижный сальниковый ввод, соединенные между собой посредством сильфона, за счет усилия деформации которого поддерживается в полости корпуса избыточное давление; соединение кабельного зажима, проходной втулки и втулки электросоединителя осуществляется с помощью цилиндрических вкладышей и разрезных втулок. Это позволяет быстро производить сборку и разборку наконечника в морских экспедициях и в полевых условиях без применения специального инструмента и приспособлений. Соединение указанных узлов обеспечивает сохранность электровводов в процессе сборки, при этом не происходит скручивания жил кабеля и обламывания их в местах припайки к электровводам. Ввод жил кабеля через сальниковое уплотнение в полость корпуса, которая заполнена диэлектрической жидкостью, находящейся под давлением выше давления окружающей жидкости, и применение в качестве электроввода вилки герметичного электросоединителя упрощает технологию электроизоляции и герметизации электровводов и жил кабеля, повышает надежность электроизоляции и герметизации их.

Сущность изобретения: в корпусе наконечника установлена проходная втулка, а в стакане - кабельный зажим и подвижный сальниковый ввод. Днище сальникового ввода соединено с проходной втулкой посредством сильфона. Соединение проходной втулки, кабельного зажима и втулки электросоединителя осуществляется при помощи цилиндрических вкладышей и фиксирующих их разрезных втулок. Полость корпуса заполнена диэлектрической жидкостью, находящейся под давлением, превышающем давление окружающей жидкости, за счет усилия, создаваемого при растяжении сильфона. 3 з.п.ф-лы, 19 ил.

1. КАБЕЛЬНЫЙ НАКОНЕЧНИК, содержащий цилиндрический корпус, электровводы и стакан с размещенным в нем кабельным зажимом, отличающийся тем, что, с целью упрощения сборки и повышения надежности наконечника, в цилиндрическом корпусе установлена проходная втулка, в стакане размещен подвижный сальниковый ввод, днище которого выполнено с отверстиями для ввода жил кабеля и гнездом под сальниковое уплотнение и соединено с проходной втулкой посредством сильфона, электровводы выполнены в виде вилки герметичного электросоединителя, которая установлена во втулке, размещенной в цилиндрическом корпусе, проходная втулка соединена с гайкой кабельного зажима, и втулкой электросоединителя посредством цилиндрических вкладышей, зафиксированных разрезными втулками, полость цилиндрического корпуса заполнена диэлектрической жидкостью. 2. Наконечник по п.1, отличающийся тем, что днище подвижного сальникового ввода имеет со стороны ввода жил кабеля пазы и снабжено сухарем, который установлен в гнезде и имеет фиксирующие наружные выступы, входящие в продольные пазы днища, и отверстия для прохода жил кабеля, выполненные соосно с отверстиями днища. 3. Наконечник по п. 1, отличающийся тем, что проходная втулка, гайка кабельного зажима и втулка электросоединителя выполнены с радиальными кольцевыми проточками и наружными боковыми выступами, а цилиндрические вкладыши снабжены соответствующими внутренними радиальными кольцевыми выступами и продольными пазами в боковых стенках. 4. Наконечник по п.1, отличающийся тем, что во фланце проходной втулки выполнены продольные пазы, в которые установлены торцевые продольные выступы цилиндрического корпуса.