一种中心杆端部导电结构及导电性能测试系统的制作方法

1.本发明涉及是有开采设备技术领域，具体涉及一种中心杆端部导电结构及导电性能测试系统。


背景技术：

2.全球经济高速发展，石油需求大幅增加，开采精度和速度成为钻井采油技术的必然要求，而对于钻井技术，现在比较先进的是随钻测井(lwd)、随钻测量(mwd)。随着钻进技术的进步，有越来越多的探测器、仪器仪表、传感器应用于井下钻进技术，这些设备工作时都需要消耗大量电能，而目前信号传输采用最多的是电磁波、声波和泥浆脉冲法，但是电磁波的信号传输衰减特别的快，声波传输易受干扰，泥浆脉冲传输速率太低所以都不稳定不适用；电能的传递现在采用最多的是井底发电机或预先准备的电池，虽然也有在钻杆内壁或者外壁吊电缆线，把电缆分截成段铠装在钻杆内，但是电缆与电缆的对接技术还不成熟，所以，要想实时了解地下油藏情况、钻头的磨损情况、钻进是否按照预定轨迹进行、井下电力设备能否具有充足的电能，就必须建立起稳定的地面与井底的信息、电力传输通道。
3.目前对于井下的电力传输，只针对钻杆或钻柱进行了相关研究，其直径通常大于100mm，采用导线对接法可以同时实现传输电力和信号。而对于在取心器中心杆进行电力和信号传输的设计则未曾见相关研究，中心杆直径通常在35mm以下，不同于钻杆或钻柱在工作中需要旋转钻进，中心杆只进行轴向的抽拉动作，但其极小的尺寸限制导致要在其中进行电力输送会极为困难。
4.针对上述现状，中国发明专利申请2021107416770提供了一种旋转滑移接触式中心杆导电装置，包括第一导电机构、第二导电机构、第一中心杆、第二中心杆，所述第一中心杆与第二中心杆可拆卸连接，所述第一中心杆内设置有与第一导电机构对应的安装槽a，第一导电机构安装在安装槽a中，所述第二中心杆内设置有与第二导电机构对应的安装槽b，第二导电机构安装在安装槽b中，所述第一中心杆与第二中心杆连接时使第一导电机构与第二导电机构之间压紧配合形成接触连接结构，可实现电力在中心杆内部输送，避免与外界钻井液等流体接触，保证了良好的绝缘性。
5.鉴于所述中心杆用于井下，其使用环境比较恶劣，需要所述中心杆导电装置在不同温度不同压力下均保持良好的导电性能。因此，为保证产品的性能稳定，有必要研究一种针对上述中心杆导电装置在不同温度不同压力下的导电性能测试系统。


技术实现要素：

6.为解决上述现有技术中的不足，本发明为中心杆导电装置在不同温度不同压力环境下的性能稳定测试提供一种中心杆端部导电结构及导电性能测试系统。
7.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：
8.一种中心杆端部导电结构，包括:
9.第一中心杆、第二中心杆，所述第一中心杆与第二中心杆可拆卸连接；
10.中心导电模块:包括安装在所述第一中心杆内的第一导电机构，安装在第二中心杆内的第二导电机构；
11.端部导电模块:包括轴套件、连接于轴套件端部的第三导电机构、连接于所述第二中心杆外周端部的第四导电机构，所述轴套件滑动套接在第一中心杆外周，所述第三导电机构包括径向设置在轴套件外周的导电杆，导电杆用于与外部导电部件连接；所述第四导电机构与第二导电机构通过导线连接；
12.所述第一中心杆与第二中心杆连接时使第一导电机构与第二导电机构之间压紧配合形成接触连接结构，第一导电机构与第二导电机构的另一端分别与电缆连接，实现中心杆内部电力导通；所述第一中心杆与所述第二中心杆连接后形成中心杆组合件，可与轴套件发生轴向的相对运动，固定轴套件，抽拉中心杆组合件到一定位置后，第三导电组件与第四导电组件形成接触连接，实现将中心杆内部的电力导通至中心杆外部的导电杆。
13.进一步地，所述第二中心杆内部设有轴向通道a，侧壁上开设有贯穿的径向通道b，第二中心杆外周设有凸缘a，凸缘a上对应径向通道b出口处开设有卡槽；径向通道b内设置有与第二导电机构连接的导线。
14.进一步地，所述第四导电机构包括连接块a、连接环a、导电环a、导电组件e，所述连接块a安装于第二中心杆外部凸缘a的卡槽内，连接块a的一个端面上开设有螺纹孔a，与螺纹孔a所在面相邻的一个面上开设有盲孔，所述连接块a的盲孔面朝向第二中心杆的径向通道b，所述盲孔与径向通道b对齐，螺纹孔面朝向连接端部；所述连接环a套设在第二中心杆外周，压紧连接块a通过螺钉固定在第二中心杆外部凸缘a上，所述连接环a上开设有凹槽，凹槽底部开设有通孔；所述导电环a嵌装于连接环a的凹槽内，导电组件e呈杆状，一端有螺纹，导电组件e的螺纹端依次穿过导电环a、连接环a固定到连接块a上，连接后导电组件e与径向通道b内的导线接触连接，导电环a的端面高于连接环a的端面。
15.优选的，所述连接块a、连接环a为绝缘材料制成。
16.进一步地，所述轴套件呈中空筒状，套装于第一中心杆外周，所述轴套件的端部对称设有两个缺口；
17.所述第三导电机构包括导电杆、连接块b、连接环b、导电环b、导电组件f，所述连接块b包括导电块a和连接盒a，所述导电块a置于所述连接盒a内；所述连接块b安装于所述轴套件的缺口内，所述导电块a的端面和与端面相邻的一个面上设有螺纹孔b，所述连接盒a对应导电块a的螺纹孔的面开设有圆形孔；安装时，两个开孔面分别朝向轴套件的端面和轴套件外部；
18.所述连接环b压紧连接块b通过螺钉锁紧固定在轴套件的端面上，所述连接环b上开设有凹槽b，所述导电环b嵌装于所述连接环b的凹槽b内，导电组件f、导电杆呈杆状，一端有螺纹，导电组件f的螺纹端依次穿过导电环b、连接环b固定到导电块a上，连接后导电环b的端面高于连接环b的端面；所述导电杆径向设置通过螺纹连接于所述导电块a。
19.优选的，所述连接盒a、连接环b为绝缘材料制成。
20.一种包含上述中心杆端部导电结构的导电性能测试系统，包括舱体，所述舱体呈圆筒状，所述舱体两端分别连接上端盖、下端盖；所述上端盖包括盖体a和轴体a，所述轴体a的外壁与舱体的内壁适配，轴体a内设置有通孔a；下端盖外侧连接高压液源；所述中心杆端部导电结构设置在所述舱体内靠近上端盖一侧，所述中心杆端部导电结构的第一中心杆固
接有拉杆，拉杆与上端盖的轴体通孔滑动配合；所述中心杆端部导电结构的轴套件一端连接上端盖的轴体a，一端连接加热筒，连接于轴套件的第三导电机构的导电杆与加热筒接触连接。
21.进一步地，所述上端盖的轴体a的末端设置有阶梯段，阶梯段设置有外螺纹；所述中心杆端部导电结构的轴套件远离第三导电机构的一端设置有内螺纹，通过螺纹连接在上端盖轴体a的阶梯段外周，另一端设置有外螺纹，通过螺纹固接加热筒。
22.进一步地，所述中心杆端部导电结构的第二中心杆的远端设置有温度传感器，所述温度传感器监控舱体内整体温度情况。
23.进一步地，所述中心杆外周靠近轴套件内螺纹一侧设置有密封圈。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果有：
25.1)本发明的中心杆端部导电结构，通过设置套设在中心杆外周的轴套件，实现第三导电机构与第四导电机构滑移接触式电流导通，将中心导电模块导通的电流传送至端部导电模块；
26.2)本发明的中心杆端部导电结构，导电通路通过绝缘材料制成的连接块、连接环保护，实现与第一中心杆、第二中心杆隔离，安全导电；
27.3)本发明的导电性能测试系统，舱体内加热筒通过与中心端端部导电结构接触连接实现电力导通，实现对舱体内加热，同时舱体的下端盖外接高压液源，可向舱体内注入高压液体，为中心杆端部导电结构提供不同温度不同压力的液体环境，可测试中心杆端部导电机构包括中心导电模块和端部导电模块的在不同环境下的稳定性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.附图标记：
30.图1是本发明中心杆端部导电结构的整体结构示意图；
31.图2是本发明中第二中心杆与第四导电机构的连接结构示意图；
32.图3是本发明中第二中心杆的剖视图；
33.图4是本发明中轴套件与第三导电机构的连接结构示意图；
34.图5是本发明中导电性能测试系统的整体结构示意图；
35.图6是图5中虚线框区域的放大示意图；
36.100
‑
中心杆端部导电结构，10
‑
第一中心杆，20
‑
第二中心杆，21
‑
中心通道a，22
‑
径向通道b，23
‑
凸缘a，24
‑
卡槽，11
‑
第一导电机构，12
‑
第二导电机构，30
‑
轴套件，40
‑
第四导电机构，401
‑
连接块a，411
‑
螺纹孔a，412
‑
盲孔，402
‑
连接环a，421
‑
凹槽a，403
‑
导电环a，404
‑
导电组件e，405
‑
螺钉，50
‑
第三导电机构，501
‑
导电杆，502
‑
连接块b，506
‑
连接盒a，507
‑
导电块a，503
‑
连接环b，504
‑
导电环b，505
‑
导电组件f，15
‑
拉杆，70
‑
舱体，71
‑
上端盖，711
‑
盖体a，712
‑
轴体a，713
‑
阶梯段，72
‑
下端盖，80
‑
密封圈，101
‑
温度传感器，200
‑
加热筒，201
‑
岩芯筒，202
‑
岩芯。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.实施例一：
39.本实施例提供一种滑移接触式中心杆端部导电结构100，包括第一中心杆10、第二中心杆20，所述第一中心杆10与第二中心杆20可拆卸连接；包括中心导电模块，所述中心导电模块包括安装在所述第一中心杆10内的第一导电机构11，安装在第二中心杆20内的第二导电机构12；还包括端部导电模块，所述端部导电模块包括轴套件30、连接于轴套件30端部的第三导电机构50、连接于所述第二中心杆20外周端部的第四导电机构40，所述轴套件30滑动套接在第一中心杆10外周，所述第三导电机构50包括径向设置在轴套件30外周的导电杆501，导电杆501用于与外部导电部件连接，所述第四导电机构40与第二导电机构12通过导线连接；所述第一中心杆10与第二中心杆20连接时使第一导电机构11与第二导电机构12之间压紧配合形成接触连接结构，第一导电机构11与第二导电机构12的另一端分别与电缆连接，实现中心杆内部电力导通；所述第一中心杆10与所述第二中心杆20连接后形成中心杆组合件，可与轴套件30发生轴向的相对运动，固定轴套件，抽拉中心杆组合件到一定位置后，第三导电组件50与第四导电组件40形成接触连接，实现将中心杆内部的电力导通至中心杆外部的导电杆501。
40.所述实现中心杆内部电力导通的第一导电机构11、第二导电机构12属于现有技术，此处不再详述。
41.所述第二中心杆20内部设有轴向通道a21，侧壁上还开设有贯穿的径向通道b22，第二中心杆20外周设有凸缘a23，凸缘a23上对应径向通道b22出口处开设有卡槽24；径向通道b22内设置有与第二导电机构12连接的导线。
42.所述第四导电机构包括连接块a401、连接环a402、导电环a403、导电组件e404，所述连接块a401、连接环a402均为绝缘材料制成，例如，连接块a401为环氧树脂块，连接环a402为环氧树脂环，优选的，所述导电环a403为导电铜环；
43.所述连接块a401安装于第二中心杆20外部凸缘a的卡槽24内，连接块a401的一个端面上开设有螺纹孔a411，与螺纹孔a411所在面相邻的一个面上开设有盲孔412，所述连接块a401的盲孔412面朝向第二中心杆的径向通道b22，所述盲孔412与径向通道b22对齐，螺纹孔411面朝向连接端部；所述连接环a402套设在第二中心杆20外周，压紧连接块a401通过螺钉405固定在第二中心杆外部凸缘a上，所述连接环a402上开设有凹槽421，凹槽底部开设有通孔；所述导电环a403嵌装于连接环a的凹槽421内，导电组件e404呈杆状，一端有螺纹，导电组件e404的螺纹端依次穿过导电环a403、连接环a402固定到连接块a401上，连接后导电组件e404与径向通道b22内的导线接触连接，导电环a403的端面高于连接环a402的端面。
44.所述轴套件30呈中空筒状，套装于第一中心杆10外周，所述轴套件30的端部对称
设有两个缺口；
45.所述第三导电机构50包括导电杆501、连接块b502、连接环b503、导电环b504、导电组件f505，所述连接块b502包括导电块a507和连接盒a506，所述导电块a507置于所述连接盒a506内，所述连接盒a506、连接环b503均为绝缘材料制成，例如，连接盒a506为环氧树脂块，连接环b503为环氧树脂环，优选的，所述导电块a507为导电铜块，所述导电环b504为导电铜环；
46.所述连接块b502安装于所述轴套件30的缺口内，所述导电块a507的端面和与端面相邻的一个面上设有螺纹孔b，所述连接盒a507对应导电块a507的螺纹孔的面开设有圆形孔；安装时，两个开孔面分别朝向轴套件的端面和轴套件外部；
47.所述连接环b503压紧连接块b502通过螺钉锁紧固定在轴套件30的端面上，所述连接环b503上开设有凹槽b，所述导电环b504嵌装于所述连接环b503的凹槽b内，导电组件f505、导电杆501呈杆状，一端有螺纹，导电组件f505的螺纹端依次穿过导电环b504、连接环b503固定到导电块a507上，连接后导电环b504的端面高于连接环b503的端面；所述导电杆501径向设置通过螺纹连接于所述导电块a507。
48.在本实施例中，第一中心杆10与第二中心杆20采用螺纹连接，第一导电机构11、第二导电机构12分别安装在第一中心杆10、第二中心杆20内，第四导电机构40安装在第二中心杆20外周端面，第四导电机构40与第二导电机构12通过导线连接，第三导电机构50安装在轴套件30端面，轴套件30套装在第一中心杆10外周，通过第一中心杆10与第二中心杆20端部对应的螺纹连接，当第一中心杆与第二中心杆连接好后，形成中心杆组合件，同时第一导电机构11与第二导电机12构完成压紧接触，实现中心杆内部电力导通，然后固定轴套件30，抽拉中心杆组合件，到一定位置后，第三导电机构50的导电环b504与第四导电机构40的导电环a403形成接触连接，中心导电模块导通的电流通过径向通道b内的导线传送至导电组件e404，继而传送给导电环a403、导电环b504、导电组件f505、导电块a507、导电杆501，实现将中心杆内部导通的电流传送至中心杆外部的径向连接件上。
49.本实施例中，第三导电机构和第四导电机构均设置了绝缘材料制成的连接环、连接块，可以将导电通路与第一中心杆、第二中心杆隔离，导电通路安全可靠。
50.实施例二
51.本实施例二提供一种利用上述中心杆端部导电结构100对中心导电模块进行不同温度不同压力环境下导电性能测试系统，
52.包括舱体70，所述舱体呈圆筒状，所述舱体两端分别连接上端盖71、下端盖72；所述上端盖71呈t形，包括盖体a711和轴体a712，所述轴体a712的外壁与舱体70的内壁适配，轴体a内设置有通孔a，轴体a的末端设置有阶梯段713，阶梯段713设置有外螺纹；所述下端盖73包括盖体b和轴体b，轴体b内设置有通孔b，下端盖外侧连接高压液源；
53.所述中心杆端部导电结构100设置在所述舱体70内靠近上端盖71一侧，所述中心杆端部导电结构的第一中心杆10外接有拉杆15，拉杆15与上端盖的轴体712通孔滑动配合，
54.所述中心杆端部导电结构的轴套件30远离第三导电机构50的一端设置有内螺纹，通过螺纹连接在上端盖轴体a的阶梯段713外周，另一端设置有外螺纹，通过螺纹固接加热筒200，连接于轴套件30的第三导电机构的导电杆501与加热筒200接触连接；所述加热筒200内腔设置有岩芯管201，岩芯管201内装有岩芯202，所述加热筒200可对岩芯进行加热；
所述中心杆端部导电结构的第二中心杆的远端设置有温度传感器101，所述温度传感器101监控舱内整体温度情况；所述下端盖72外侧连接高压液源，通过通孔b向舱体内注入高压液体，配合加热筒加热；所述中心杆1外周靠近轴套件30内螺纹一侧设置有密封圈80，密封圈80随中心杆组件抽拉到位完成后，与上端盖的轴体712内壁相互挤压配合，形成舱体内的密封，避免高压液体沿中心杆组件外壁外溢。
55.本实施例的导电性能测试系统，所述第一中心杆10与第二中心杆20连接好，即中心导电模块处理连接状态，通过抽拉拉杆15，实现第三导电机构50与第四导电机构40的连接，即将中心导电模块导通的电流传送至第三导电机构40，第三导电机构50的导电杆501与加热筒200接触连接，实现对加热筒的电流控制；抽拉拉杆到一定位置，实现电流导通，加热筒开始对岩芯加热，同时从下端盖的通孔b向舱体内注入高压液体，配合加热筒加热，当温度传感器101监测到液体温度达到所需测试值时，反推拉杆15断开连接，实现电流断开，停止加热；反复试验，可测试在不同温度不同压力液体环境下中心导电模块和外部导电模块的通电稳定性。
56.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。