ГЕРМЕТИЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА СО СКВАЖИННЫМ ПРИБОРОМ Российский патент 2007 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к кабельным оконечным устройствам, и может найти применение в забойных геофизических и навигационных комплексах.

Известны кабельные наконечники для подачи электроэнергии к потребителю, содержащие электровводы, смонтированные в электроизоляционном корпусе.

Известен также кабельный наконечник по патенту РФ №2004790, МКИ Е21В 47/00, заявл. 05.05.91 г., содержащий цилиндрический корпус с днищем, имеющим сквозное отверстие для ввода электропроводки разводки, зажимную втулку, гайку, электровводы электросоединителя и сальниковое уплотнение.

Недостатком этого кабельного наконечника является то, что он неработоспособен в глубоких скважинах при высоком гидростатическом давлении. Между цилиндрическими поверхностями электровводов и цилиндрическими поверхностями сальникового уплотнения проходит жидкость, несмотря на то, что сальник обжат через сухарь посредством гайки. Кроме того, на торцы электровводов воздействует большое давление, которое выдавливает их внутрь забойного геофизического и навигационного комплекса.

В результате этого нарушается герметичность забойного геофизического комплекса, что приводит к выходу из строя электронной аппаратуры.

Известно герметичное соединение электрогенератора со скважинным прибором по пат. РФ №2178521 (прототип), которое содержит цилиндрический корпус с днищем, имеющим сквозное отверстие для ввода электропроводки разводки, зажимную втулку и гайку, электровводы электросоединителя, на торце днища установлены последовательно упорная шайба из высокопрочного материала, выдерживающего высокое давление, например металла, керамики или металлокерамики, жесткая электроизоляционная шайба, упругая манжета с зажимной втулкой, зафиксированной гайкой, а через отверстия в электроизоляционной шайбе и упругой манжете проходят электровводы и электропроводка разводки. Упругая манжета может быть выполнена в форме цилиндра или усеченного конуса с коническими выступами на одном из торцов по числу электровводов. Электровводы выполнены цилиндрическими с опорными площадками большего диаметра, чем основной диаметр наконечников, опорные площадки установлены в электроизоляционной шайбе в выемках, совмещенных с отверстиями под электровводы. Конические выступы на упругой манжете под каждый электроввод кабельного наконечника обеспечивают герметичность.

Недостатки: низкая герметичность при больших давлениях, которые имеют место в скважине при бурении (более 60 мПа) и сложности в сборке соединения.

Задачей создания изобретения является: повышение герметичности при высоком давлении соединения оси электрогенератора с кожухом скважинного прибора.

Указанная задача достигнута за счет того, что герметичное соединение электрогенератора со скважинным прибором, содержащее соединенные между собой ось генератора и кожух скважинного прибора, при этом концентрично внутри оси установлены втулка, упорная шайба, жесткая электроизоляционная шайба, упругая манжета в форме усеченного конуса с коническими выступами на одном из торцов по числу электровводов, отличается тем, что за упорной шайбой установлена разрезная втулка, выполненная из двух половин, имеющая внутренние и наружные кольцевые бурты, внутренний кольцевой бурт разрезной втулки входит в паз электрического разъема, а в наружный кольцевой бурт упирается внешняя втулка, поджатая гайкой, причем ось электрогенератора входит в кожух скважинного прибора и загерметизирована относительно него. В оси электрогенератора установлен винт, входящий в зазор разрезной втулки и паз на торце электрического разъема, осуществляющий окружную ориентацию электрического разъема в оси электрогенератора. В оси электрогенератора установлен винт, который входит в зазор разрезной втулки и осуществляет фиксацию электрического разъема в оси электрогенератора. Герметизация оси генератора относительно кожуха скважинного прибора осуществляется при помощи уплотнительных колец круглого сечения. Между осью электрогенератора и кожухом скважинного прибора установлена шпонка, обеспечивающая угловую ориентацию соединяемых деталей.

Проведенные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения. Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, изобретательский уровень - новыми свойствами и функциональными возможностями соединения: полной герметичностью, удобством сборки и технологичностью деталей, входящих в сборку. Промышленная применимость обусловлена тем, что все детали могут быть выполнены из доступных материалов на серийно-выпускаемом станочном оборудовании.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1...3, где:

- на фиг.1 приведена схема соединения,

- на фиг.2 приведен порядок сборки деталей соединения,

- на фиг.3 - половина разрезной втулки.

Герметичное соединение электрогенератора со скважинным прибором содержит ось и узел крепления электрогенератора 1 и 2 соответственно и кожух скважинного прибора 3, соединенные между собой (фиг.1 и 2). Герметизация соединения выполнена посредством резиновых колец 4, установленных на оси 1. Во внутреннем отверстии оси 1 "А" последовательно установлены зажимная втулка 5 с манжетой 6 внутри. Манжета 6 выполнена конической формы из упругого материала (резины) и на одном из торцов имеет конические выступы с отверстиями для прохода электровводов 7. Число конических выступов соответствует числу электровводов. В зажимной втулке 5 установлена разделительная шайба 8. Следом идут жесткая электроизоляционная шайба 9, упорная шайба 10. В упорную шайбу 10 упирается разрезная втулка 11, имеющая внутренний кольцевой бурт В и внешний кольцевой бурт С. Внутри разрезной втулки 11 размещен электрический разъем 12. Все эти детали поджимает гайка 13. Для обеспечения угловой ориентации при сборке служит шпонка 14, установленная между осью электрогенератора 1 и кожухом скважинного прибора 3. В соединении применены винты 15 и 16, обеспечивающие соответственно окружную ориентацию и фиксацию. Винт 15 входит в зазор разрезной втулки и паз на торце электрического разъема. Винт 16 входит в зазор разрезной втулки и осуществляет фиксацию электрического разъема в оси генератора.

При работе электрический ток с электрогенератора по проводам и электровводам 7 подается на скважинный прибор. Уплотнение полости скважинного прибора выполнено при помощи уплотнительных колец круглого сечения 4. Упругая манжета 8 держит давление смазывающей жидкости внутри генератора. Всю нагрузку от этого давления воспринимает гайка 13.

Применение изобретения позволило:

1. Повысить надежность кабельного наконечника при его работе в условиях высокого давления окружающей среды.

2. Обеспечить абсолютную герметичность скважинной аппаратуры.

3. Улучшить сборку соединения.

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано при обеспечении соединения источника электропитания с потребителем - скважинным прибором. Соединение содержит скрепленные между собой ось генератора и кожух скважинного прибора, при этом концентрично внутри оси установлены втулка, упорная шайба, жесткая электроизоляционная шайба, упругая манжета в форме усеченного конуса с коническими выступами на одном из торцов по числу электровводов. За упорной шайбой установлена разрезная втулка, выполненная из двух половин, имеющая внутренние и наружные кольцевые бурты. Внутренний кольцевой бурт разрезной втулки входит в паз электрического разъема, а в наружный кольцевой бурт упирается внешняя втулка, поджатая гайкой, причем ось электрогенератора входит в кожух скважинного прибора и загерметизирована относительно него. В зазоре разрезной втулки и пазу на торце электрического разъема может быть установлен винт, осуществляющий окружную ориентацию электрического разъема в оси электрогенератора. Также винт может быть установлен в оси электрогенератора для фиксации электрического разъема в оси электрогенератора, при этом винт входит в зазор разрезной втулки. Ось генератора относительно кожуха скважинного прибора может быть загерметизирована при помощи уплотнительных колец круглого сечения. Между осью электрогенератора и кожухом скважинного прибора может быть установлена шпонка, обеспечивающая угловую ориентацию соединяемых деталей. Изобретение направлено на повышение надежности герметичного соединения при высоком давлении окружающей среды и облегчение сборки соединения. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Герметичное соединение электрогенератора со скважинным прибором, содержащее соединенные между собой ось генератора и кожух скважинного прибора, при этом концентрично внутри оси установлены втулка, упорная шайба, жесткая электроизоляционная шайба, упругая манжета в форме усеченного конуса с коническими выступами на одном из торцов по числу электровводов, отличающееся тем, что за упорной шайбой установлена разрезная втулка, выполненная из двух половин, имеющая внутренние и наружные кольцевые бурты, внутренний кольцевой бурт разрезной втулки входит в паз электрического разъема, а в наружный кольцевой бурт упирается внешняя втулка, поджатая гайкой, причем ось электрогенератора входит в кожух скважинного прибора и загерметизирована относительно него.2. Герметичное соединение по п.1, отличающееся тем, что установлен винт, входящий в зазор разрезной втулки и паз на торце электрического разъема и осуществляющий окружную ориентацию электрического разъема в оси электрогенератора.3. Герметичное соединение по п.1 или 2, отличающееся тем, что в оси электрогенератора установлен винт, который входит в зазор разрезной втулки, фиксирующий электрический разъем в оси электрогенератора.4. Герметичное соединение по п.1 или 2, отличающееся тем, что герметизация оси генератора относительно кожуха скважинного прибора осуществляется при помощи уплотнительных колец круглого сечения.5. Герметичное соединение по п.3, отличающееся тем, что герметизация оси генератора относительно кожуха скважинного прибора осуществляется при помощи уплотнительных колец круглого сечения.6. Герметичное соединение по любому из пп.1, 2, 5, отличающееся тем, что между осью электрогенератора и кожухом скважинного прибора установлена шпонка, обеспечивающая угловую ориентацию соединяемых деталей.7. Герметичное соединение по п.3, отличающееся тем, что между осью электрогенератора и кожухом скважинного прибора установлена шпонка, обеспечивающая угловую ориентацию соединяемых деталей.8. Герметичное соединение по п.4, отличающееся тем, что между осью электрогенератора и кожухом скважинного прибора установлена шпонка, обеспечивающая угловую ориентацию соединяемых деталей.