一种耐高压密封连接器的制作方法
本发明涉及连接器,特别涉及一种耐高压密封连接器。
背景技术:
1、井下测量仪器在石油勘探过程中需要长期置于超高压井下环境,井下测量仪器主要依靠耐高压密封连接器与地面设备实现稳定的电连接。井下静水压力极高,常规密封结构依靠静态密封件阻隔外部压力,在超高压力工况下密封界面易发生形变,外部高压流体侵入易造成仪器内部电路短路失效。
2、目前行业内常用的耐高压密封连接器中,其弹性皮囊主要布置于待补偿腔体的径向外侧,外壳开设通孔供外部井液流入,依靠外部水压直接挤压弹性皮囊实现压力补偿。该结构存在以下不足:其一,外部井液直接与弹性皮囊接触,腐蚀、冲刷作用会缩短皮囊使用寿命;其二,井液中含有泥沙颗粒等杂质,杂质跟随水流进入外壳内部并卡滞在皮囊与外壳间隙内,阻碍皮囊正常膨胀复位;其三,皮囊径向分布导致连接器整体径向尺寸偏大,无法满足井下环境对细长化结构的装配需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种耐高压密封连接器,解决了现有外置皮囊式连接器易受井液侵蚀、杂质卡滞阻碍皮囊复位、整体径向尺寸过大难以适配井下环境的问题。
2、本发明通过以下技术方案实现:
3、一种耐高压密封连接器,包括:
4、导电组件,所述导电组件包括外壳以及设于所述外壳内的导电芯体;
5、第一壳体,所述第一壳体连接于所述外壳的一端,且所述第一壳体内设有空腔,所述导电芯体的接线端位于所述空腔内;
6、第二壳体,所述第二壳体连接于所述第一壳体远离所述外壳的一端,且所述第二壳体远离所述第一壳体的一端设有插入孔;
7、电缆,所述电缆自所述插入孔伸入所述第二壳体,且所述电缆的外周壁与所述插入孔的内周壁之间形成有供外界水流流入的间隙,所述电缆的线芯至少部分位于所述空腔内并与所述导电芯体的接线端电连接;
8、活动皮囊组件,所述活动皮囊组件包括弹性皮囊以及与所述弹性皮囊连接的支撑件,所述弹性皮囊套设于所述电缆的外侧,且所述弹性皮囊的内周壁与所述电缆的外周壁之间填充有绝缘脂,所述弹性皮囊远离所述支撑件的一端密封连接于所述第一壳体与所述第二壳体之间,所述支撑件密封连接于所述第二壳体的内周壁与所述电缆的外周壁之间且可沿所述电缆的轴向方向滑动;
9、当所述耐高压密封连接器处于高压环境时,外界水流经所述电缆的外周壁与所述插入孔的内周壁之间的间隙进入所述第二壳体内并推动所述支撑件向所述第一壳体方向移动,进而推动所述弹性皮囊的内周壁与所述电缆的外周壁之间的所述绝缘脂填充于所述第一壳体的所述空腔以及所述电缆的内部间隙。
10、进一步的,所述弹性皮囊通过硫化工艺一体成型并连接于所述支撑件上;
11、所述支撑件的外周壁内凹形成有外硫化槽,所述弹性皮囊靠近所述支撑件的一端至少部分嵌入所述外硫化槽内;和/或,
12、所述支撑件的内周壁内凹形成有内硫化槽,所述弹性皮囊靠近所述支撑件的一端至少部分嵌入所述内硫化槽内。
13、进一步的,所述弹性皮囊包括呈波纹管状的伸缩部、连接于所述伸缩部一端的第一连接部以及连接于所述伸缩部另一端的第二连接部;
14、所述第一连接部的内周壁内凹形成有第一密封槽,所述第一壳体的外周壁凸出形成有与所述第一密封槽过盈配合的第一凸包;
15、所述第二连接部至少部分连接于所述支撑件的内周壁,且所述第二连接部的内周壁凸出形成有第二凸包,所述第二凸包与所述电缆的外周壁过盈配合。
16、进一步的,所述支撑件的外周壁内凹形成有容纳槽,所述容纳槽内嵌设有第一密封圈,所述第一密封圈与所述第二壳体的内周壁密封配合。
17、进一步的,所述电缆由外向内依次包括绝缘外皮、金属丝铠装层、内衬层以及多根线芯;
18、所述电缆的内部间隙包括所述绝缘外皮与所述金属丝铠装层之间的缝隙、所述金属丝铠装层与所述内衬层之间的间隙、以及多根所述线芯之间的间隙。
19、进一步的,所述第一壳体的内周壁内凹形成有供所述绝缘脂流通的第一流道;
20、所述耐高压密封连接器还包括隔离筒,所述隔离筒设于所述第一壳体内,且所述隔离筒的外周壁与所述第一壳体的内周壁之间形成有与所述第一流道连通的第二流道;
21、所述隔离筒的侧壁开设有至少一个通孔,所述通孔分别与所述第二流道和所述空腔连通。
22、进一步的,所述电缆包括剥除所述绝缘外皮而露出的金属丝铠装层的剥除段,所述剥除段收容于所述隔离筒内,使得所述金属丝铠装层与所述第一壳体之间的电气绝缘隔离。
23、进一步的,还包括锥套组件,所述锥套组件包括外筒以及设于所述外筒内的内锥套,所述外筒设于所述隔离筒内且套接于所述剥除段外侧,至少部分所述金属丝铠装层夹设于所述内锥套与所述外筒之间。
24、进一步的,还包括支撑筒,所述支撑筒设于第一壳体内,所述支撑筒的一端与所述外壳的端面抵接,另一端与所述外筒的端面抵接;
25、所述外筒的外周壁上设有第一台阶部,所述隔离筒的内周壁设有第二台阶部,在所述耐高压密封连接器的轴向方向上,所述第一台阶部与所述第二台阶部抵接。
26、进一步的,所述隔离筒的外周壁设有第三台阶部,所述第一壳体的内周壁设有第四台阶部;
27、所述耐高压密封连接器还包括垫片,在所述耐高压密封连接器的轴向方向上,所述垫片的一侧与所述第三台阶部抵接,另一侧与所述第四台阶部抵接,用于增大所述第三台阶部与所述第四台阶部之间的接触面积;
28、所述垫片上设有连通槽,所述连通槽用于供所述绝缘脂流通。
29、进一步的,还包括锁紧件,所述第一壳体上设有沉孔,所述隔离筒上设有与所述锁紧件配合的螺纹孔,所述锁紧件穿过所述沉孔并与所述螺纹孔螺纹连接;
30、所述隔离筒的内周壁凸设有凸键,所述外筒的外周壁开设有与所述凸键配合的第一防转槽,所述支撑筒上开设有与所述凸键配合的第二防转槽;
31、所述锁紧件与所述沉孔的内周壁之间设有第二密封圈。
32、进一步的,所述第一壳体与所述外壳螺纹连接,且所述第一壳体的内周壁与所述外壳的外周壁之间设有第三密封圈;和/或,
33、所述第二壳体与所述第一壳体螺纹连接;和/或,
34、所述导电芯体的外周壁与所述外壳的内周壁之间设有第四密封圈。
35、进一步的,所述电缆的外周壁与所述插入孔的内周壁之间的间隙d满足:0<d≤2mm。
36、进一步的,所述支撑件呈环形状。
37、相比于现有技术,本发明的优点在于:
38、本技术将弹性皮囊设于连接器内部,其内周壁与电缆之间填充的是绝缘脂,而外部高压井液仅通过电缆与插入孔的间隙流入第二壳体内推动支撑件,并不直接接触弹性皮囊,因此,弹性皮囊与外界井液完全隔离,避免了井液的化学腐蚀和固体颗粒冲刷,大幅延长了皮囊的使用寿命。此外,外界水流仅通过电缆与插入孔之间的间隙流入第二壳体,该间隙尺寸极小,能有效阻挡泥沙颗粒等杂质进入,避免了杂质卡滞在支撑件与第二壳体之间的风险,因此,弹性皮囊能够顺畅地轴向压缩和复位,确保压力补偿功能长期可靠。并且,本技术将活动皮囊组件的弹性皮囊布置在电缆的外侧且沿电缆的轴向方向伸缩,即弹性皮囊沿轴向折叠或伸展,相比于将弹性皮囊布置待补偿腔体的径向外侧,这种轴向布局极大地减小了连接器的径向尺寸,使其整体呈细长形,能够轻松适配井下狭小孔道的装配要求。
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