一种电动钻具接头结构的制作方法

本发明属于电动钻具领域，更具体地，涉及一种电动钻具接头结构。

背景技术：

随着经济的发展，油气钻井数量快速增加，这也推动着钻井方式有所改变，而无钻机钻井技术中的超小井眼钻井方法是钻井工艺上的革命。无钻机钻探器没有了钻机和井架，极大地改善了钻探环境，简化了钻探的工艺流程，推进了钻探过程的自动化。而电动钻具钻杆将高压电从地面通过电缆传送到钻头处驱动钻头旋转破岩，是无钻机钻探器的重要组成部分。

但是，现在的电动钻具接头结构存在着以下问题：钻杆之间的密封性能不好，绝缘性能较差，可靠性均不高。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电动钻具接头结构，既可以满足井下高压环境的要求，又可以保证正负电极之间的绝缘，并通过刮尘圈等处结构实现接头的自清洁，减少设备的安装和更换时间。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种电动钻具接头结构，包括多根连接在一起的钻杆，其特征在于，

每根所述钻杆均包括外壳、内杆、刮尘圈、空心金属o形环，其中，

所述内杆位于所述外壳内并且安装在所述外壳的内壁上；

所述内杆的一端设置有凹槽从而使此端形成母头，所述内杆的另一端设置为与所述母头相配的公头，以让其中一根钻杆的公头可伸入与其相邻的钻杆的母头内配合，并且所述公头的侧面分别设置有第一正导电极和第一负导电极，所述母头上设置有第二正导电极和第二负导电极，并且第二正导电极和第二负导电极分别与所述第一正导电极和第一负导电极电连接；相邻两钻杆上的第一正导电极与第二正导电极接触且第一负导电极与第二负导电极接触

所述刮尘圈和所述垫片分别设置在所述母头的内壁上并且两者之间存在间隙，以让刮尘圈刮掉的公头侧面的污物掉入所述间隙中；

所述空心金属o形环安装在所述母头的端部，以在相邻两钻杆的公头与母头接触时起密封作用；

所述公头的侧面设置有多个第一o型橡胶密封圈，并且第一正导电极和第一负导电极之间至少设置一个所述第一o型橡胶密封圈，以用于刮除所述母头内壁上的污物及防止公头上的第一正导电极与第一负导电极导通。

优选地，相邻两根钻杆通过锥螺纹连接在一起。

优选地，所述内杆的两端分别通过第一固定盘和第二固定盘安装在所述外壳的内壁上，并且所述内杆的两端分别穿过第一固定盘和第二固定盘。

优选地，所述母头的内壁上还设置有第二o型橡胶密封圈，以用于在所述空心金属o形环失效时起到密封作用。

优选地，所述母头的内壁上还设置有容纳槽，以用于容纳第一o型橡胶密封圈刮掉的母头上的污物。

优选地，所述公头上沿所述内杆的径向设置有通孔，并且所述通孔位于所述第一正导电极与第一负导电极之间，以用于防止产生水膜而导通第一正导电极与第一负导电极。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)解决高压密封问题

依靠空心金属o形环进行初次密封，另外为保证密封的可靠性，在空心金属o形环后面再加上一层o型圈进行密封，防止水进入母头内让正负导电极导通，起双重保护的作用。

(2)解决高电压抗击穿问题

在公头上设置第一橡胶o型圈，保证高电压绝缘要求，而且为防止水膜产生，在靠近导电电极的地方设置了通孔。

(3)解决自清洁问题

利用刮尘圈将公头上的污物(泥沙和水)刮去，而母头内的污物(泥沙和水)依靠公头前端的第一橡胶o型圈挤入母头底部预留空间处，实现公头与母头的自清洁。

附图说明

图1为本发明中相邻两根钻杆连接处的示意图；

图2为本发明中钻杆的公头一端的示意图；

图3为本发明中钻杆的母头一端的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图3，一种电动钻具接头结构，包括多根连接在一起的钻杆，每根所述钻杆均包括外壳1、内杆2、刮尘圈9、空心金属o形环11，其中，

所述内杆2位于所述外壳1内并且安装在所述外壳1的内壁上；

所述内杆2的一端设置有凹槽从而使此端形成母头5，所述内杆2的另一端设置为与所述母头5相配的公头6，以让其中一根钻杆的公头6可伸入与其相邻的钻杆的母头5内配合，并且所述公头6的侧面分别设置有第一正导电极3和第一负导电极4，所述母头5上设置有第二正导电极和第二负导电极，并且第二正导电极和第二负导电极分别与所述第一正导电极3和第一负导电极4电连接；相邻两钻杆上的第一正导电极3与第二正导电极接触且第一负导电极4与第二负导电极接触

所述刮尘圈9和所述垫片10分别设置在所述母头5的内壁上并且两者之间存在间隙，以让刮尘圈9刮掉的公头6侧面的污物掉入所述间隙中；

所述空心金属o形环11安装在所述母头5的端部，以在相邻两钻杆的公头6与母头5接触时起密封作用；

所述公头6的侧面设置有多个第一o型橡胶密封圈8，并且第一正导电极3和第一负导电极4之间至少设置一个所述第一o型橡胶密封圈8，以用于刮除所述母头5内壁上的污物及防止公头6上的第一正导电极3与第一负导电极4导通。

进一步，相邻两根钻杆通过锥螺纹连接在一起。

进一步，所述内杆2的两端分别通过第一固定盘7和第二固定盘14安装在所述外壳1的内壁上，并且所述内杆2的两端分别穿过第一固定盘7和第二固定盘14。

进一步，所述母头5的内壁上还设置有第二o型橡胶密封圈8-5，以用于在所述空心金属o形环11失效时起到密封作用。

进一步，所述母头5的内壁上还设置有容纳槽，以用于容纳第一o型橡胶密封圈8刮掉的母头5上的污物。

进一步，所述公头6上沿所述内杆2的径向设置有通孔，并且所述通孔位于所述第一正导电极3与第一负导电极4之间，以用于防止产生水膜而导通第一正导电极3与第一负导电极4。

所述的钻杆外壳1，是该结构的支撑主体，可以安装固定盘，其上两端设计有台阶和螺纹孔，可以实现对固定盘的定位，便于固定盘的装卸。

所述的公头6和母头5，是接头结构的主体，接头材料为橡胶，保证导电极内侧的绝缘。母头5上设计有凹槽，可以实现对刮尘圈9的安装与定位，便于刮尘圈9的装卸。公头6上也设有凹槽，可以实现第一o型橡胶密封圈8的安装与定位，便于第一o型橡胶密封圈8的装卸。母头5在公头2、母头5相接触平面上的一侧设有凹槽，可以实现空心金属o形环11的安装与定位，便于空心金属o形环11的装卸。同时，公头6在靠近电极的地方设置导气孔，保证电极之间气压的稳定，防止水膜的产生，有利于电极之间的绝缘。另外，母头5在底部设有三角凹槽，用于容纳母头5壁上刮入的水和泥沙。

正负电极之间设计有一定距离，有利于导电极之间的绝缘，而相接触的两个导电极之间设计有较大的接触面积，提高导电极的可靠性，减少导电极之间的电阻，进而减少电流在导电极上的损耗。

刮尘圈9上设计有凸起，便于刮去公头6上带有的泥沙和水，保证正负电极周围的清洁。

第一o型橡胶密封圈8一共有四个。第一o型橡胶密封圈8按功能可划分为公头6最上端的两个用于清洁的o型圈a8-1,o型圈b8-2，和正负导电极之间的o型圈c8-3和公头末端的主要起密封作用的o型圈d8-4。公头6端部的o型圈a8-1,o型圈b8-2将母头5壁上的泥沙和水刮入母头5底部的凹槽中，实现母头5的自清洁功能，o型圈c8-3将导电极相阻隔，确保导电极之间的绝缘。

所述的空心金属o形环11，是该结构的主要承压件，在封闭的空心金属o形环11内充惰性气体，可增加环的回弹力，可以承受较大的接头外侧高压。

固定盘是公头6、母头5与钻杆外壳1连接的中间结构，固定盘通过螺栓和垫片10安装在钻杆外壳1两端，通过在公头6一侧设有台阶，便于公头6的定位与安装，同时与公头6、母头5之间过盈配合，确保公头6、母头5连接的可靠性。

特别地，公头6上的导气孔垂直开设，使电极之间各处气压稳定，防止水膜的产生。

特别地，在刮尘圈9上部设有垫片10，垫片10与刮尘圈9之间设有空隙，便于容纳刮下的公头6上的水和泥沙。

特别地，在垫片10上部设有第二o型橡胶密封圈8-5，在空心金属o形环11密封失效时承担部分压力，防止过大压力压坏空心金属o形环11时导致密封直接破坏。

电动钻具湿接头的安装分为固定盘的安装、公母头5的安装以及公母头5的配合。

固定盘的安装如下，先将第二固定盘14通过螺栓12、平垫圈13安装在上钻杆外壳1上，再将第一固定盘7通过螺栓12、平垫圈13安装在下钻杆外壳6上。

公头6、母头5的安装如下，将公头6插入第二固定盘14，依靠第二固定盘14上的台阶进行定位，公头6与第二固定盘14之间过盈配合，由于公头6与母头5位于同一零件的两侧，在公头6定位之后，母头5也完成定位，且母头5与第一固定盘7之间同样过盈配合。由于正导电极3、负导电极4都嵌入公头6、母头5中，因而正导电极3、负导电极4也完成安装。接下来，将五个分别套入公头6中。将刮尘圈9放入母头5最下面的台阶上，将垫片10放入母头5上一个台阶上，同时在垫片10上放上第二o型橡胶密封圈8-5，最后将空心金属o形环11放入母头5的凹槽中，完成公母头的安装。

公母头的配合是指下钻杆外壳6不动，转动上钻杆外壳1，上钻杆外壳1与下钻杆外壳6之间通过螺纹进行连接，当上钻杆外壳1上的台阶与下钻杆外壳6的台阶接触时，公头6上端面也正好到达母头5相应位置，如图1所示，完成公母头的配合。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。