кабельный разъем для работы в проводящей среде

Формула изобретения

Кабельный разъем для работы в проводящей среде, состоящий из штыревой и гнездовой частей с узлом фиксации, отличающийся тем, что узел фиксации, расположенный в штыревой части разъема, включает подпружиненную втулку, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра корпуса гнездовой части, и фиксирующие элементы, стянутые упругим кольцом и закрепленные в обойме, которая поджимается к внутреннему уступу корпуса штыревой части, причем штыревая часть со стороны входа в нее гнездовой части дополнительно содержит поворотную заслонку и связанный с ней рычаг, насаженный на ось.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в процессе бурения и эксплуатации наклонно-направленных и горизонтальных нефтегазовых скважин.

Известен подводный соединитель по а.с. 721874 (опубл. 15.03.80), состоящий из вилки и розетки, включающих в себя выполненные из эластичного материала изоляционные колодки ответной формы, на обращенных друг к другу боковых поверхностях которых заподлицо с последними расположены плоские контакты, установленные с зазором вдоль продольной оси соединителя, причем колодка вилки выполнена в виде стакана с внутренней цилиндрической поверхностью и наружной конусной, сужающейся в направлении сочленения, при этом внутренняя полость стакана заполнена жидкостью или сжатым газом.

Недостатком данного соединителя является сложность управления соединением и разъединением, а также необходимость подведения дополнительной управляющей линии.

Известен герметичный электрический соединитель по а.с. 792383 (опубл. 30.12.80), содержащий вилку со штыревыми контактами, размещенными в изоляторе, и центрирующей втулкой, телескопически охватывающей розетку с гнездами, внутренняя полость которой заполнена изоляционной жидкостью и закрыта со стороны сочленения эластичной диафрагмой, узел взаимной фиксации вилки и розетки, элементы угловой ориентации в виде продольного паза и расположенного в нем пальца, выполненных в центрирующей втулке и в одной из деталей соединителя, и токоподвод, который снабжен цилиндрической деталью, имеющей вес, обеспечивающий прокол диафрагмы штырями, на одном конце которой закреплена розетка, последняя соединена с токопроводом, на части длины размещенном в цилиндрической детали, узел взаимной фиксации выполнен в виде неподвижно установленной на свободном участке токоподвода со стороны противоположной розетке втулки, на которой шарнирно закреплена пара одноплечих рычагов, шарнирно связанных с двуплечими рычагами, одни концы которых соединены между собой пружиной, а другие взаимодействуют с кольцевым выступом, выполненным на внутренней поверхности центрирующей втулки, при этом паз имеет заходную часть и образован на цилиндрической детали, а палец - в центрирующей втулке, причем изоляционная жидкость имеет плотность меньшую, чем плотность промывочной жидкости, а изолятор вилки выполнен из гидрофобного материала.

Недостатком данного решения является возможность попадания бурового раствора во внутреннюю полость разъема, что приводит к нарушению контакта соединяемых частей разъема, а также сложность выполнения данного устройства фиксации для малых диаметров.

Предлагаемым изобретением решается задача надежной фиксации кабельного разъема, надежного разъединения штыревой и гнездовой частей при заданном усилии.

Для достижения указанного технического результата в кабельном разъеме для работы в проводящей среде, состоящем из штыревой и гнездовой частей с узлом фиксации, узел фиксации расположен в штыревой части разъема и включает втулку, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра корпуса гнездовой части, фиксирующие элементы, стянутые упругим кольцом и закрепленные в обойме, которая поджимается пружиной к внутреннему уступу корпуса штыревой части, дополнительно содержит поворотную заслонку и связанный с ней рычаг, насаженный на ось.

Отличительными признаками предлагаемого кабельного разъема от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что узел фиксации расположен в штыревой части разъема и включает втулку, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра корпуса гнездовой части, фиксирующие элементы, стянутые упругим кольцом и закрепленные в обойме, которая поджимается пружиной к внутреннему уступу корпуса штыревой части, дополнительно содержит поворотную заслонку и связанный с ней рычаг, насаженный на ось.

Благодаря наличию этих признаков предлагаемая конструкция обеспечивает надежную фиксацию кабельного разъема, надежное разъединение штыревой и гнездовой частей при заданном усилии, прикладываемом к кабелю при работе в буровом растворе и на значительном удалении от места приложения усилий.

Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежами, где

на фиг.1 показана штыревая часть кабельного разъема,

на фиг.2 показан кабельный разъем в сборе.

Кабельный разъем состоит из штыревой 1 (фиг.1) и гнездовой 2 частей (фиг.2). Узел фиксации расположен в штыревой части разъема. Узел фиксации включает втулку 3, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра корпуса гнездовой части 2. Набор фиксирующих элементов 4, представляющих собой сегменты, имеющие скошенный участок внутренней поверхности, стянутые упругим кольцом 5 и закрепленные в обойме 6, которая поджимается к внутреннему уступу корпуса штыревой части пружиной 7. Штыревая часть разъема со стороны входа гнездовой части имеет специальное устройство, предотвращающее попадание отложений со стенок трубной колонны внутрь разъема при движении по ней кабеля с гнездовой частью. В штыревой части со стороны входа гнездовой части расположена поворотная заслонка 8 и связанный с ней рычаг 9, насаженный на ось 10. Штыревая часть разъема соединяется с трубной колонной. При вхождении гнездовой части в штыревую она через рычаг 9 отодвигает заслонку 8, при этом попавшие на нее отложения отбрасываются наружу через боковой паз в корпусе штыревой части. При дальнейшем движении гнездовой части она проходит через втулку 3, затем через фиксирующие элементы, которые пропускают гнездовую часть в направлении к штыревой без большого усилия за счет подбора жесткости упругого кольца. Гнездовая часть при соединении со штыревой частью фиксируется за счет того, что сегменты фиксирующей части попадают в проточку корпуса гнездовой части.

При необходимости рассоединения кабельного разъема необходимо натянуть кабель с усилием, которое будет превышать усилие натяжения пружины, удерживающей обойму с фиксирующими элементами. При приложении усилия на кабель, превышающего усилие пружины, она сожмется и втулка, взаимодействуя своей торцевой поверхностью со скошенными участками внутренней поверхности фиксирующих элементов, растянет упругое кольцо, при этом фиксирующие элементы выйдут из кольцевой проточки гнездовой части и освободят ее.

Кабельный разъем для работы в проводящей среде является ключевым элементом технологического комплекса доставки геофизических приборов на забой в процессе бурения и эксплуатации наклонно-направленных скважин, т.е. таких, где прибор нельзя просто опустить на забой на каротажном кабеле. Прибор доставляется на забой на конце колонны из достаточно гибких труб, например насосно-компрессорных, общее количество которых подобрано так, что они достигают забоя под собственным весом. Геофизический прибор соединяется с колонной труб через штыревую часть кабельного разъема. После сборки в вертикальном стволе скважины внутрь колонны опускают каротажный кабель, снабженный на конце гнездовой частью кабельного разъема, до соединения со штыревой частью, при этом устанавливается электрический контакт с прибором и фиксация данного контакта. Соединение может происходить в буровом или ином растворе, заполняющем скважину, и на значительном удалении от места приложения усилий.

Работа с предлагаемым кабельным разъемом осуществляется следующим образом.

Каротажный кабель, снабженный на конце гнездовой частью кабельного разъема опускают внутрь колонны до соединения со штыревой частью. Гнездовая часть при движении внутри колонны загрязняется, чтобы убрать загрязнение, попавшее на заслонку, предусмотрен механизм отодвигания заслонки и отброс отложений через боковой паз в корпусе штыревой части. При дальнейшем движении гнездовой части внутри корпуса штыревой части она проходит через втулку и разжимает фиксирующие элементы, стянутые упругим кольцом. Одновременно с достижением контакта фиксирующие элементы попадают в проточку корпуса гнездовой части, благодаря чему и осуществляется надежная фиксация контакта. Для разъединения кабельного разъема необходимо к кабелю приложить усилие, превышающее усилие натяжения пружины.

Предлагаемая конструкция обеспечивает надежную фиксацию кабельного разъема, а также надежное разъединение штыревой и гнездовой частей при небольшом усилии, прикладываемом к кабелю с закрепленным на его конце разъемом, причем разъединение происходит на расстоянии 200-500 метров от приложения усилий.