井下智能注采管柱快速连接装置的制作方法

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种井下智能注采管柱快速连接装置。

背景技术

随着石油工业注采技术的自动化和智能化发展，越来越多的井下工具或设备需要供电，常规的电缆连接方式是在工具外侧绑定电缆，并且需要穿出或穿入工具，电缆密封及绝缘的可靠性一直都是巨大考验。然而随着井下电控工具数量的迅速提升，现场或者工厂里接线工作的工作量剧增，同时对可靠性提出更高的挑战。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种井下智能注采管柱快速连接装置，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种井下智能注采管柱快速连接装置，克服现有技术中存在的问题，本发明能快速实现井下智能注采管柱内电缆对接及过液通道的连通，显著提高电缆连接效率和可靠性，满足智能注采的需求。

本发明的目的是这样实现的，一种井下智能注采管柱快速连接装置，包括快接接头和连接端头，所述快接接头包括分段插接式的接头内管，所述接头内管的内腔构成轴向贯通的接头流体通道；所述接头内管的外壁上套设分段插接式的绝缘套结构，所述绝缘套结构的侧壁内沿轴向穿设分段插接式的导电铜套，所述导电铜套用于相邻两段电缆的导电连接，所述绝缘套结构的外壁上包覆分段插接式的接头外管；所述连接端头内轴向贯通设置端头通孔，所述端头通孔与所述接头流体通道连通设置，所述连接端头内还轴向贯通设置用于穿设电缆的电缆通孔，所述连接端头的第一端与所述接头外管密封连接，所述连接端头的第二端用于与过缆结构连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述接头内管包括相邻端能密封插合的第一内管和第二内管，所述绝缘套结构包括第一绝缘套和第二绝缘套，第一绝缘套套设于第一内管的外壁上，第二绝缘套套设于第二内管的外壁上，所述第一绝缘套的第一端向内凹设直径呈减小设置的第一锥套孔，所述第二绝缘套的第一端向外凸设直径呈减小设置的第一锥套，所述第一锥套能密封插设于所述第一锥套孔内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一内管的第一端设置内管外凸柱，所述内管外凸柱的侧壁上设置第一台阶部和第二台阶部，所述第二内管的第一端向内凹设内管内凹槽孔，所述内管内凹槽孔内设置第三台阶部和第四台阶部，所述内管外凸柱能插接于所述内管内凹槽孔内，所述第二内管的第一端的端面轴向顶抵于所述第一台阶部上，所述第三台阶部轴向顶抵于第二台阶部上，所述第一内管的第一端的端面轴向顶抵于所述第四台阶部上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导电铜套包括第一铜套和第二铜套，所述第一绝缘套内轴向贯通设置第一铜套安装孔，所述第一铜套固定设置于所述第一铜套安装孔内；所述第一铜套的第一端向内凹设第一电缆插孔，所述第一铜套的第二端向内凹设铜芯插孔；所述第二绝缘套内轴向贯通设置第二铜套安装孔，所述第二铜套固定设置于所述第二铜套安装孔内；所述第二铜套的第一端向外凸设铜芯，所述铜芯导电插接于所述第一铜芯插孔内，所述第二铜套的第二端向内凹设第二电缆插孔。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一电缆插孔自端部向内套设能轴向顶抵第一铜套的第一绝缘限位套，所述第二电缆插孔内自端部向内套设能轴向顶抵第二铜套的第二绝缘限位套。

在本发明的一较佳实施方式中，所述接头外管包括相邻端能密封插合的第一外管和第二外管，所述第一外管套设于所述第一绝缘套的外壁上，所述第二外管套设于所述第二绝缘套的外壁上，所述第一外管和所述第二外管的外壁上扣设第一油壬接头。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一外管的第一端的外壁上设置第一引导槽，所述第二外管的第一端的内壁上设置第一引导键，所述第一引导键能滑动插设入所述第一引导槽内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一外管的第一端的内壁上卡设第一卡簧，所述第一卡簧的端面与所述第一绝缘套的端面轴向顶抵；所述第二外管的第一端的内壁上卡设第二卡簧，所述第二卡簧的端面与所述第二绝缘套的端面轴向顶抵。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一外管的第二端的内壁上设置第一内接部，所述第二外管的第二端的内壁上设置第二内接部，所述连接端头包括第一端头和第二端头，所述第一端头的第一端的外壁上设置能连接于第一内接部的第一外接部，所述第二端头的第一端的外壁上设置能连接于第二内接部的第二外接部；第一端头的第一端的内壁上设置第三内接部，第二端头的第一端的内壁上设置第四内接部，第一内管的第二端的外壁上设置能连接于第三内接部的第三外接部，第二内管的第二端的外壁上设置能连接于第四内接部的第四外接部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一端头的第二端插接于一过缆结构的端部，所述第二端头的第二端插接于相邻的另一过缆结构的端部。

由上所述，本发明提供的一种井下智能注采管柱快速连接装置具有如下有益效果：

本发明提供的井下智能注采管柱快速连接装置，采用分段插接式的快接接头，通过快速插接实现相邻的过缆结构连接，在快速实现井下智能注采管柱内电缆对接的同时也迅速建立起过液通道，并确保电气通道和过液通道的隔离；本发明的接头内管、绝缘套结构、导电铜套和接头外管、连接端头均可采用标准模块化设置，连接方式标准化，显著提高电缆连接效率和可靠性，满足智能注采的需求。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的井下智能注采管柱快速连接装置插接状态的示意图。

图2：为图1中A-A剖视图。

图3：为本发明的快接接头的示意图。

图4：为本发明的接头内管的示意图。

图5：为本发明的绝缘套结构的示意图。

图6：为本发明的导电铜套的示意图。

图7：为本发明的接头外管的示意图。

图8：为本发明的连接端头安装于双层连接管上的示意图。

图9：为本发明的井下智能注采管柱快速连接装置插接前的状态外观图。

图10：为本发明的井下智能注采管柱快速连接装置插接前的状态的剖视图。

图中：

100、井下智能注采管柱快速连接装置；

1、快接接头；

11、接头内管；110、接头流体通道；111、第一内管；1111、内管外凸柱；112、第二内管；1121、内管内凹槽孔；

12、绝缘套结构；121、第一绝缘套；1211、第一锥套孔；122、第二绝缘套；1221、第一锥套；

13、导电铜套；131、第一铜套；1311、第一电缆插孔；1312、铜芯插孔；1313、第一绝缘限位套；132、第二铜套；1321、第二电缆插孔；1322、铜芯；1323、第二绝缘限位套；

14、接头外管；141、第一外管；1411、第一引导槽；142、第二外管；1421、第一引导键；

2、连接端头；

20、端头通孔；21、第一端头；22、第二端头；23、电缆通孔；

31、第一油壬接头；

41、第一卡簧；42、第二卡簧；

51、第一台阶部；52、第二台阶部；53、第三台阶部；54、第四台阶部；

61、第一内接部；62、第二内接部；63、第三内接部；64、第四内接部；

71、第一外接部；72、第二外接部；73、第三外接部；74、第四外接部；

8、双层连接管；

9、电缆。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图10所示，本发明提供一种井下智能注采管柱快速连接装置100，包括快接接头1和连接端头2，快接接头1包括分段插接式的接头内管11，接头内管11的内腔构成轴向贯通的接头流体通道110；接头内管11的外壁上套设分段插接式的绝缘套结构12，绝缘套结构12的侧壁内沿轴向穿设分段插接式的导电铜套13，导电铜套13用于相邻两段电缆的导电连接，绝缘套结构12的外壁上包覆分段插接式的接头外管14；连接端头2内轴向贯通设置端头通孔20，端头通孔20与接头流体通道110连通，用于流体流通；连接端头2内还轴向贯通设置用于穿设电缆9的电缆通孔23(构成电气通道)，电缆通孔23和导电铜套13的数量由电缆数量确定；连接端头2的第一端与接头外管14密封连接，连接端头2的第二端用于与过缆结构(现有技术，注采管柱上的各工具段，诸如封隔器、过缆管等)连接，端头通孔20与过缆结构内的流体通道呈连通设置，满足注采管柱的注水、采油、测试和取样等需求。

本发明提供的井下智能注采管柱快速连接装置，采用分段插接式的快接接头，通过快速插接实现相邻的过缆结构连接，在快速实现井下智能注采管柱内电缆对接的同时也迅速建立起过液通道，并确保电气通道和过液通道的隔离；本发明的接头内管、绝缘套结构、导电铜套和接头外管、连接端头均可采用标准模块化设置，连接方式标准化，显著提高电缆连接效率和可靠性，满足智能注采的需求。

进一步，如图1、图2、图3、图4、图5所示，接头内管11包括相邻端能密封插合的第一内管111和第二内管112，绝缘套结构12包括第一绝缘套121和第二绝缘套122，第一绝缘套121套设于第一内管111的外壁上，第二绝缘套122套设于第二内管112的外壁上，第一绝缘套121的第一端向内凹设直径呈减小设置的第一锥套孔1211，第二绝缘套122的第一端向外凸设直径呈减小设置的第一锥套1221，第一锥套1221能密封插设于第一锥套孔1211内。快接接头1进行插接时，第一内管111和第二内管112对插，第一绝缘套121和第二绝缘套122对插，对插过程中，第二绝缘套122上的第一锥套1221插入第一绝缘套121的第一锥套孔1211，两个绝缘套相互挤压预紧，实现快速可靠的连接。

在本实施方式中，如图1、图2、图3、图4所示，第一内管111的第一端设置内管外凸柱1111，内管外凸柱1111的侧壁上设置第一台阶部51和第二台阶部52，第二内管112的第一端向内凹设内管内凹槽孔1121，内管内凹槽孔1121内设置第三台阶部53和第四台阶部54，内管外凸柱1111能插接于内管内凹槽孔1121内，第二内管112的第一端的端面轴向顶抵于第一台阶部51上，第三台阶部53轴向顶抵于第二台阶部52上，第一内管111的第一端的端面轴向顶抵于第四台阶部54上。第一内管111和第二内管112通过相邻端设置的凸柱和凹槽实现插接，并通过台阶部或端面的顶抵实现接头内管的轴向限位。为了保证第一内管111和第二内管112的插接密封，内管外凸柱1111和内管内凹槽孔1121之间设置密封圈。

进一步，如图1、图2、图3、图6所示，导电铜套13包括第一铜套131和第二铜套132，第一绝缘套121内轴向贯通设置第一铜套安装孔，第一铜套131固定设置于第一铜套安装孔内；第一铜套131的第一端向内凹设第一电缆插孔1311，第一铜套131的第二端向内凹设铜芯插孔1312；第二绝缘套122内轴向贯通设置第二铜套安装孔，第二铜套132固定设置于第二铜套安装孔内；第二铜套132的第一端向外凸设铜芯1322，铜芯1322导电插接于第一铜芯插孔1312内，第二铜套132的第二端向内凹设第二电缆插孔1321。

在本实施方式中，如图1、图2、图3、图6所示，第一电缆插孔1311自端部向内套设能轴向顶抵第一铜套131的第一绝缘限位套1313，第二电缆插孔1321内自端部向内套设能轴向顶抵第二铜套132的第二绝缘限位套1323。

相邻的过缆结构内电缆的端头分别插入第一电缆插孔1311和第二电缆插孔1321内，通过第二铜套132的铜芯1322和第一铜套131的铜芯插孔1312导电连接，第一铜套131和第二铜套132分别设于绝缘的第一绝缘套121和第二绝缘套122内，且其端部分别通过第一绝缘限位套1313和第二绝缘限位套1323实现轴向绝缘限位，导电性能良好且对外绝缘安全可靠。

进一步，如图1、图2、图3、图7所示，接头外管14包括相邻端能密封插合的第一外管141和第二外管142，第一外管141套设于第一绝缘套121的外壁上，第二外管142套设于第二绝缘套122的外壁上，第一外管141和第二外管142的外壁上扣设第一油壬接头31。

进一步，第一外管141的第一端的外壁上设置第一引导槽1411，第二外管142的第一端的内壁上设置第一引导键1421，第一引导键1421能滑动插设入第一引导槽1411内。第一引导槽1411和第一引导键1421构成花键式插接结构，引导槽和引导键可以调换设置，满足机械的插接要求即可，第一引导槽1411和第一引导键1421相配合完成插接过程的引导，最终通过第一油壬接头31实现第一外管141和第二外管142的固定连接。为了保证第一外管141和第二外管142的插接密封，第一外管141的第一端的外壁和第二外管142的第一端的内壁之间设置密封圈。

在本实施方式中，如图1、图2、图3、图7所示，第一外管141的第一端的内壁上卡设第一卡簧41，第一卡簧41的端面与第一绝缘套121的端面轴向顶抵；第二外管142的第一端的内壁上卡设第二卡簧42，第二卡簧42的端面与第二绝缘套122的端面轴向顶抵。

快接接头1插接过程中，先调整第一外管141和第二外管142的周向位置，将第一引导键1421对准第一引导槽1411，对接插入；第一外管141和第二外管142对接后，第一内管111和第二内管112对齐但尚未完全对接，第一铜套131和第二铜套132对准但未对接；继续轴向推进第一外管141和第二外管142，第二绝缘套122上的第一锥套1221插入第一绝缘套121的第一锥套孔1211，两个绝缘套相互挤压预紧，铜芯1322导电插接于第一铜芯插孔1312，第一外管141和第二外管142外扣设第一油壬接头31，实现快接接头1的完全连接。

进一步，如图1、图2、图3、图4、图7、图8所示，第一外管141的第二端的内壁上设置第一内接部61，第二外管142的第二端的内壁上设置第二内接部62，即快接接头1的两端均形成母接头形式；连接端头2包括第一端头21和第二端头22，第一端头21和第二端头22上内均轴向贯通设置端头通孔20，端头通孔20与接头流体通道110连通；第一端头21和第二端头22内均轴向贯通设置电缆通孔23(构成电气通道)；

第一端头21的第一端的外壁上设置能连接于第一内接部61的第一外接部71，第二端头22的第一端的外壁上设置能连接于第二内接部62的第二外接部72，即快接接头1两端的过缆结构上均连接公接头形式。连接端头2与快接接头1构成“公母连接”。在本实施方式中，第一端头21的第二端插接于一过缆结构的端部，第二端头22的第二端插接于相邻的另一过缆结构的端部。

第一端头21的第一端的内壁上设置第三内接部63，第二端头22的第一端的内壁上设置第四内接部64，第一内管111的第二端的外壁上设置能连接于第三内接部63的第三外接部73，第二内管112的第二端的外壁上设置能连接于第四内接部64的第四外接部74。第一外管141、第一内管111均采用插接方式与第一端头21连接，第二外管142、第二内管112均采用插接方式与第二端头22连接。

快接接头1的两端还可以均设置公接头形式，其两端的过缆结构上均连接设置母接头形式，连接端头2与快接接头1构成“母公连接”；还可以是快接接头1的一端设置公接头形式，快接接头1的另一端设置母接头形式，其两端的过缆结构上分别匹配设置相应的公或母接头形式。

在本发明的一具体实施例中，采用井下智能注采管柱快速连接装置100连接双层连接管8和其两端的井下电控工具(封隔器等现有技术)；如图8、图9、图10所示，双层连接管8内设有电缆通道，双层连接管8的两端分别连接第一端头21和第二端头22，第一端头21上连接第一外管141、第一绝缘套121和第一内管111，第二端头22上连接第二外管142、第二绝缘套122和第二内管112；与第一端头21相邻的井下电控工具上连接第二端头22，其第二端头22上连接第二外管142、第二绝缘套122和第二内管112，与第一端头21相邻的井下电控工具与双层连接管8连接时，先调整第一外管141和第二外管142的周向位置，将第一引导键1421对准第一引导槽1411，对接插入；第一外管141和第二外管142对接后，第一内管111和第二内管112对齐但尚未完全对接，第一铜套131和第二铜套132对准但未对接；继续轴向推进第一外管141和第二外管142，第二绝缘套122上的第一锥套1221插入第一绝缘套121的第一锥套孔1211，两个绝缘套相互挤压预紧，铜芯1322导电插接于第一铜芯插孔1312，第一外管141和第二外管142外扣设第一油壬接头31，实现快接接头1的完全连接。双层连接管8的另一端的连接方式通上述操作。

由上所述，本发明提供的一种井下智能注采管柱快速连接装置具有如下有益效果：

本发明提供的井下智能注采管柱快速连接装置，采用分段插接式的快接接头，通过快速插接实现相邻的过缆结构连接，在快速实现井下智能注采管柱内电缆对接的同时也迅速建立起过液通道，并确保电气通道和过液通道的隔离；本发明的接头内管、绝缘套结构、导电铜套和接头外管、连接端头均可采用标准模块化设置，连接方式标准化，显著提高电缆连接效率和可靠性，满足智能注采的需求。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。