專利名稱：一種水下電纜連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油天然氣鉆采裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水下電纜連接裝置。
背景技術(shù)：
隨著海上油氣產(chǎn)量繼續(xù)增長，開采作業(yè)海域范圍和水深不斷擴(kuò)大，為適應(yīng)海洋石油鉆探和開采向深水推進(jìn)的需要，海洋油氣勘探開發(fā)技術(shù)與裝備也需不斷改進(jìn)和完善。海洋油氣田正常生產(chǎn)時(shí)，需要對生產(chǎn)流量及井下壓力、溫度等進(jìn)行監(jiān)控，有時(shí)，還需安裝井下電潛泵、增壓泵或多項(xiàng)泵等設(shè)備以實(shí)現(xiàn)油田的持續(xù)生產(chǎn)；深水作業(yè)時(shí)，上述設(shè)備需要水下安裝及連接，而傳統(tǒng)的電纜連接器是在水上連接并密封后再置于水下，這種電纜連接器是無 法實(shí)現(xiàn)在水下多次插拔的需要；為了確保水下設(shè)備所需電力的輸送及控制信號的傳輸，需要可靠的水下電纜連接裝置，保證電纜等能在水下實(shí)現(xiàn)多次可靠插拔連接。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種水下電纜連接裝置，解決了現(xiàn)有電纜連接器無法實(shí)現(xiàn)在水下多次插拔的問題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種水下電纜連接裝置，包括插頭部分和插座部分，所述的插頭部分安裝在水下采油樹的油管懸掛器內(nèi)，油管懸掛器內(nèi)設(shè)置有插頭室，插頭室中設(shè)置有活塞A，活塞A的軸心套裝有插頭導(dǎo)電環(huán)，插頭導(dǎo)電環(huán)前端設(shè)置有插頭非導(dǎo)電部B，插頭導(dǎo)電環(huán)后端設(shè)置有插頭非導(dǎo)電部A ;插頭非導(dǎo)電部A外周套裝有彈簧A，插頭非導(dǎo)電部A軸心通孔設(shè)置有與插頭導(dǎo)電環(huán)連接的電纜A ；所述的插座部分固定在水下采油樹本體及插座殼體內(nèi)，與插頭部分位置相對應(yīng)；水下采油樹本體及插座殼體內(nèi)設(shè)置有插座室，在插座殼體內(nèi)通過C環(huán)固定安裝有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套內(nèi)同軸套裝有插座本體，插座本體朝向插頭的端頭軸心設(shè)置為導(dǎo)向斜面，插座本體軸心設(shè)置有導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱與插座本體的接觸面設(shè)置有密封C和插座導(dǎo)電環(huán)；插座本體內(nèi)部軸心設(shè)置有彈簧室，該彈簧室中設(shè)置有彈簧B，導(dǎo)向柱與彈簧B前端接觸連接，彈簧室底端通過單向閥B與插座本體外的液壓補(bǔ)償腔接通；插座本體內(nèi)部平行彈簧室另開有補(bǔ)償液流道，補(bǔ)償液流道的前端從密封C和插座導(dǎo)電環(huán)之間的軸心孔引出，補(bǔ)償液流道的后端通過單向閥A與插座本體外的液壓補(bǔ)償腔接通；插座本體底端外周套裝有補(bǔ)償腔殼體，補(bǔ)償腔殼體與插座室內(nèi)徑之間留有間隙，該間隙中設(shè)置有電纜B，電纜B —端通過插座本體內(nèi)部的通道與插座導(dǎo)電環(huán)連接，電纜B另一端引出插座殼體之外；補(bǔ)償腔殼體內(nèi)腔依次設(shè)置有液壓補(bǔ)償腔、活塞B、第二彈簧室，第二彈簧室內(nèi)設(shè)置有彈簧C，彈簧C的兩端分別與活塞B及補(bǔ)償腔殼體上的臺階頂接，插座本體右端通過補(bǔ)償腔殼體與控制桿連接，第二彈簧室朝向控制桿的底端設(shè)置有排液口 ；活塞B的軸心設(shè)置有泄壓閥。本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)水下可靠的插、拔操作。
圖I為本實(shí)用新型裝置中的插頭與插座處于斷開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型裝置中的插頭與插座處于導(dǎo)通狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.電纜A,2.彈簧A,3.插頭非導(dǎo)電部A,4.密封A,5.活塞A,6.插頭導(dǎo)電環(huán)，
7.插頭非導(dǎo)電部B，8.導(dǎo)向套，9.密封B，10.密封C，11.補(bǔ)償液流道，12.彈簧B，13.插座本體，14.單向閥A，15.補(bǔ)償腔殼體，16. C環(huán)，17.液壓補(bǔ)償腔，18.密封D，19.彈簧C，20.插座殼體，21.控制桿，22.排液口，23.活塞B，24.泄壓閥，25.單向閥B，26.電纜B，27.插座導(dǎo)電環(huán),28.導(dǎo)向柱,29.米油樹本體,30.導(dǎo)向斜面, 31.密封E,32.油管懸掛器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的水下電纜連接裝置包括插頭部分和插座部分，以下文本描述中，將插頭朝向插座的一端稱為插頭前端，將插座朝向插頭的一端稱為插座前端。參照圖I和圖2，插頭部分安裝在水下采油樹的油管懸掛器32內(nèi)，油管懸掛器32內(nèi)設(shè)置有插頭室，插頭室中設(shè)置有活塞A5，活塞A5的軸心套裝有插頭導(dǎo)電環(huán)6，插頭導(dǎo)電環(huán)6前端設(shè)置有插頭非導(dǎo)電部B7，插頭導(dǎo)電環(huán)6后端設(shè)置有插頭非導(dǎo)電部A3，插頭導(dǎo)電環(huán)6前后端與活塞A5之間設(shè)置有密封E31和密封A4 ;插頭非導(dǎo)電部A3外周套裝有彈簧A2，插頭非導(dǎo)電部A3軸心通孔設(shè)置有與插頭導(dǎo)電環(huán)6連接的電纜Al，電纜Al用于將插頭導(dǎo)電環(huán)6引出向下通入井內(nèi)，與井下的電潛泵或傳感器等設(shè)備連接。兩個(gè)插頭非導(dǎo)電部(3、7)為非導(dǎo)體，僅起連接與支撐作用，活塞A5軸心設(shè)置有一左一右兩個(gè)單向密封(A4、E31)，能夠避免插頭導(dǎo)電環(huán)6直接暴露于外部介質(zhì)，也可避免設(shè)備安裝時(shí)可能會對插頭造成的損傷，活塞A5右側(cè)方向設(shè)置有懸掛器的臺肩用于止動，活塞A5左側(cè)方向設(shè)置有彈簧A2，在外力作用下活塞A5可克服彈簧A2阻力而向左移動，活塞A5移動時(shí)其上的密封(A4、E31)可對插頭導(dǎo)電環(huán)6起到擦洗清潔作用，外力消除后活塞A5可依靠彈簧A2彈力而向右移動直至與懸掛器的臺肩接觸。參照圖I和圖2，插座部分固定在水下采油樹本體29及插座殼體20內(nèi)，與插頭部分位置相對應(yīng)，水下采油樹本體29及插座殼體20通過螺栓固定連接；水下采油樹本體29及插座殼體20內(nèi)設(shè)置有一個(gè)共同相通的插座室，在插座殼體20內(nèi)通過C環(huán)16固定安裝有導(dǎo)向套8，導(dǎo)向套8內(nèi)壁同軸套裝有插座本體13，插座本體13朝向插頭的端頭軸心設(shè)置為導(dǎo)向斜面30，插座本體13軸心設(shè)置有導(dǎo)向柱28，導(dǎo)向柱28與插座本體13的接觸面設(shè)置有密封B9、密封ClO和插座導(dǎo)電環(huán)27 ;插座本體13內(nèi)部軸心設(shè)置有彈簧室，該彈簧室中設(shè)置有彈簧B12，導(dǎo)向柱28與彈簧B12前端接觸連接，彈簧室底端通過單向閥B25與插座本體13外的液壓補(bǔ)償腔17接通；插座本體13內(nèi)部平行彈簧室另開有補(bǔ)償液流道11，補(bǔ)償液流道11的前端從密封ClO和插座導(dǎo)電環(huán)27之間的軸心孔引出，補(bǔ)償液流道11的后端通過單向閥A14與插座本體13外的液壓補(bǔ)償腔17接通；插座本體13底端外周套裝有補(bǔ)償腔殼體15，補(bǔ)償腔殼體15與插座室內(nèi)徑之間留有間隙，該間隙中設(shè)置有電纜B26，電纜B26 —端通過插座本體13內(nèi)部的通道與插座導(dǎo)電環(huán)27連接，電纜B26另一端引出插座殼體20之外；補(bǔ)償腔殼體15內(nèi)腔依次設(shè)置有液壓補(bǔ)償腔17、活塞B23、第二彈簧室，第二彈簧室內(nèi)設(shè)置有彈簧C19，彈簧C19的兩端分別與活塞B23及補(bǔ)償腔殼體15上的臺階頂接，第二彈簧室朝向控制桿21的底端設(shè)置有排液口 22 ;活塞B23的軸心設(shè)置有泄壓閥24，活塞B23與補(bǔ)償腔殼體15內(nèi)壁之間設(shè)置有密封D18。單向閥(A14、B25)可以換向，但兩個(gè)單向閥(A14、B25)的設(shè)置方向必須相反。液壓補(bǔ)償腔17 內(nèi)預(yù)先充滿不可壓縮的非電解質(zhì)補(bǔ)償液，可補(bǔ)償水下電纜連接裝置插、拔時(shí)造成插座內(nèi)部的壓力波動，并且液壓補(bǔ)償腔17內(nèi)液壓略高于周圍海水的靜水壓，能夠防止海水等外部介質(zhì)的侵入。液壓補(bǔ)償腔17與蓄能器結(jié)構(gòu)類似，該補(bǔ)償腔可采用活塞式，也可采用氣囊式或隔膜式等。補(bǔ)償液流道11設(shè)置有一條或多條。泄壓閥B24也可以設(shè)在與液壓補(bǔ)償腔17相通的插座本體13或補(bǔ)償腔殼體15上。插座部分通過螺柱、螺母固定在水下采油樹本體29上，導(dǎo)向套8由C環(huán)16固定在插座殼體20，其對插座本體13起到保護(hù)和導(dǎo)向作用，插座本體13內(nèi)裝有導(dǎo)向柱28，導(dǎo)向柱28與密封(B9、C10)形成密封配合，可防止海水等外部介質(zhì)侵入插座本體13內(nèi)部，在外力作用下，導(dǎo)向柱28可壓縮彈簧B12向右運(yùn)動，消除外力后可依靠彈簧B12的彈力復(fù)位直至其凸起臺肩與插座本體13的臺肩接觸；插座本體13內(nèi)有插座導(dǎo)電環(huán)27 (插座本體13上與導(dǎo)向柱28接觸的其它表面不導(dǎo)電)，其與電纜B26連接；插座本體13右側(cè)有單向閥B25，允許液體從液壓補(bǔ)償腔17流入插座本體13，插座本體13有一帶單向閥A14的補(bǔ)償液流道11，允許液體從插座本體13流入液壓補(bǔ)償腔17 ;補(bǔ)償腔殼體15通過螺紋等方式與插座本體13固定連接(兩者的相對位置固定不動)，液壓補(bǔ)償腔17右端開有排液口 22可與外部海水相聯(lián)通；液壓補(bǔ)償腔17內(nèi)有活塞B23，活塞B23上設(shè)有密封D18，活塞B23左端是非電解質(zhì)補(bǔ)償液，右端是彈簧C19，在海水、彈簧C19及活塞B23的共同作用下，確?；钊鸅23左端的補(bǔ)償液液壓高于海水的靜水壓，從而避免海水侵入插座本體13及液壓補(bǔ)償腔17，活塞B23上有泄壓閥24，當(dāng)液壓補(bǔ)償腔17內(nèi)液壓超出海水的靜水壓設(shè)定的差值后，允許液體從泄壓閥24排出；插座本體13右端通過補(bǔ)償腔殼體15與控制桿21連接。實(shí)際水下應(yīng)用時(shí)，水下電纜連接裝置的插座部分通過螺柱、螺母固定在水下采油樹本體29上，水下電纜連接裝置的插頭部分安裝在水下采油樹的油管懸掛器32內(nèi)，當(dāng)油管懸掛器32座于水下采油樹本體29內(nèi)腔后，如圖I所示，此時(shí)液壓補(bǔ)償腔17內(nèi)活塞B23左側(cè)、插座本體13的彈簧腔及補(bǔ)償液流道11均充滿不可壓縮的非電解質(zhì)補(bǔ)償液，通過人工或ROV操作控制桿21，推動補(bǔ)償腔殼體15及插座本體13等整體向左運(yùn)動(控制桿21可采用旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)控制①補(bǔ)償腔殼體15與控制桿21采用傳動螺紋聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)控制桿21即可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償腔殼體15及插座本體13等整體向左或向右運(yùn)動；②補(bǔ)償腔殼體15與控制桿21采用固定聯(lián)接，推或拉旋轉(zhuǎn)控制桿21即可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償腔殼體15及插座本體13等整體向左或向右運(yùn)動)，與活塞A5接觸后，也將推動活塞A5同時(shí)向左運(yùn)動，由于插頭不動，在導(dǎo)向斜面30的引導(dǎo)下頂住導(dǎo)向柱28,當(dāng)活塞A5及插座本體13等繼續(xù)向左運(yùn)動時(shí),插頭頂著導(dǎo)向柱28開始進(jìn)入插座本體13，彈簧B12將受壓，導(dǎo)致彈簧腔內(nèi)體積變小，由于密封ClO及單向閥B25的作用，補(bǔ)償液只能通過補(bǔ)償液流道11及單向閥A14流入液壓補(bǔ)償腔17 (同時(shí)活塞B23向右運(yùn)動彈簧C19受壓縮)，補(bǔ)償液的流動可起到清洗插座導(dǎo)電環(huán)27和插頭導(dǎo)電環(huán)6的作用，由于密封B9的密封作用，插頭進(jìn)入插座本體13時(shí)即得到擦洗清潔，又可避免海水或其它雜質(zhì)的侵入插座本體13內(nèi)部；插座本體13等在控制桿的作用下繼續(xù)向左運(yùn)動，直至補(bǔ)償腔殼體15的左端面與導(dǎo)向套8的臺肩接觸上(如圖2所示)。此時(shí)，插頭導(dǎo)電環(huán)6和插座導(dǎo)電環(huán)27相互接觸，電纜連接器處于導(dǎo)通狀態(tài)，如圖2所示。當(dāng)需要斷開電纜連接器時(shí)，只需操作控制桿21，補(bǔ)償腔殼體15拉動插座本體13等向右運(yùn)動，由于彈簧B12的作用，導(dǎo)向柱28頂住插頭直至其凸起臺肩與插座本體13的臺肩面接觸(此時(shí)插頭已完全退出插座本體13);在插頭逐步退出插座本體13的過程中，彈簧B12伸長，彈簧腔的壓力降低，液壓補(bǔ)償腔17的補(bǔ)償液通過單向閥B25進(jìn)入彈簧腔，直至補(bǔ)償腔殼體15的右端面與采油樹本體20的臺肩接觸上；與此同時(shí)，在插座本體13退出油管懸掛器的過程中，活塞A5在彈簧A2的作用下向右移動直至碰上油管懸掛器32的臺肩，使插頭導(dǎo)電環(huán)6處于密封保護(hù)狀態(tài)，如圖I所示。故水下電纜連接裝置在斷開、導(dǎo)通或連接過程中，插頭導(dǎo)電環(huán)6和插座導(dǎo)電環(huán)27始終處于密封保護(hù)狀態(tài)，避免了海水等外部介質(zhì)的污染和腐蝕；液壓補(bǔ)償腔充滿不可壓縮的非電解質(zhì)補(bǔ)償液，可補(bǔ)償水下電纜連接裝置插、拔時(shí)造成插座內(nèi)部的壓力波動，并且液壓補(bǔ)償腔內(nèi)液壓略高于周圍海水的靜水壓，可防止海水等外部介質(zhì)的侵入，有效保護(hù)水下電纜連接裝置，進(jìn)一步提高了可靠性。本實(shí)用新型以其在水下采油樹上的應(yīng)用為例，但也可應(yīng)用于水下、平臺或陸地其它設(shè)備。本實(shí)用新型的水下電纜連接裝置，在斷開、導(dǎo)通或連接過程中，其導(dǎo)電部分始終處于密封保護(hù)狀態(tài)，避免了海水等外部介質(zhì)的污染和腐蝕；水下電纜連接裝置的液壓補(bǔ)償腔充滿不可壓縮的非電解質(zhì)補(bǔ)償液，可補(bǔ)償水下電纜連接裝置插、拔時(shí)造成插座內(nèi)部的壓力波動，并且液壓補(bǔ)償腔內(nèi)壓力略高于周圍海水的靜水壓力，可防止海水等外部介質(zhì)的侵入，有效保護(hù)水下電纜連接裝置，進(jìn)一步提高了可靠性，實(shí)現(xiàn)水下可靠插、拔連接。
權(quán)利要求1.一種水下電纜連接裝置，其特點(diǎn)在于包括插頭部分和插座部分， 所述的插頭部分安裝在水下采油樹的油管懸掛器(32)內(nèi)，油管懸掛器(32)內(nèi)設(shè)置有插頭室，插頭室中設(shè) 置有活塞A(5)，活塞A(5)的軸心套裝有插頭導(dǎo)電環(huán)￠)，插頭導(dǎo)電環(huán)(6)前端設(shè)置有插頭非導(dǎo)電部B (7)，插頭導(dǎo)電環(huán)(6)后端設(shè)置有插頭非導(dǎo)電部A (3);插頭非導(dǎo)電部A(3)外周套裝有彈簧A(2)，插頭非導(dǎo)電部A(3)軸心通孔設(shè)置有與插頭導(dǎo)電環(huán)(6)連接的電纜A(I)； 所述的插座部分固定在水下采油樹本體(29)及插座殼體(20)內(nèi)，與插頭部分位置相對應(yīng)；水下采油樹本體(29)及插座殼體(20)內(nèi)設(shè)置有插座室，在插座殼體(20)內(nèi)通過C環(huán)(16)固定安裝有導(dǎo)向套(8)，導(dǎo)向套(8)內(nèi)同軸套裝有插座本體(13)，插座本體(13)朝向插頭的端頭軸心設(shè)置為導(dǎo)向斜面(30)，插座本體(13)軸心設(shè)置有導(dǎo)向柱(28)，導(dǎo)向柱(28)與插座本體(13)的接觸面設(shè)置有密封C(IO)和插座導(dǎo)電環(huán)(27);插座本體(13)內(nèi)部軸心設(shè)置有彈簧室，該彈簧室中設(shè)置有彈簧B (12)，導(dǎo)向柱(28)與彈簧B (12)前端接觸連接，彈簧室底端通過單向閥B(25)與插座本體(13)外的液壓補(bǔ)償腔(17)接通；插座本體(13)內(nèi)部平行彈簧室另開有補(bǔ)償液流道(11)，補(bǔ)償液流道(11)的前端從密封C(IO)和插座導(dǎo)電環(huán)(27)之間的軸心孔引出，補(bǔ)償液流道(11)的后端通過單向閥A(14)與插座本體(13)外的液壓補(bǔ)償腔(17)接通；插座本體(13)底端外周套裝有補(bǔ)償腔殼體(15)，補(bǔ)償腔殼體(15)與插座室內(nèi)徑之間留有間隙，該間隙中設(shè)置有電纜B(26)，電纜B(26) —端通過插座本體(13)內(nèi)部的通道與插座導(dǎo)電環(huán)(27)連接，電纜B(26)另一端引出插座殼體(20)之外；補(bǔ)償腔殼體(15)內(nèi)腔依次設(shè)置有液壓補(bǔ)償腔(17)、活塞B(23)、第二彈簧室，第二彈簧室內(nèi)設(shè)置有彈簧C(19)，彈簧C(19)的兩端分別與活塞B(23)及補(bǔ)償腔殼體(15)上的臺階頂接，插座本體(13)右端通過補(bǔ)償腔殼體(15)與控制桿(21)連接，第二彈簧室朝向控制桿(21)的底端設(shè)置有排液口(22);活塞B(23)的軸心設(shè)置有泄壓閥(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的水下電纜連接裝置，其特點(diǎn)在于所述的單向閥A(14)和單向閥B(25)的設(shè)置方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的水下電纜連接裝置，其特點(diǎn)在于所述的插頭導(dǎo)電環(huán)(6)前后端與活塞A (5)之間設(shè)置有密封E (31)和密封A (4)，導(dǎo)向柱(28)與插座本體(13)的接觸面設(shè)置有密封B (9)，活塞B (23)與補(bǔ)償腔殼體(15)內(nèi)壁之間設(shè)置有密封D (18)。
專利摘要本實(shí)用新型的水下電纜連接裝置，插頭部分安裝在油管懸掛器內(nèi)，油管懸掛器內(nèi)的插頭室中設(shè)有活塞A，活塞A的軸心套裝有插頭導(dǎo)電環(huán)，插頭導(dǎo)電環(huán)兩端分別設(shè)有插頭非導(dǎo)電部，后端插頭非導(dǎo)電部外周套裝有彈簧A，插頭導(dǎo)電環(huán)連有電纜A；插座部分固定在水下采油樹本體及插座殼體的插座室內(nèi)，插座殼體內(nèi)導(dǎo)向套內(nèi)套裝有插座本體，插座本體軸心設(shè)有導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱與插座本體的接觸面設(shè)有插座導(dǎo)電環(huán)；插座本體內(nèi)部彈簧室中設(shè)有彈簧B，彈簧室底端與液壓補(bǔ)償腔接通；插座本體內(nèi)部另開有補(bǔ)償液流道；插座導(dǎo)電環(huán)通過電纜B對外連接；補(bǔ)償腔殼體內(nèi)腔依次設(shè)有液壓補(bǔ)償腔、活塞B、第二彈簧室。本實(shí)用新型的裝置實(shí)現(xiàn)了水下可靠插、拔連接。
文檔編號H01R13/502GK202487810SQ20122005458
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者劉文霄, 張?jiān)? 王進(jìn)全, 鄧平 申請人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司