本發(fā)明屬于高電壓技術(shù)和脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種井下儀器高電壓大電流接口。
背景技術(shù)：
基于液電脈沖激波原理的油井解堵增產(chǎn)屬于純物理增產(chǎn)方法，無(wú)環(huán)境污染，低成本。目前，井下液電脈沖激波主要通過(guò)液體中的高電壓大電流放電產(chǎn)生，常采用高電壓脈沖電容器對(duì)液電間隙放電。對(duì)于該類型井下儀器而言，其主放電回路一般由脈沖電容器、開(kāi)關(guān)及液電間隙等組成。受井下有限空間的限制，儀器一般制作成外徑小于102mm的圓柱形，通過(guò)接口把部分連接起來(lái)。目前常規(guī)的井下儀器接口采用內(nèi)部為插針形式，一般只能耐受幾千伏的絕緣電壓，通過(guò)數(shù)十安培的電流，不能滿足液電脈沖激波型井下儀器的需求。因此，井下儀器各部分需要通過(guò)高電壓大電流接口進(jìn)行連接，需要能夠滿足多次拆卸安裝要求。同時(shí)接口要求能夠耐受井下高靜態(tài)壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)高電壓絕緣及脈沖大電流通流要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是在有限的井下裝置空間內(nèi)，保證井下儀器機(jī)械連接強(qiáng)度，能承受高靜態(tài)壓強(qiáng)、放電及下井過(guò)程的沖擊載荷，解決內(nèi)部絕緣問(wèn)題和通流問(wèn)題，提高設(shè)備的壽命和可靠性。
本發(fā)明提供了一種井下儀器高電壓大電流接口，包括第一外殼，第二外殼，耐油橡膠密封圈，第一絕緣件，第二絕緣件，上導(dǎo)電桿，壓簧筒，壓簧，下導(dǎo)電桿；所述上導(dǎo)電桿、所述壓簧筒、所述壓簧、所述下導(dǎo)電桿與所述第一外殼、第二外殼形成同軸圓柱形電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，高壓端通過(guò)上導(dǎo)電桿、壓簧和壓簧筒底部壓接，并與下導(dǎo)電桿聯(lián)接；調(diào)整上導(dǎo)電桿的高度可調(diào)整壓簧的壓緊程度，保證電氣的可靠流通；第一外殼和第二外殼通過(guò)螺紋完成機(jī)械和電氣連接；所述上導(dǎo)電桿，所述壓簧筒，所述壓簧和所述下導(dǎo)電桿處于所述第一絕緣件和所述第二絕緣件中心，所述第一外殼和所述第二外殼位于所述上端絕緣件和所述第二絕緣件最外層，所述耐油橡膠密封圈位于外殼螺紋連接處。
更進(jìn)一步地，當(dāng)在上導(dǎo)電桿的頂端施加高壓或者高壓脈沖時(shí)，導(dǎo)電性良好的金屬壓簧將高壓傳輸?shù)较聦?dǎo)電桿的低端，從而實(shí)現(xiàn)高壓的電氣傳輸。
更進(jìn)一步地，當(dāng)下導(dǎo)電桿和金屬外殼接負(fù)載，上導(dǎo)電桿、壓簧、下導(dǎo)電桿和第一外殼、第二外殼間將流過(guò)大電流，接口完成高電壓大電流的傳輸。
更進(jìn)一步地，在所述第一絕緣件和所述第二絕緣件的兩端均設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)。用于增加電氣距離，提高擊穿電壓。
更進(jìn)一步地，所述第一絕緣件和所述第二絕緣件的材料為耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高的絕緣材料，優(yōu)選地，可以為聚四氟乙烯。
更進(jìn)一步地，所述第一絕緣件與所述第二絕緣件環(huán)形嵌套設(shè)置；提高擊穿電壓。
更進(jìn)一步地，上導(dǎo)電桿和下導(dǎo)電桿可采用截面積為1mm2～10mm2的導(dǎo)電性良好的金屬或合金，以提高接口通過(guò)大電流的能力。
更進(jìn)一步地，上端外殼，第二外殼通過(guò)螺紋連接，在螺紋連接過(guò)程中，橡皮密封圈可實(shí)現(xiàn)接口的高靜壓密封。上導(dǎo)電桿，下導(dǎo)電桿不斷擠壓壓簧，實(shí)現(xiàn)電氣上的可靠連接，可通過(guò)脈沖大電流。
以上配置的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的井下儀器高電壓大電流接口結(jié)構(gòu)件機(jī)械強(qiáng)度高，抗沖擊載荷特性好；螺紋處有較好的密封性能，采用雙層嵌套固體屏障絕緣，高電壓絕緣性能好；通過(guò)對(duì)接時(shí)旋轉(zhuǎn)接口螺紋產(chǎn)生的壓簧彈性形變，使導(dǎo)電桿和壓簧緊密壓接，在不影響機(jī)械連接的前提下減小了接觸電阻及通流溫升，有優(yōu)異的脈沖大電流通流性能。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明提供的井下儀器高電壓大電流接口結(jié)構(gòu)的剖面主視圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明是在有限的井下裝置空間內(nèi)，保證井下儀器機(jī)械連接強(qiáng)度，能承受高靜態(tài)壓強(qiáng)、放電及下井過(guò)程的沖擊載荷，解決內(nèi)部絕緣問(wèn)題和通流問(wèn)題，提高設(shè)備的壽命和可靠性。
圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的井下儀器高電壓大電流接口的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：
井下儀器高電壓大電流接口包括第一外殼101，第二外殼102，，第一絕緣件104，第二絕緣件105，上導(dǎo)電桿106，壓簧筒107，壓簧108，下導(dǎo)電桿109，各個(gè)元件以上導(dǎo)電桿106和下導(dǎo)電桿107為中軸線同軸分布。
上導(dǎo)電桿106、壓簧筒107、壓簧108、下導(dǎo)電桿109與第一外殼101、第二外殼102形成同軸圓柱形電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，高壓端通過(guò)上導(dǎo)電桿106、壓簧108和壓簧筒107底部壓接，并與下導(dǎo)電桿109聯(lián)接；調(diào)整上導(dǎo)電桿106的高度可調(diào)整壓簧108的壓緊程度，保證電氣的可靠流通；第一外殼101和第二外殼102通過(guò)螺紋完成機(jī)械和電氣連接。
上導(dǎo)電桿106，壓簧筒107，壓簧108和下導(dǎo)電桿109處于所述第一絕緣件104和第二絕緣件105中心，所述第一外殼101和第二外殼102位于上端絕緣件104和第二絕緣件105最外層，所述耐油橡膠密封圈103位于外殼螺紋連接處。
上導(dǎo)電桿106的頂端施加高壓或者高壓脈沖時(shí)，導(dǎo)電性良好的金屬壓簧108將高壓傳輸?shù)较聦?dǎo)電桿109的低端，從而實(shí)現(xiàn)高壓的電氣傳輸；若下導(dǎo)電桿109和金屬外殼102接負(fù)載，則上導(dǎo)電桿106、壓簧108、下導(dǎo)電桿109和第一外殼101、第二外殼102間將流過(guò)大電流，接口完成高電壓大電流的傳輸；為了保證上導(dǎo)電桿106、下導(dǎo)電桿109與第一外殼101、第二外殼102的電氣絕緣強(qiáng)度，第一絕緣件104和第二絕緣件105的兩端均設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)，以增加電氣距離，提高擊穿電壓；根據(jù)通流的強(qiáng)度，上導(dǎo)電桿106和下導(dǎo)電桿109可采用截面積為1mm2～10mm2的導(dǎo)電性良好的金屬或合金，以提高接口通過(guò)大電流的能力。
在本發(fā)明實(shí)施例中，第一絕緣件104和第二絕緣件105可以采用耐高溫(大于180℃)、機(jī)械強(qiáng)度高(拉伸強(qiáng)度大于30MPa，伸長(zhǎng)率大于200％)的絕緣材料制作；作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可采用聚四氟乙烯。第一絕緣件104，第二絕緣件105環(huán)形嵌套，提高擊穿電壓。
以上配置的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的井下儀器高電壓大電流接口結(jié)構(gòu)件機(jī)械強(qiáng)度高，抗沖擊載荷特性好；螺紋處有較好的密封性能，采用雙層嵌套固體屏障絕緣，高電壓絕緣性能好；通過(guò)對(duì)接時(shí)旋轉(zhuǎn)接口螺紋產(chǎn)生的壓簧彈性形變，使導(dǎo)電桿和壓簧緊密壓接，在不影響機(jī)械連接的前提下減小了接觸電阻及通流溫升，有優(yōu)異的脈沖大電流通流性能。
此外，以上配置的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的井下儀器高電壓大電流接口還可用于其他井下電氣連接場(chǎng)合，例如脈沖激波碎巖裝置等。
為了更進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的井下儀器高電壓大電流接口，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)例詳述如下：
如圖1所示，該接口整體為一圓柱形，由上下兩部分組成。101為第一外殼，由不銹鋼制成，通過(guò)螺紋與第二外殼102聯(lián)接。在螺紋內(nèi)部裝設(shè)兩圈耐油橡膠密封圈103，保證接口的密封性。第一絕緣件104和第二絕緣件105采用聚四氟乙烯制作。第一絕緣件104與第一外殼102由螺母固定。第二絕緣件105與第二外殼102由螺母固定。對(duì)接時(shí)，上導(dǎo)電桿106伸入壓簧筒107內(nèi)，利用旋轉(zhuǎn)螺紋造成的位移將預(yù)先放置在壓簧筒107內(nèi)的壓簧108壓緊，實(shí)現(xiàn)電氣連接。上導(dǎo)電桿106上端與螺母焊接，壓簧筒107末端與螺母和下導(dǎo)電桿109焊接，通過(guò)焊接保證電氣連接的機(jī)械可靠性。上導(dǎo)電桿106穿過(guò)絕緣件104引出，外部由螺釘固定，通過(guò)壓接方式作為高壓輸入端。下導(dǎo)電桿109穿過(guò)絕緣件105引出，外部由螺釘固定，通過(guò)壓接方式作為高壓輸入端。在高壓接口內(nèi)部，絕緣件105內(nèi)徑略大于絕緣件106的外徑，兩者相互嵌套，增加沿面距離，并形成固體絕緣屏障層，大幅提高了絕緣電壓。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。