一種彈性爪滑環導電的動力與信息傳輸鉆桿的制作方法

本發明涉及石油天然氣鉆井作業工具領域，更具體的說是一種用于動力與信息傳輸鉆桿。

背景技術：

隨著現代旋轉導向鉆井技術、隨鉆測井和隨鉆地震技術等地質導向鉆井技術、鉆井動態參數的井下診斷和控制技術的不斷發展，隨鉆測量需要的井下信息量增加，并要求對鉆井過程能隨鉆實時采集、傳輸、處理、反饋并應用地質和井眼的各種信息，以便能及時調整施工工藝，確保作業快速、安全。目前現有的鉆井液壓力脈沖技術和電磁波傳輸技術將無法滿足井下信息實時、大容量傳輸的需要，更難建立地面與井下雙向閉環信息傳輸的高速通道，限制了信息技術等高新技術與鉆井技術的結合，已成為制約新技術發展的瓶頸。與此同時，井下測量控制儀表和井下硬件對電能的需求越來越高，電池和井下渦輪發電機已遠不能滿足要求。研究既能由地面向井下輸送電能，在井下使用井下工具、儀表和傳感器等電控鉆井硬件，又能建立有線隨鉆實時快速的雙向閉環測控信息高速通道的新一代有線傳輸技術成為一個關鍵和當務之急。目前動力與信號傳輸鉆桿是實現井下和地面雙向閉環測控信息高速通道的關鍵技術。而鉆桿接頭技術是抑制信號傳輸鉆桿發展的瓶頸，而目前的鉆桿接頭技術在有腐蝕性、有研磨作用的高壓鉆井液中安全性和密封的可靠都不高，存在反復使用后接頭導電性能下降的問題，因此開展安全性和密封性高的鉆桿接頭技術迫在眉睫。

技術實現要素：

本發明目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種使得信號傳輸更穩定、接觸電阻更小的彈性爪滑環導電的動力與信息傳輸鉆桿。

本發明通過以下技術方案實現的：

一種彈性爪滑環導電的動力與信息傳輸鉆桿，包括兩端帶有公、母連接頭的鉆桿本體1，其中：在鉆桿本體1母連接頭內設置中空的滑環公接頭，在鉆桿本體1公連接頭內設置中空的滑環母接頭，滑環公接頭和滑環母接頭構成插接配合，滑環公接頭和滑環母接頭通過鉆桿本體1內置電纜連通。

上述方案進一步包括：

所述滑環公接頭包括母接頭滑環主軸2、母接頭滑環絕緣體4、母接頭銅環3和高壓導線8；其中，母接頭滑環主軸2下端通過固定螺母5固定在鉆桿本體1的母接頭內部，母接頭滑環絕緣體4套裝在母接頭滑環主軸2外部，母接頭銅環3母接頭滑環間隔固定在絕緣體4外，高壓導線8設置在母接頭滑環主軸2、母接頭滑環絕緣體4內置線孔內，并分別與母接頭銅環3連接。

所述滑環母接頭包括公接頭滑環主軸12、密封墊片13、公接頭滑環絕緣體14、公接頭銅環15和高壓導線8；其中，公接頭滑環主軸12上端固定在鉆桿本體1的公接頭內部，公接頭滑環絕緣體14上端固定在公接頭滑環主軸12下端部，公接頭銅環15間隔固定在公接頭滑環絕緣體14內，高壓導線8設置在公接頭滑環主軸12和公接頭滑環絕緣體14內置線孔內，并分別與公接頭銅環15連接，密封墊片13設置在公接頭滑環主軸12與公接頭滑環絕緣體14結合部的內凸沿處；在公接頭滑環絕緣體14下端通過卡簧16與鉆桿本體1連接。

在母接頭滑環主軸2、公接頭滑環主軸12與鉆桿本體1結合部分別設有母接頭鎖定鍵6、公接頭鎖定鍵10和母接頭O型密封圈7、公接頭O型密封圈11。

所述電纜為鎧裝電纜9，高壓導線8和母接頭銅環3、公接頭銅環15和鎧裝電纜9之間均采用焊接工藝連接，并將焊接處套高壓熱縮管密封。

公、母接頭滑環絕緣體依靠模具注塑成形。

本發明的優點是：設計彈性爪電刷滑環自動彈性接觸，解決了反復使用后接頭導電性能下降等難題，使得信號傳輸更穩定、接觸電阻更小；使用滑環主軸與橡膠密封墊片壓緊，再配合O型密封圈實現密封絕緣，可以提高在有腐蝕性、有研磨作用的高壓鉆井液中接頭鏈接的安全、密封的可靠性，并且減少了相互干擾，使得信號傳輸更穩定、接觸電阻更小，使得加工使用過程更加簡便。

附圖說明

圖1為本發明所提出的一種彈性爪滑環導電的動力與信息傳輸鉆桿的結構示意圖。

圖2為本發明所提出的一種彈性爪滑環導電的動力與信息傳輸鉆桿的連接結構示意圖。

圖中：1鉆桿本體、2母接頭滑環主軸、3母接頭銅環、4母接頭滑環絕緣體、5固定螺母、6母接頭鎖定鍵、7母接頭O型密封圈、8高壓導線、9鎧裝電纜、10公接頭鎖定鍵、11公接頭O型密封圈、12公接頭滑環主軸、13密封墊片、14公接頭滑環絕緣體、15公接頭銅環、16卡簧。

具體實施方式

下面結合說明書附圖和具體實施方式，對本發明作進一步描述。

本發明為解決上述技術問題通過以下技術方案實現的：一種彈性爪滑環導電的動力與信息傳輸鉆桿，包括鉆桿本體1、母接頭滑環主軸2、母接頭銅環3、母接頭滑環絕緣體4、固定螺母5、母接頭鎖定鍵6、母接頭O型密封圈7、高壓導線8、鎧裝電纜9、公接頭鎖定鍵10、公接頭O型密封圈11、公接頭滑環主軸12、密封墊片13、公接頭滑環絕緣體14、公接頭銅環15、卡簧16。母接頭滑環主軸2機加工成形，母接頭滑環絕緣體4依靠模具注塑成形，注塑成形時母接頭滑環絕緣體4內安裝有高壓導線8，母接頭滑環絕緣體4外間隔安裝有三個母接頭銅環3，高壓導線8和母接頭銅環3通過焊接工藝連接。母接頭滑環主軸2、母接頭滑環絕緣體4，母接頭銅環3和高壓導線8一起構成滑環公接頭，滑環公接頭一端通過臺階定位，一端通過固定螺母5以螺紋的形式固定在鉆桿本體1的母接頭內部，通過母接頭鎖定鍵6實現鉆桿本體1和滑環公接頭的周向鎖定。公接頭滑環主軸12、密封墊片13、公接頭滑環絕緣體14、公接頭銅環15和高壓導線8一起構成滑環母接頭，滑環母接頭采用和滑環公接頭一樣的注塑工藝加工完成，滑環母接頭一端通過臺階定位，一端通過卡簧16固定在鉆桿本體1的公接頭內部，通過公接頭鎖定鍵10實現鉆桿本體1和滑環母接頭的周向鎖定。滑環母接頭和滑環公接頭通過鎧裝電纜9連接，高壓導線8和鎧裝電纜9采用焊接工藝連接，連接處焊接好后套用高壓熱縮管。

鉆井作業中，鉆桿公接頭與母接頭連接為標準的鉆桿扣連接，緊扣時，滑環公接頭自動插入到滑環母接頭內實現自動對接，公接頭銅環15彈性變形和母接頭銅環3接觸，達到電力與信號的聯通，反復使用后接頭導電性能仍不會下降，滑環在鉆進過程中不承受扭矩和鉆壓作用，很大程度的提高了鉆桿接頭的安全性，減少了接觸電阻，并且使得加工以及現場操作更加簡便快捷。裝配過程中，滑環公接頭與鉆桿本體1之間、滑環母接頭與鉆桿本體1之間均采用氟橡膠O型密封圈密封，連接時母接頭滑環主軸2壓緊密封墊片13實現密封，母接頭O型密封圈7、公接頭O型密封圈11、密封墊片13、母接頭滑環絕緣體4和公接頭滑環絕緣膠體12均為橡膠材料，可以有效地起到密封與絕緣的作用，使得鉆桿在有腐蝕性、有研磨作用的高壓鉆井液中更加安全，并且可以減少相互干擾。滑環公接頭與滑環母接頭之間靠鎧裝電纜9連接，鉆井液通過時不會產生生影響，高壓導線8和滑環公接頭或滑環母接頭或鎧裝電纜9通過焊接工藝連接，更加牢固，信號與動力傳送更穩定。