一种高温高压连接器的浮动式接触件的制作方法

本发明涉及电连接器技术领域，尤其是一种高温高压连接器的浮动式接触件。

背景技术：

在石油勘探领域，随钻测井技术的普及，钻杆头部的信号测量及传输起到关键作用，现有技术位于钻杆头部的用于信号测量及传输的连接器通常工作在高温、高压的环境下；此外，石油钻井的过程中，钻头的快速旋转及切削使钻杆产生剧烈的振动，振动对钻杆内部信号测量及传输的连接器的影响也是不可忽略的。存在的问题是，处于高温、高压及振动工况下的连接器，由于接触件设计的缺陷，导致所传递的信号经常出现瞬断现象，影响测量信号的测量及传输，究其原因，其一，是金属接触件的柱接端与对接件的孔接端装配同轴度差，使得金属接触件的柱接端与对接件的孔接端接触面积减小，其二，金属接触件在外壳内的轴向间隙大，其三，对接后金属接触件的柱接端与对接件的孔接端之间不存在相对转动，在高温、高压及振动工况下，造成的后果是：其一，造成柱接端与对接件的孔接端接触面变化，易产生虚接现象，其二，由于金属接触件与对接件的孔接端固有频率不同，使得金属接触件与对接件的孔接端在外壳内产生各自的振动频率，柱接端与对接件的孔接端接触稳定性下降，其三，在高温高压的振动工况下，连接器的金属接触件与其对接件的孔接端之间存在小幅度的径向相对运动，由于金属接触件与外壳固定，不能相对转动，柱接端与对接件的孔接端之间几乎处于点或线接触，这样，在经过一段时间的磨合后，金属接触件表面的镀层被磨损，露出金属接触件的铜质底材，而在高温情况下，这些微小的磨粒及露出的底材很快被氧化，形成一层致密的不导电的氧化铜附着在接触件的表面导致金属接触件与对接件的孔接端接触不良，从而造成振动的过程中出现信号瞬断现象。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种高温高压连接器的浮动式接触件，本发明采用金属接触件的锥面与外壳的锥孔配合，提高了金属接触件在外壳内的装配同轴度差；采用金属锁紧环与金属接触件的环槽及外壳的凹槽之间的配合，控制了金属接触件在外壳内轴向间隙，且保留了金属接触件在外壳内自由转动的空间。本发明适用于高温高压及振动工况下工作，具有结构简单、外形尺寸小、工作可靠性高的优点。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种高温高压连接器的浮动式接触件，其特点包括金属接触件、外壳及金属锁紧环，所述金属接触件为外径上设有锥面、环槽及台阶的柱状体，柱状体的一端为设有球头的柱接端、另一端为设有焊杯的接线端，外壳为设有对接件腔及接触件腔的空心柱状件，其接触件腔的内径依次设有与金属接触件的锥面、环槽及台阶对应的锥孔、凹槽及止口，金属锁紧环是内孔为柱面、外圆为锥面的开口圆环；所述金属接触件的柱接端设于外壳的对接件腔内，且金属接触件的锥面及台阶与外壳的锥孔及止口配合，金属锁紧环设于金属接触件的环槽与外壳的凹槽之间。

本发明采用金属接触件的锥面与外壳的锥孔配合，提高了金属接触件在外壳内的装配同轴度差，采用金属锁紧环与金属接触件的环槽及外壳的凹槽之间的配合，控制了金属接触件在外壳内轴向间隙，且保留了金属接触件在外壳内自由转动的空间，本发明适用于高温高压及振动工况下工作，具有结构简单、外形尺寸小、工作可靠性高的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明金属锁紧环的结构示意图；

图3为本发明的使用状态示意图。

具体实施方式

参阅图1、图2，本发明包括金属接触件1、外壳2及金属锁紧环3，所述金属接触件1为外径上设有锥面11、环槽12及台阶13的柱状体，柱状体的一端为设有球头14的柱接端、另一端为设有焊杯15的接线端，外壳2为设有对接件腔21及接触件腔22的空心柱状件，其接触件腔22的内径依次设有与金属接触件1的锥面11、环槽12及台阶13对应的锥孔、凹槽及止口，金属锁紧环3是内孔为柱面、外圆为锥面的开口圆环；所述金属接触件1的柱接端14设于外壳2的对接件腔21内，且金属接触件1的锥面11及台阶13与外壳2的锥孔及止口配合，金属锁紧环3设于金属接触件1的环槽12与外壳）的凹槽之间。

本发明实施例：

a)、本发明的应用场合：

在石油随钻测井场合，井下钻头部位的工作处于高压、高温及振动的环境下，本发明为设于井下钻头部位用于信号测量及传输的连接器，本发明适用于在此种极端环境下实现可靠的工作。

b)、本发明的安装：

参阅图1、图2，本发明安装时，首先将金属锁紧环3装入金属接触件1的环槽12内，并使金属锁紧环3锥面的小头朝向柱接端14；然后将金属接触件1连同金属锁紧环3由外壳2的接触件腔22逐渐插入，直至金属锁紧环3落入外壳2的凹槽内，装配完成后，允许金属接触件1在外壳2内转动，而金属接触件1的台阶13与外壳2的止口及金属锁紧环3限定了金属接触件1的轴向移动。

c)、本发明的工作过程：

参阅图1、图2、图3，工作中，外壳2通过螺纹与安装板固定，在金属接触件1接线端的焊杯15上焊接线缆，在对接件的孔接端4上焊接另一线缆，并将对接件的孔接端4由金属接触件1球头14插向柱接端；在对接件的孔接端4与本发明的插拔过程中，由于金属接触件1的台阶13与外壳2的止口及金属锁紧环3限定了金属接触件1）的轴向移动，且外壳2通过螺纹与安装板固定的，所以对接件的孔接端4可以在金属接触件1上自如插拔，实现井下钻头部位的连接器达到信号测量及传输的目的。

为提高金属接1柱接端14与对接件的孔接端4的装配同轴度，本发明从解决金属接触件1）与外壳2的装配同轴度入手，本发明在金属接触件1外径上设置了锥面11，外壳2上设置了对应的锥孔，当金属接触件1与外壳2装配时，金属接触件1的锥面11与外壳2的锥孔起到了自动对中的作用，提高了金属接触件1与外壳2的装配同轴度，同时也提高了金属接触件1的柱接端14与对接件的孔接端4的装配同轴度，由于金属接触件1的柱接端14与对接件的孔接端4的装配同轴度的提高，使得金属接触件1的柱接端14与对接件的孔接端4在工作过程中保持接触良好，消除了虚接现象。

本发明在金属接触件1及外壳2之间设置了金属锁紧环3，由于金属接触件1的台阶13与外壳2止口的作用，又由于设于金属接触件1的环槽12与外壳2的凹槽之间的金属锁紧环3的作用，限定了金属接触件1在外壳2内的的轴向移动，在振动环境下，金属接触件1的柱接端14与对接件的孔接端4处于同一振动频率下，工作过程中能始终保持良好的接触，明显提高了金属接触件1柱接端14与对接件的孔接端4的接触稳定性。

在高温振动的工况下，连接在对接件的孔接端4的线缆难免会产生相对扭曲，此时，金属接触件1会跟随对接件的孔接端4转动，释放掉产生的扭曲力，如此一来，本发明金属接触件1的柱接端14与对接件的孔接端4可在360°的范围内均匀接触，金属接触件1的柱接端14与对接件的孔接端4之间的接触面不会因扭曲而发生点或线接触，避免了金属接触件1的局部过度磨损和产生氧化层，解决了信号瞬断的难题。