CN101827997B - 用于井眼工具的电接触连接 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种随钻测井(LWD)仪，所述测井仪包括：底部钻具组合(BHA)；电子装置，所述电子装置携载在BHA上；和成束导线触头，所述成束导线触头提供电子装置与BHA处的电源之间的电连接。成束导线触头包括多根导线，所述多根导线中的每一根都具有提供操作电子装置所需要的电流的充分性能。
Description
技术领域
本发明总体涉及电连接，并且更具体地，但不是以限制性的方式涉及用于提供井眼工具中的稳固电连接的高压电接触。
背景技术
当钻井眼或者近似钻井以在过度损害周围地层之前获得地层数据时，使用随钻测井(LWD)仪。LWD仪靠近钻头装入底部钻具组合内，并且因此承受过度震动和振动。此外，测井仪和电连接还必须经得起井下温度和测井仪在井眼内上下移动时的温度范围。
发明内容
用于电连接第一装置和第二装置的电接触组件的一个实施例包括：接触柱，所述接触柱以导电的方式连接到第一装置；和成束导线触头，所述成束导线触头以导电的方式连接到第二装置，并且电连接第一装置和第二装置，其中，成束导线触头包括多根导线。
井眼工具的实施例包括电子装置、电源、和成束导线触头，所述成束导线触头电连接电子装置和电源，其中，成束导线触头包括多根导电导线。
随钻测井(LWD)仪的实施例包括：底部钻具组合(BHA)；电子装置，所述电子装置携载在BHA上；和成束导线触头，所述成束导线触头提供所述电子装置与BHA处的电源之间的电连接，其中，所述成束导线触头包括多根导线，所述多根导线中的每一根都具有提供操作电子装置所需要的电流的充分性能。
以上已经概述了本发明的一些特征和技术优点以可以更好地理解以下本发明的详细说明。以下说明形成本发明的权利要求的主题的本发明另外的特征和优点。
附图说明
以下当结合附图时通过参考示例性实施例的以下详细说明可以获得对本发明更加全面的理解，其中：
图1是示意性地示出设置在井眼内的本发明的随钻测井仪的井；和
图2是示出了本发明的电接触连接的井眼工具的一部分的剖面图。
具体实施方式
在以下详细说明中，参考以示例性的方式显示其中可以实施本发明的具体实施例的附图。对这些实施例进行足够详细的说明以能够使本领域的技术人员实施本发明。要理解的是本发明的各种实施例虽然不同，但是不会相互排斥。例如，结合一个实施例在这里说明的具体特征、结构、或特性在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可以在其它实施例中实施。此外，要理解的是在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可以修改单个元件在每一个公开的实施例中的位置或布置。因此，以下详细说明不是在有限的意义上进行的，并且本发明的保护范围仅仅由所附权利要求与权利要求给予的等效物的全部范围一起限定，进行适当的解释。在附图中，相同的附图标记在整个视图中表示相同或类似的功能。
本发明在这里参照LWD***进行描述以便说明。要认识的是本发明的装置、***和方法可以与包括电子装置与电源的连接件的其它***和工具一起使用。
图1示出了根据本发明的实施例的随钻测井(LWD)***10。LWD***10包括底部钻具组合(BHA)12，所述底部钻具组合连接在用于在井眼5内使用的钻柱14中。在图示的实施例中，BHA 12包括钻头16、一个或多个电子装置18和电源20。在图示的实施例中，BHA 12包括多个电子装置18，所述多个电子装置有时在这里被称作为电子装置、井下工具、测井仪和类似称谓。电子井下工具18的示例包括但不限于地层评价仪、传感器、通讯装置、天线和随钻测量(MWD)仪。应该认识的是电子装置18可以是需要电连接到电源的任意电子装置。电源20被示出为与BHA 12连接、用于将高压电提供给电子装置18的诸如电池的本地电源。应该认识的是电源20可以远离电子装置18固定，例如固定在钻井操作的地面上。
图2是图1的BHA 12的一部分的横截面图，其中示出了本发明的整体由附图标记22表示的电连接器。在图示的实施例中，电连接器22包括接触柱24和触点26。电连接器22电连接作为电缆被示出的电源20和井下工具18。在本实施例中，接触柱24与电源20相关联，而触头26与井下工具18相关联，然而，方位和相关性可以相反。
触头26适于在诸如LWD仪的井下工具中使用，以提供牢固的电桥，同时承受与井眼操作相关联的震动和振动。触头26还适于连续提供牢固的电桥，同时承受与井眼操作相关联的井眼温度和温度循环。例如，触头26虽然受到由于热膨胀而产生的相对滑动，但是却可以提供稳固的电桥。
在一个实施例中，触头26由以成束和相互缠绕的关系定向的多根导线构造而成。多根导线可以随机盘绕以像弹簧一样作用。另外，多根导线可以像弹簧一样作用，并且大致保持导线的混合(amalgam)形状。因为触头26是金属的，因此所述触头不会受到热定形。此外，成束导线触头26的轻质量使所述触头易于固定在适当的位置并且经得起震动和振动，从而减轻微振磨损和微粒生成。
在一些实施例中，多根导线中的每一根都足以提供用于期望应用所需的电压和电流。因此，如以下进一步所述，确保保持牢固的电连接。多根导线中的每一根都由适于承受环境条件和温度并且提供所需的承载能力的材料构造而成。在一个实施例中，触头26的导线是铍铜(BeCu)，且每一根导线具有大约0.002英寸(0.05mm)的直径。构造用的其它适当的材料可以包括但不限于铑、镀金钨、和镍铬(NiCr)。
触头26可以形成为各种形状以适应应用需求。例如，触头26可以形成为圆锥形状以例如用于导入。在另一个实施例(未示出)中，触头26可以形成凹入部分以提供与触头的公头部分的轴向和/或径向电接触。触头26可以以各种方法紧固在期望的位置，所述方法包括但不限于焊接和径向压缩。
在图2中所示的实施例中，成束导线触头26形成为具有减小直径的销端28的大致圆柱形形状。触头26部分地设置在形成在工具18内的电晕屏蔽空腔30内，且销端28被露出用于与第二装置(在本实施例中为电源20)电连接。
在图示的实施例中，电连接是接触型电连接。因此，高压电连接存在于成束导线触头26(更具体地为销端28)与接触柱24之间的接触两端，且具有最小或没有直接机械接触或支撑。
虽然已经在中图示并且在上述详细说明中说明了本发明的方法和***的各种实施例，但是要理解的是本发明不局限于所公开的实施例，但是在不背离这里所述的本发明的精神的情况下能够进行多种重新布置、修改和替换。
Claims (13)
1.一种用于电连接第一装置和第二装置的电接触组件，所述电接触组件包括：
接触柱，所述接触柱以导电的方式连接到所述第一装置；和
成束导线触头，所述成束导线触头以导电的方式连接到所述第二装置，并且电连接所述第一装置和所述第二装置，所述成束导线触头包括多根导线，
其中：
所述多根导线随机盘绕以像弹簧一样作用以形成所述成束导线触头，成束导线触头在由于热膨胀而产生相对于接触柱相对滑动的同时提供与接触柱的稳固的电连接；且
所述成束导线触头形成为具有减小直径的销端的大致圆柱形形状，成束导线触头部分地设置在形成在第二装置内的电晕屏蔽空腔内，且接触柱具有凹入部分，成束导线触头的销端适于***到所述凹入部分内以形成在成束导线触头的销端与接触柱的凹入部分之间的电接触。
2.根据权利要求1所述的电接触组件，其中，所述多根导线中的每一根都足以在所述第一装置与所述第二装置之间提供所需要的电流。
3.根据权利要求1所述的电接触组件，其中，所述多根导线中的每一根都由铍铜构造而成。
4.根据权利要求1所述的电接触组件，其中，在所述成束导线触头与所述接触柱的连接处没有设置机械支撑。
5.根据权利要求1所述的电接触组件，其中，所述第一装置或所述第二装置中的一个包括高压电源。
6.一种井眼工具，所述工具包括：
电子装置；
电源；和
成束导线触头，所述成束导线触头电连接所述电子装置和所述电源，所述成束导线触头包括多根导电线，
其中：
所述多根导线随机盘绕以像弹簧一样作用以形成所述成束导线触头，成束导线触头在由于热膨胀而产生相对于接触柱相对滑动的同时提供与接触柱的稳固的电连接；且
所述成束导线触头形成为具有减小直径的销端的大致圆柱形形状，成束导线触头部分地设置在形成在第二装置内的电晕屏蔽空腔内，且接触柱具有凹入部分，成束导线触头的销端适于***到所述凹入部分内以形成在成束导线触头的销端与接触柱的凹入部分之间的电接触。
7.根据权利要求6所述的工具，其中，所述电源包括电池，所述电池靠近所述电子装置设置在底部钻具组合中。
8.根据权利要求6所述的工具，其中，所述多根导线中的每一根都足以从所述电源提供操作所述电子装置所需要的电流到所述电子装置。
9.根据权利要求6所述的工具，其中，在所述成束导线触头和所述电源的电连接处没有机械支撑。
10.根据权利要求6所述的工具，其中，所述电子装置和所述成束导线触头定位于底部钻具组合中。
11.根据权利要求8所述的工具，其中，在所述成束导线触头和所述电源的电连接处没有机械支撑。
12.一种随钻测井测井仪，所述测井仪包括：
底部钻具组合；
电子装置，所述电子装置携载在所述底部钻具组合上；和
成束导线触头，所述成束导线触头提供底部钻具组合处的所述电子装置与电源之间的电连接，所述成束导线触头包括多根导线，所述多根导线中的每一根都具有提供操作所述电子装置所需要的电流的充分性能，
其中：
所述多根导线随机盘绕以像弹簧一样作用以形成所述成束导线触头，成束导线触头在由于热膨胀而产生相对于接触柱相对滑动的同时提供与接触柱的稳固的电连接；且
所述成束导线触头形成为具有减小直径的销端的大致圆柱形形状，成束导线触头部分地设置在形成在第二装置内的电晕屏蔽空腔内，且接触柱具有凹入部分，成束导线触头的销端适于***到所述凹入部分内以形成在成束导线触头的销端与接触柱的凹入部分之间的电接触。
13.根据权利要求12所述的随钻测井测井仪，其中，机械支撑没有设置在所述成束导线触头和所述电源的电连接处。
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