专利名称：一种用于井眼信号传输的连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于井筒中信号传输的连接装置，特别地，本发明涉及用于井筒内与地面之间建立信号传输通道的连接装置。
背景技术：
在石油、矿山、地质勘探等钻探作业过程中，需要获得大量的井下地层参数、和井眼状况等信息，一般利用传感器获取这些信息，并实时的传输到地面。伴随着随钻测量技术(MWD)、随钻测井技术(LWD)、地震成像技术以及旋转导向钻井技术等技术的应用，所需要传输的信息量越来越大。
目前，钻井过程中数据信号的传输方式主要有无线传输和有线传输两种形式。无线信号传输技术主要包括泥衆脉冲、声波和电磁波三种形式。其中泥衆脉冲技术商业应用最为广泛，技术比较成熟，但是传输速率低，信息量小，脉冲发生器结构复杂，影响因素多，并且不适用于气体或者气液混相的钻井液中，不能满足大量信息实时快速传输的要求，也不能建立地面与井下双向闭环信息传输的高速通道。声波技术是利用钻柱为通道进行信号的传输，该技术成本低，传输速率快，但是传输距离太短，不适用于深井，并且受周围环境影响较大，该技术的实例，如PCT专利No. W02004085796中所述的声学井筒遥测系统。电磁波技术是利用钻杆、井壁和它们之间的空间，以及周围地层共同组成的传输通道进行信号的传输。该技术系统稳定性好，对欠平衡钻井具有更好的适应性，但是受地层的影响很大，随着井深的增加，逐渐衰弱，适应性较差，成本高。有线传输技术是以独立的电缆作为传输通道，因此不受钻井液类型、地层及井深的影响。其中以整根的电缆或者光纤作为传输通道的信号传输技术具有传输速率高，影响因素小等优点，但是不适用于旋转钻井，并且操作繁琐，成本高。在钻杆内布设分段的电缆，通过连接装置将分段电缆连接在一起，可以实现地面和井下仪器间信号的传输，可以称为分段式电缆传输技术。该技术需要将几百根电缆通过接头的形式进行连接，整个传输通道上有几百个接头，因此如何保证接头的可靠性是该技术的关键。根据连接装置的连接方式可以分为“软连接”和“硬连接”两种，“软连接”是指通过感应方式实现电缆间连接，具有结构简单，可靠性高等优点。“硬连接”就是通过使电缆导线的直接或者间接接触在一起，达到电缆间连通的目的，目前多应用于井下仪器间的连接。在保证电缆对接的准确性极其绝缘性上非常困难，可靠性低。利用电流耦合的感应耦合技术进行电缆间的“软连接”从而达到井内信号传输的研究早已有之，题为“互感型电缆连接器”的美国专利No. 4602468，介绍了固定在钻杆内表面的感应耦合器的应用。关于智能钻杆和电流耦合感应连接器实例如题为“钻杆组遥测系统”的美国专利No. 4126848、题为“传输信号的管道和方法”的美国专利No. 20080106433,题为“用于传输信号的管道和方法的”中国专利No. 200610071982，题为“井下遥测系统和方法”的中国专利No. 200410087051。主要是利用电磁感应原理利用线圈和高导磁率材料实现电缆间信号的传输，其中高导磁材料主要为铁氧体。由于各自线圈、耦合元件以及与钻杆间的作用方式等不同使得连接装置的结构出现多种形式。目前比较成熟的智能钻杆技术是将电缆埋设在钻杆内部，在钻杆接头处埋设对接装置，利用“软连接”或者“硬连接”实现相邻钻杆内电缆的连接，在井下和地面之间实现信号或者电力的高效传输。其中，在钻杆接头之间实现电缆的“软连接”的智能钻杆技术已经进行了商业应用，可以达到2Mbit/s的传输速率。该技术实现了信号传输速率方面的极大的提高，但是需要在钻杆接头中敷设线圈来实现电缆间的“软连接”，加工制造过程复杂，检修困难，成本高，并需要使用特种钻杆。
发明内容
提出了一种可用于井眼信号传输的连接装置，该连接装置通过电磁感应的方式实 现信号的传递。在一个实施例中连接装置包括第一连接器和第二连接器，其中第一连接器包括第一线圈和第一耦合元件，第一线圈缠绕并至少部分包住第一耦合元件；第二连接器包括第二线圈和第二耦合元件，第二线圈缠绕并至少部分包住第二耦合元件；连接第一连接器和第二连接器，电磁耦合第一线圈和第二线圈。在另一个实施例中连接装置包括第一连接器，所述第一连接器包括第一导磁壳体，第一导磁壳体的凹腔内有第一导磁柱形体，第一导磁壳体的内壁上固定有第一线圈绕组；第二连接器，所述第二连接器包括第二导磁壳体，第二导磁壳体的凹腔内有第二导磁柱形体，第二线圈绕组沿圆周方向缠绕第二导磁柱形体；其中，各导磁壳体和导磁柱形体的材料为软磁材料，第一线圈绕组的内径大于所述第二线圈绕组的外径；连接所述第一连接器和第二连接器，使所述第一导磁壳体与所述第二导磁壳体配合在一起，第一导磁柱形体与所述第二导磁柱形体配合在一起，其中第一线圈绕组套在所述第二线圈绕组上，电磁耦合第一线圈和第二线圈。在又一个实施例中连接装置包括第一连接器，所述第一连接器包括第一导电壳体，和固定安装在第一导电壳体凹腔内的第一线圈；第二连接器，所述第二连接器包括第二导电壳体，和固定安装在第二导电壳体凹腔内的第二线圈；其中各线圈具有沿壳体轴向的截面；连接所述第一连接器与第二连接器，使第一导电壳体与第二导电壳体配合在一起，包住第一线圈和第二线圈，电磁耦合第一线圈与第二线圈。本发明利用电磁感应原理，在不需要电导体直接接触的情况下，实现两电缆间的信号的传输，装置可靠性高，易于操作，便于检修，更适应恶劣的井下环境。
图I是具有连接装置的井眼信号传输系统的局部示意图。图2是本发明连接装置的第一优选实施例的左视图。图3是图2所示连接装置的全剖视图。图4是第一优选实施例的感应耦合装置的局部剖视图。图5A是第一优选实施例的连接装置的工作原理图。图5B是第一优选实施例的连接装置的电磁感应耦合图。
图6A是第二实施例的连接装置半剖视图。图6B是第二实施例中耦合装置主视图。图6C为图6B所示的耦合装置左视图。图7A是第三实施例的连接装置的第一耦合元件的主视图。图7B是第三实施例的连接装置的全剖视图。图8是第四实施例的连接装置的全剖视图。
图9是图8所示的连接装置的第一连接器的半剖示图。图10是第四实施例的连接装置的原理图。图11是第五实施例的连接装置的主视图。图12是图11中A-A线的剖视图。图13是第五实施例第一种变化的连接装置的剖视图。图14是第六实施例的连接装置的第一连接器的剖视图。图15是第六实施例的连接装置的第二连接器的剖视图。图16是第六实施例的连接装置的半剖视图。图17是第七实施例的连接装置的全剖视图。图18是图17所示的连接装置的第一连接器的全剖视图。图19是图18中B-B线的剖视图。
具体实施例方式本发明提供一种可靠、坚固、易于操作的，用于井眼信号传输系统的连接装置，可以作为油气井钻探和开采过程中井眼内传输信号的电缆段之间的连接装置。优选的实施例包括两个连接在一起的电磁感应连接器，每个连接器都包括线圈绕组，当两个连接器连接在一起的时候，通过电磁感应原理将信号从一个线圈传递到另一个线圈。为了提高效率，降低感应损耗，每个连接器还包括导磁材料制作的耦合元件。图3所示的实施例中，连接器包括感应线圈和耦合元件。图8所示的实施例中，连接器包括感应线圈以及包住感应线圈的导电层。下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，为了实现一致性，在这些附图中使用类似的附图标号表示类似的元件。文中对大量的具体细节进行了阐述，以便提供对本发明的更全面地理解，但是，本发明不受这些具体的细节的限定。第一优选实施例
连接装置的第一实施例具体的显示于图I-图4中，示意性地显示于图5A、图5B。图I为具有连接装置的井眼信号传输系统的局部示意图。在钻杆段111、112等的轴向孔内下入分段的电缆段11、21等，电缆的末端分别连有对应的连接器，如电缆21两端分别连接连接器20和连接器10’，在连接钻杆段来增长钻柱时，电缆11 一端的连接器10与电缆21对应端的连接器20相配合成连接装置，将电缆连接在一起，建立井下仪器与地面装置之间的信号传输，可以实现地面与井下仪器间信号的双向传输。其中电缆21及两端的连接器20和10’构成一个信号传输单兀A。图2为连接装置的左视图，图3为连接装置的全剖视图，图2和图3显示了井眼信号传输装置由第一连接器10和第二连接器20组成，第一连接器10主要由第一外壳12和第一感应耦合器15组成，第一外壳12具有圆柱形内腔，其圆柱形凹进表面12a处具有绝缘保护层17，第一感应耦合器15位于层17所形成的圆柱形内腔中。第二连接器20由第二外壳22和第二感应耦合器25组成，第二外壳22具有圆柱形内腔，其圆柱形凹进表面22a处具有绝缘保护层27，第二感应耦合器25位于层27所形成的圆柱形内腔中。图4为感应耦合装置局部剖面图，如图2和图4所示，第一感应耦合器15包括第一率禹合兀件13和第一线圈14,第一稱合兀件13具有第一圆柱形壳体13a和第一柱形体13b,二者形成环状凹槽，第一线圈14沿圆周方向缠绕并至少部分包住第一柱形体13b，并通过填充材料16固定在凹槽中，凹槽的开口端具有高强度耐磨绝缘保护材料18。
第二感应耦合器25包括第二耦合元件23和第二线圈24，第二耦合元件23具有第二圆柱形壳体23a和第二柱形体23b，二者形成环形凹槽，第二线圈24沿圆周方向缠绕并至少部分包住第二柱形体23b，并通过填充材料26固定在凹槽内，凹槽的开口端具有高强度耐磨绝缘保护材料28。电缆11穿过第一外壳12与第一线圈14相连，电缆21穿过第二外壳22与第二线圈24相连。第一外壳12表面加工有螺纹，通过锁紧元件19与第二外壳22锁定在一起，使得第一连接器和第二连接器器结合在一起。第一稱合兀件13与第二稱合兀件23轴向对齐放置，使得第一柱形体13b和第二柱形体23b轴向对齐配合在一起,第一圆柱形壳体13a和第二圆柱形壳体23a轴向对齐配合在一起，形成封闭的磁传导路径，包住并耦合第一线圈绕组和第二线圈绕组。如图5A所示为本发明的工作原理图，本发明的工作原理类似于变压器，两个螺旋管线圈14c和24c轴向对齐平行放置，根据电磁感应原理，电路14b中通入变化的电流，线圈14c就会产生变化的磁场，磁场的方向垂直于电场，置于变化的磁场中的线圈24c中就会产生变化的电流，电流方向垂直于磁场方向。线圈14c和线圈24c组成简单的耦合装置。为了提高线圈磁路的磁通密度，降低损耗，增加电磁感应强度，提高效率，在耦合装置中增加了磁芯14e，使线圈14c和线圈24c轴向对齐缠绕在磁芯上，磁芯可以为形状简单的导磁材料，如柱形。为了减小漏感提高效率，理想情况下选择闭合的磁芯，或者尽量减小间隙，使磁力线约束在磁芯内，如图5B所示。如图5B所示为连接装置的电磁感应耦合图，第一耦合元件13和第二耦合元件23配合在一起组成了封闭的磁路Q，磁力线被约束在磁路中，一个线圈主要沿闭合的磁芯来感应另一个线圈中的电流，耦合元件通过减少磁路Q的磁阻降低了能量损失，提高了效率。尽管理想的磁路Q是封闭的路径，但是路径完全封闭也是不必要的。由于磁芯间的磨损以及加工配合的原因会产生一些间隙，这些间隙的出现不会带来很大的功率损失，影响也不会很大。耦合元件选择高磁导率材料，材料磁导率越高导磁性能越好,磁通密度越大，因此选择磁导率比钢更高地材料，但是磁通密度高的材料其磁滞损耗也高，另外为了减小涡流损耗，需要选择电阻率高的材料，因此需要根据工作参数进行材料的优选。可以选择常用的软磁材料，如硅钢薄片、坡莫合金、钴铁合金、非晶态金属合金、铁氧体、铁粉末等。本实施例中耦合元件包括壳体和柱形体,优选磁导率高、电阻率高的软磁材料。柱形体的截面可以是圆形、矩形、六边形等其它闭合曲线构成的图形。柱形体与圆柱形壳体为一体，也可以是接触在一起的两部分。在第一优选实施例中柱形体的横截面为圆形，柱形体与圆柱形壳体为一体结构。耦合元件可以利用磁性粉末经过成型、高温烧结制成。线圈最好围绕柱形体均匀地密集地缠绕，使各圈之间间隔最小，可以使用圆线或者扁线，并将绕组置于保护材料中以免受环境影响。线圈的导电材料最好选择铜，然后利用漆、陶瓷或者聚合物进行绝缘处理，绝缘材料最好选用具有良好的韧性和弹性的聚合物材料，如高密度聚乙烯或者聚四氟乙烷。另外可以通过增加冗余的线圈绕组来提高系统的稳定性，如第一连接器包括第一线圈和第三线圈，每个线圈连接到同一根电缆或者同一电缆内的不同导线或者不同的电缆；第二连接器包括第二线圈和第四线圈，每个线圈连接到同一根电缆或者同一电缆内的不同导线或者不同的电缆；这样一个线圈绕组或者与线圈连接的导线出现问题，系统仍能够正常的工作。电缆要求具有一定的强度和韧性，在受到一定的拉力作用下能够有效的保护内部的导线，并要求具有一定的耐磨性，可以选择铠装电缆，电缆在钻井管柱的轴向孔内延伸。图3所不的第一优选实施例中，第一I禹合兀件13的圆柱形壳体13a和第二f禹合兀件23的圆柱形壳体23a都有相同的圆柱形腔体结构，从而结合成一个完全包围线圈的耦合装置，不同的耦合元件结构可以设计多种不同结构的耦合装置。耦合元件结构可以选择现在常用的高频变压器的磁芯的结构，如通过改变形状来改变磁芯性能的E型、ER型、EFD型、ETD型、EER型、EC型、PQ型、EP型、罐型等，以及U型、C型等环状磁芯。第二实施例
图6A-6C显示了第二优选实施例。其中图6A为连接装置半剖视图，图6B为耦合装置示意图，图6C为耦合装置左视图。在该优选实施例中，耦合元件为E型。第一耦合元件33为E型，由四块截面为矩形的柱形体构成，分别为第一柱形体33a、第二柱形体33b、第三柱形体33c和第四柱形体33d构成，第一柱形体33a、第二柱形体33b和第三柱形体33c分别等距布置在第四柱形体33d上并和第四柱形体结合在一起，第二柱形体33b上缠绕着第一线圈34形成第一感应耦合器，第二感应耦合器的结构与第一感应耦合器的结构类似。两感应耦合器分别通过绝缘填充材料37、38和47、48固定在第一外壳32和第二外壳42的凹槽中，形成第一连接器30和第二连接器40。两连接器通过锁紧元件39锁定在一起构成连接装置，使第一耦合元件33和第二耦合元件43配合在一起，形成闭合的磁力线路径，如图6B所示。该耦合元件的结构使得两耦合元件配合在一起时只能部分包围两线圈绕组。第三实施例
图7A、7B显示了第三优选实施例，其中，图7A为第一耦合元件主视图，图7B为连接装置的全剖视图。如图7A示，第一耦合元件53包括第一圆柱形壳体53a和第一管状柱形体53b，第一壳体53a上对称开有两个第一间隙53c，第一管状柱形体53b上开有第一通孔58，第二耦合元件63的结构与第一耦合元件53相同。图7B所示，第一线圈54沿圆周方向缠绕第一管状柱形体53b，并通过绝缘填充材料56固定在第一耦合元件53的环形凹槽中，构成第一感应稱合器。第二感应稱合器的结构与第一感应稱合器相似。第一感应稱合器通过填充材料57固定在第一外壳52的内腔中形成第一连接器50,第二感应稱合器通过填充材料67固定在第二外壳62的内腔中形成第二连接器60，第一连接器50与第二连接器60通 过锁紧元件59锁定在一起，使两耦合元件的柱形体与壳体分别配合在一起，包围两线圈绕组，形成闭合的磁力线路径，耦合第一、第二线圈绕组。
第四实施例
用于井眼信号传输系统的连接装置的第四实施例在图8、图9、图10中显示。如图8所示为本发明连接装置的全剖视图，图9为连接装置的第一连接器210的半剖不图，图10为原理图。在该实施例中，第一外壳212内具有第一柱形体214,从而形成环形槽，在环形槽的内壁上固定有第一导电层213。第一线圈216沿轴向缠绕并至少部分包住第一耦合元件217，其中第一耦合元件217为管状体并沿轴向套在第一柱形体214上，通过填充材料215固定在环形槽内。第二连接器310和第一连接器210具有类似的结构。第一外壳212和第二外壳312上加工有螺栓孔。两个连接器轴向对齐，通过螺栓218将第一外壳212和第二外壳312密封锁定，从而构成井眼信号传输装置。第一导电层213和第二导电层313结合在一起,二者形成的环形槽包住两个线圈绕组，形成闭合的电流回路，如图10所示。电缆211、311分别穿过外壳与线圈相连。 其中，第一、第二线圈具有沿外壳轴向的截面。作为耦合元件的磁性材料能够使滞后损失和涡流损失减小。导电层的材料为电阻率较小、磁导率较低材料，可以选择钢、铜合金、银、铝、金、钨和锌以及这些金属的合金等。另外，第一外壳和第二外壳也可以选择与导电层一样的材料，从而使导电层与壳体成为一体，然后通过在导电层上加工螺栓孔或者螺纹等连接形式，将两个连接器连接在一起。第五实施例用于井眼信号传输系统的连接装置的第五实施例如图11、12所示。图11为连接装置的主视图，图12为连接装置的A-A方向剖视图。通过图11、图12可以看出连接装置的两端为锥体，中间为矩形体。第一外壳412包括开有通孔的锥体和矩形壳体，电缆411通过外壳412的通孔与第一线圈414相连，第一线圈414均匀缠绕在半环形稱合兀件415上,构成第一稱合器419,第一稱合器419通过填充材料413、416和417固定在第一外壳412的矩形凹腔中，从而构成第一连接器410。第二连接器510具有与第一连接器410类似的结构。第二线圈514均匀缠绕耦合元件515，从而构成第二耦合器519。填充的绝缘材料417和517最好具有一定的强度、硬度、弹性以及耐磨性。第一外壳412和第二外壳512的四个角各有一个相互配合的螺栓孔，两壳体通过螺栓418锁定在一起,第一稱合器410与第二稱合器510组成稱合装置,如图11所不，第一耦合元件415和第二耦合元件515结合在一起组成完整的闭合的环形体，形成封闭的磁力线路径，将磁力线约束在环形体内部。第五实施例的第一种变化
图13是第五实施例的第一种变化的剖视图，在该变化中，两耦合器的耦合元件415、515都成U形，线圈均匀缠绕并至少包住耦合元件的一部分，两个耦合元件结合在一起形成封闭的磁力线路径，另外第一连接器填充的绝缘材料413、416和417，第二连接器填充的绝缘材料513、516和517不同于第五实施例中相同构件的位置和结构。第六实施例
一种用于井眼信号传输系统的连接装置的第六优选实施例如图14-16所示，其中图14为第一连接器剖视图，图15为第二连接器剖视图，图16为连接装置的半剖视图。两连接器为圆锥体与圆柱体的组合形状。图14中，第一电缆611穿过第一外壳612的孔道与第一线圈绕组616相连，第一线圈绕组616沿圆周方向均匀缠绕第一环形绝缘材料618，绝缘材料618的内径大于等于绝缘材料718的外径。并通过第一环形绝缘层615固定在第一耦合元件614的腔体的内表面，其中线圈绕组的轴向长度小于等于腔体的轴向长度。第一线圈绕组616与第一耦合元件614共同组成第一感应耦合器610，第一耦合元件614包括第一圆柱形导磁壳体624和第一导磁柱形体634，其中第一导磁柱形体634位于第一圆柱形导磁壳体624的圆盘形底部的圆心处。第一耦合元件614通过绝缘填充材料613固定在第一外壳612的圆柱形凹槽中，形成第一连接器。在图15中，第二电缆711穿过第二外壳712的孔道 与第二线圈716相连接，第二线圈沿圆周方向均匀缠绕第二柱形体734，通过表面覆盖的环形绝缘材料718固定在耦合元件的凹槽中，与第二耦合元件714构成第二感应耦合器710，其中第二线圈绕组的轴向长度小于等于第二柱形体的长度。第二耦合元件714包括轴向上延伸的第二圆柱形壳体724和第二柱形体734，第二耦合元件714固定在第二外壳712的凹槽中，二者之间填充绝缘材料713，形成第二连接器。图16中，为连接装置的半剖视图。第一连接器与第二连接器通过环形壳719锁定在一起，使第一感应稱合器610与第二感应稱合器710轴向对齐,第一导磁壳体624与第二导磁壳体724结合在一起，第一线圈绕组616套在第二线圈绕组716上，第一导磁柱形体634与第二导磁柱形体734结合在一起，包住两线圈绕组，形成封闭的磁力线路径。优选的，第一线圈绕组616与第二线圈绕组716的轴向长度最好相等，并保证第一导磁壳体624的长度dl与第二导磁壳体724的长度d2之和基本等于第一导磁柱形体634长度d3和第二导磁柱形体734的长度d4之和，即:dl+d2=d3+d4，其中d2彡D2 ；d3彡Dl, Dl为第一耦合元件底部圆盘的厚度；D2为第二耦合元件底部圆盘的厚度。从而使两个连接器连接在一起时，两个耦合元件间的间隙尽量减小，两个柱形体和两个壳体分别接触在一起，尽量减小磁力线路径上的气隙，形成闭合的路径。优选的，当d2=D2, d3=Dl时,第一稱合元件614变为圆柱形的壳体结构,第二f禹合元件为圆柱体与盘状体的结合体，连接器连接在一起时，第一壳体与第二耦合元件的底部圆盘接触，第二柱形体与第一耦合元件的底部圆盘接触，形成闭合的磁传导路径。第七实施例
连接装置的第七优选实施例如图17-19所示，其中图17为连接装置的全剖视图，图18为第一连接器的全剖视图，图19为第一连接器的B-B方向剖视图，其中耦合元件为半管状体。第一线圈816沿轴向缠绕并至少部分包住第一耦合元件818形成第一耦合器，第一耦合器的内弧处孔道内填充绝缘保护材料820，外弧处有绝缘保护材料815，并覆有保护层814，第一耦合器通过填充材料和保护层固定在第一外壳812的凹槽中，形成半个圆柱形凹槽819。第二耦合器与第一耦合器结构类似，并通过保护层和填充材料固定在第二外壳912中。利用螺栓通过第一外壳和第二外壳上的螺栓孔817和917将两个连接器配合在一起构成连接装置。第一耦合元件818的凸出端进入第二连接器910的凹槽919中，第二耦合元件的凸出端918进入第一连接器810的凹槽819中，第一耦合元件818的两个矩形截面分别与第二耦合元件918的两个矩形截面配合在一起，形成管状闭合的磁力线 路径，耦合第一、
第二线圈绕组。
权利要求
1.一种用于井眼信号传输的连接装置，其特征在于，包括 第一连接器，所述第一连接器包括第一线圈，所述第一线圈缠绕并至少部分包住第一奉禹合兀件； 第二连接器，所述第二连接器包括第二线圈，所述第二线圈缠绕并至少部分包住第二率禹合元件； 连接所述第一连接器和第二连接器，电磁耦合所述第一线圈和第二线圈。
2.如权利要求I所述的连接装置，其特征在于，还包括电缆段，所述电缆段在钻井管柱的轴向孔内延伸，所述电缆段的一端电连接所述第一连接器中的所述第一线圈，所述电缆段的另一端电连接所述第二连接器的所述第二线圈，连接相邻电缆段的相邻端的所述第一连接器和第二连接器。
3.如权利要求I所述的连接装置，其特征在于，所述第一连接器包括第一外壳，所述第一外壳至少部分包围所述第一线圈；所述第二连接器包括第二外壳，所述第二外壳至少部分包围所述第二线圈；连接所述第一外壳和第二外壳。
4.如权利要求I所述的连接装置，其特征在于，所述第一耦合元件包括第一柱形体，所述第二耦合元件包括第二柱形体；所述第一线圈沿圆周方向缠绕并至少部分包住所述第一柱形体，所述第二线圈沿圆周方向缠绕并至少部分包住所述第二柱形体，所述第一柱形体与所述第二柱形体配合在一起。
5.如权利要求4所述的连接装置，其特征在于，所述第一耦合元件还包括第一壳体，所述第一壳体与所述第一柱形体接触或为一体；所述第二耦合元件还包括第二壳体，所述第二壳体与所述第二柱形体接触或为一体；所述第一壳体与所述第二壳体配合在一起，形成包围两个线圈的磁路。
6.如权利要求I所述的连接装置，其特征在于，所述第一耦合元件和第二耦合元件为半环形、U型或者半管状体，所述第一线圈沿轴向缠绕所述第一耦合元件，所述第二线圈沿轴向缠绕第二耦合元件，所述第一耦合元件与所述第二耦合件配合在一起。
7.如权利要求I至6任一项所述的连接装置，其特征在于，所述耦合元件的材料为软磁材料。
8.一种用于井眼信号传输的连接装置，其特征在于，包括 第一连接器，所述第一连接器包括第一导磁壳体，所述第一导磁壳体的凹腔内有第一导磁柱形体，所述第一导磁壳体的内壁上固定有第一导电线圈绕组； 第二连接器，所述第二连接器包括第二导磁壳体，所述第二导磁壳体的凹腔内有第二导磁柱形体，第二导电线圈绕组沿圆周方向缠绕所述第二导磁柱形体； 所述各导磁壳体和柱形体的材料为软磁材料； 所述第一导电线圈绕组的内径大于所述第二导电线圈绕组的外径； 连接所述第一连接器和第二连接器，使所述第一导磁壳体与所述第二导磁壳体配合在一起，所述第一导磁柱形体与所述第二导磁柱形体配合在一起，所述第一线圈绕组套在所述第二线圈绕组上，电磁耦合所述第一线圈和第二线圈。
9.一种用于井眼信号传输的连接装置，其特征在于，包括 第一连接器，所述第一连接器包括第一导电壳体，和固定安装在所述第一导电壳体凹腔内的第一线圈；第二连接器，所述第二连接器包括第二导电壳体，和固定安装在所述第二导电壳体凹腔内的第二线圈； 所述第一线圈和第二线圈具有沿所述导电壳体轴向的截面； 连接所述第一连接器与第二连接器，使第一导电壳体与第二导电壳体配合在一起，包住所述第一线圈和第二线圈，耦合所述第一线圈与第二线圈。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述导电壳体材料包括从金、银、铜、铝、鹤、锌、铜铍合金组成的材料中选取。
全文摘要
提出一种用于井眼信号传输的连接装置，所述的连接装置可以将电缆连接在一起在油井钻探或者操作时建立地面与井下之间的信号传输通道。所述的连接装置由第一连接器和第二连接器组成，连接器内的线圈绕组通过电磁感应原理，将信号从一个线圈传递到另一个线圈，实现信号的传输，线圈缠绕并至少部分包住耦合元件，当两个连接器连接在一起时，耦合元件构成封闭的磁路，包围电磁耦合的各线圈绕组，耦合元件通过减少各连接器的磁通损失减少了信号功率的损失，所述连接装置及电缆在钻井管柱的轴向孔内延伸，连接器是坚固的，耦合元件间存在间隙仍能工作。
文档编号H01F38/14GK102704918SQ20121013128
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者王传伟 申请人:王传伟