[发明专利]一种防塑料软化后流动的高温高压密封电连接器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电连接器，尤其涉及一种可安装于石油井下工具，并保护该工具的一种高温高压密封电连接器。

背景技术

在石油钻井和测井领域大量地使用井下工具，其中安装了各种电子元件，以便进行各种信号的传输。随着石油钻井深度的不断增加，已从原来的5千米～6千米深度增加到1万米以上，相应的井下工具所处环境温度和压力也增加到400℉～500℉，25000psi～30000psi。上述电子元件通常为常压下工作，因此必须使用高温高压密封电连接器将上述井下环境的高压与常压有效隔开。此外，还需要从密封的井下环境引线到地面，以提供对井下环境参数的控制和监视，这也需要高温高压密封电连接器。

从上世纪60年代开始，上述高温高压电连接器普遍都使用玻璃-金属封接和陶瓷-金属封接的气密封连接器。但该类连接器存在很多缺点，如零部件加工精度要求高，增加了产品的制造成本；材料热膨胀系数必须匹配，如不匹配则会造成连接器的失效从而导致井下工具出现故障；连接器可靠性低于预期，当陶瓷或玻璃有很小的气孔或缺陷也会造成灾难性的后果。

为了避免传统玻璃-金属或陶瓷-金属密封连接器的上述问题，国外厂家开发了一类采用塑料绝缘体外壳替代金属外壳的注塑类高温高压密封电连接器，即通过在金属导体周围注塑高性能热塑性材料，然后再进行机加得到最终的产品，详见美国专利US 5203723和US 2003/0032339 A1。国内也开发了一种在金属外壳和插针之间注塑高级工程塑料的连接器，见实用新型专利CN 201008041 Y。

如前所述，随着井深的增加，尤其在400℉，25000psi，甚至500℉，30000psi的高温高压环境下，上述注塑类高温高压密封电连接器中涉及的承压塑料部分或者直接发生一定程度的软化变形，或者高温高压液体使塑料产生沿通道的蠕变，从而造成产品接触件与金属外壳之间短路或密封性下降等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防塑料软化后流动的高温高压密封电连接器，利用金属材料制成的法兰和强度较高的绝缘体提高承压能力，引入了金属法兰和绝缘体套筒的承压结构，满足了产品更高温度和更高压力的环境需求，达到甚至超过400℉和25000psi，从而提高了连接器工作的可靠性。

为了达到该目的，所述的密封穿墙电连接器插头采用如下两种技术方案：

一种防塑料软化后流动的高温高压密封电连接器，包含可传输电流的导体插针（11）、绝缘体套筒（14）、金属法兰（13），所述的导体插针（11）穿过绝缘体套筒（14）的内部通道，绝缘体套筒（14）再穿过金属法兰（13）的内部通道，通过模塑方式将塑料绝缘体（12）注塑结合导体插针（11）、金属法兰（13）以及绝缘体套筒（14）为一体，其特征在于：所述的绝缘体套筒（14）的外表面为锥形的第一锥面（142），所述的金属法兰（13）的内部通道为锥形的第二锥面（132），第一锥面（142）和第二锥面（132）的前端为大端且两者相匹配。

优选地，所述的绝缘体套筒（14）采用氧化铝或氧化锆陶瓷材料。

优选地，所述的导体插针（11）上设置有沟槽（111）和插针台阶（112），插针台阶（112）与绝缘体套筒（14）的左端面（141）紧靠在一起。

优选地，所述的绝缘体套筒（14）向前延伸有直身（141），直身（141）为小直径的圆柱体，所述的绝缘体套筒（14）的第一锥面（142）所包围的锥形部分具有截面的直径大于前述圆柱体直径的锥形结构。

优选地，金属法兰（13）的前端增加前嵌入结构（135），后端增加后嵌入结构（136），并加工有圆周沟槽，所述的前嵌入结构（135）所包围的塑料绝缘体（12）的部分,即咬合部（115）设置成高压方向为小端的锥面结构。

优选地，金属法兰（13）的前端增加前嵌入结构（135），后端增加用于与隔离壁螺纹孔旋合的螺纹部（137），所述的前嵌入结构（135）所包围的塑料绝缘体（12）的部分,即咬合部（115）设置成高压方向为小端的锥面结构；所述的绝缘体套筒（14）向后延伸有小直径的圆柱体（143）。

优选地，所述的绝缘体套筒（14）的内部通道与导体插针（11）之间为设置为锥面配合结构，即导体插针（11）设置有第三锥面（114），绝缘体套筒（14）的内部通道设置有第四锥面（144），第三锥面（114）和第四锥面（144）的前端为大端且两者相匹配。