專利名稱：一種用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電設(shè)備開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體介紹一種用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行深井鉆探的過程中，鉆桿筒體內(nèi)的電子設(shè)備都需要配備相應(yīng)的控制開關(guān)， 以控制各個設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有的控制開關(guān)通常是采用傳統(tǒng)的電源開關(guān)或隔離開關(guān)，但是， 由于鉆井的直徑非常小，而且在深井內(nèi)充滿了泥漿和碎石，并伴隨著高溫、高壓和強(qiáng)烈的振動，在這種環(huán)境中，普通控制開關(guān)的安全性難以得到保障，很容易發(fā)生故障，在巨大的壓力作用下難以持續(xù)穩(wěn)定可靠的工作，導(dǎo)致使用壽命較短。同時，由于礦井深度很大，要想有效控制鉆井內(nèi)設(shè)備，控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得也較為復(fù)雜，這進(jìn)一步影響了開關(guān)工作時的穩(wěn)定性，一旦出現(xiàn)故障將難以及時解決。目前市面上還沒有一種專門用于深井鉆探的壓力開關(guān)， 這也是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有開關(guān)器件在深井中使用時可靠性差、安全性較低的問題，而提供一種能夠在高溫、高壓、強(qiáng)震動環(huán)境下可靠工作的深井壓力開關(guān)。本發(fā)明的技術(shù)方案一種用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)，包括筒體；其特征在于，在筒體內(nèi)設(shè)置有輸入電極和輸出電極；輸入電極一端的側(cè)面內(nèi)凹形成環(huán)槽，與筒體內(nèi)壁螺紋連接的定位螺母套在輸入電極的環(huán)槽上，定位螺母的一端與輸入電極抵緊，定位螺母的另一端與連接在輸入電極上的鎖緊螺母抵緊；在輸入電極的另一端設(shè)有用于連接彈性接觸頭的接觸孔，所述彈性接觸頭安裝在軸心的一端并與套在軸心上的輸出電極保持接觸，軸心的另一端穿過筒體后固定在膜片彈簧上，所述膜片彈簧通過支撐盤固定在筒體上， 在支撐盤的端面設(shè)有凹槽，支撐盤上的凹槽在安裝膜片彈簧后形成密封的空腔；在軸心上還套有絕緣螺母，所述絕緣螺母設(shè)于輸出電極和膜片彈簧之間并與筒體間隙配合；膜片彈簧在受壓時發(fā)生形變并向所述密封的空腔內(nèi)凹陷，軸心在膜片彈簧帶動下推動彈性接觸頭卡入接觸孔內(nèi)并使得輸入電極和輸出電極導(dǎo)通。本發(fā)明中，輸入電極、輸出電極和彈性接觸頭均為導(dǎo)體，絕緣螺母和軸心由絕緣材料制成，彈性接觸頭具有一定的彈性并能在壓力作用下卡入輸入電極的接觸孔內(nèi)，這里絕緣螺母的作用在于將輸出電極與膜片彈簧和筒體隔離開，避免短路。本發(fā)明的壓力開關(guān)工作時，借助深井內(nèi)產(chǎn)生的高壓，使膜片彈簧在高壓的擠壓作用下發(fā)生形變，向空腔內(nèi)側(cè)凹陷，這里空腔的深度在設(shè)計(jì)時要求能夠滿足膜片彈簧的形變量的需求；由于軸心是固定在膜片彈簧上，因此軸心將隨著膜片彈簧的內(nèi)凹向內(nèi)側(cè)移動，安裝在軸心內(nèi)側(cè)端頭上的彈性接觸頭被壓入到輸入電極的接觸孔內(nèi)，這樣，輸入電極通過彈性接觸頭與輸出電極導(dǎo)通，相應(yīng)的設(shè)備通電啟動。進(jìn)一步的技術(shù)方案，在筒體的側(cè)面設(shè)有圓形凹槽，所述支撐盤、膜片彈簧以及軸心均安裝于筒體的圓形凹槽內(nèi)。通過設(shè)置圓形凹槽，可以使得壓力開關(guān)的各個部件均位于該凹槽內(nèi)，這樣能有效的避免壓力開關(guān)與深井的井壁接觸，保護(hù)開關(guān)不被損壞。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述膜片彈簧和支撐盤重疊且通過螺釘固定在筒體上，支撐盤與筒體和膜片彈簧之間均密封配合。支撐盤和膜片彈簧在安裝時各個密封面均需進(jìn)行緊密靜密封處理，以防止深井中泥漿混入到筒體內(nèi)，有利于提高設(shè)備可靠性。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果
1、可靠性好本發(fā)明的壓力開關(guān)利用深井壓力作為開關(guān)連接的動力，并采用具有彈性和復(fù)位功能的膜片彈簧結(jié)構(gòu)來作為動力牽引，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)的自動啟停，并且由于膜片彈簧和支撐盤良好的密封阻隔作用，使得壓力開關(guān)能在較惡劣環(huán)境下正常、穩(wěn)定工作。2、安全性好本發(fā)明中由于輸入電極和輸出電極之間是通過彈性接觸頭進(jìn)行連接，而彈性接觸頭又是由膜片彈簧來控制連接或斷開，因此電極之間的導(dǎo)通是與深井內(nèi)壓力相匹配的，即能夠?qū)崿F(xiàn)在達(dá)到壓力值時電路自動導(dǎo)通，當(dāng)壓力減小后自動斷電，從而提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性。3、結(jié)構(gòu)簡單本發(fā)明的壓力開關(guān)由于可直接安裝在鉆桿內(nèi)并隨鉆桿深入鉆井，因此結(jié)構(gòu)大大簡化，采用的零部件更少，安裝也更方便。


圖1為本發(fā)明深井壓力開關(guān)的外部結(jié)構(gòu)圖； 圖2為圖1的A-A剖視圖3為圖IWB-B剖視圖。圖中，1一筒體，2—輸入電極，3—輸出電極，4一環(huán)槽，5—定位螺母，6—鎖緊螺母， 7—彈性接觸頭，8—接觸孔，9 一軸心，10—膜片彈簧，11 一支撐盤，12 —空腔，13—絕緣螺母，14一螺釘，15—螺母，1 6 一墊圈。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1、圖2和圖3所示，一種用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)，它包括設(shè)于筒體 1內(nèi)的輸入電極2和輸出電極3，這里筒體1是現(xiàn)有的鉆桿筒體，通常為圓筒形狀，可以為多節(jié)結(jié)構(gòu)，在筒體1內(nèi)安裝有電機(jī)、檢測儀等各種設(shè)備，本發(fā)明的壓力開關(guān)也是安裝在筒體1 內(nèi)。輸入電極2為圓柱形并在筒體內(nèi)沿軸向設(shè)置，輸出電極3為塊狀，在安裝時，輸入電極2 和輸出電極3分別與電源線連接。輸入電極2 —端的側(cè)面向內(nèi)凹陷形成一個圓環(huán)形狀的環(huán)槽4，輸入電極2上環(huán)槽4所在一側(cè)的直徑要小于另一側(cè)的直徑，與筒體1內(nèi)壁螺紋連接的定位螺母5套在輸入電極2的環(huán)槽4上，定位螺母5的一端與輸入電極2抵緊，定位螺母5 的另一端與螺紋連接在輸入電極2上的鎖緊螺母6抵緊；這里定位螺母5的作用在于限制輸入電極2向上端移動，鎖緊螺母6的作用在于限制輸入電極2向下移動，從而達(dá)到對輸入電極2定位的目的。在輸入電極2的另一端設(shè)有用于連接彈性接觸頭7的接觸孔8，接觸孔 8橫向設(shè)置，所述彈性接觸頭7安裝在軸心9的一端并與套在軸心9上的輸出電極3保持接觸，軸心9為一根柱狀的軸并采用絕緣材料制成，軸心9的另一端穿過筒體1后固定在膜片彈簧10上，所述膜片彈簧10通過支撐盤11固定在筒體1外壁上，在筒體1的側(cè)面設(shè)有圓形凹槽，所述支撐盤11、膜片彈簧10以及軸心9均安裝于筒體1的圓形凹槽內(nèi)。在支撐盤11的端面設(shè)有凹槽，支撐盤上的凹槽在安裝膜片彈簧10后形成密封的空腔12。本發(fā)明中，膜片彈簧10和支撐盤11均為圓盤形狀并重疊，膜片彈簧10通過螺釘14固定在筒體1 上，軸心9依次穿過膜片彈簧10和支撐盤11后由螺母1 5緊固，為保護(hù)膜片彈簧1 0，在膜片彈簧1 O和螺母1 5之間還設(shè)置有墊圈1 6。為方便軸心滑動以及防止電路短路，在軸心9的中部還套有絕緣螺母13，所述絕緣螺母13設(shè)于輸出電極3和膜片彈簧10之間并與筒體1間隙配合。膜片彈簧10在受壓時發(fā)生形變并向所述密封的空腔12內(nèi)凹陷，軸心 9在膜片彈簧10帶動下推動彈性接觸頭7卡入接觸孔8內(nèi)并使得輸入電極2和輸出電極3 導(dǎo)通。工作原理參見圖2和圖3，當(dāng)筒體1深入到深井中時，隨著礦井深度的增加，井內(nèi)的氣體或泥水等對筒體表面的壓力也增大，當(dāng)位于筒體1表面的膜片彈簧10受到的壓力足夠大時，膜片彈簧10的中部將產(chǎn)生形變并向空腔12內(nèi)凹陷，這時固定連接在膜片彈簧10 上的軸心9被向內(nèi)側(cè)推動；由于絕緣螺母13的絕緣作用，軸心9在移動過程中安裝在軸心上的輸出電極3不會與筒體1接觸從而具有較好的絕緣效果；在軸心9的推動下，彈性接觸頭7卡入到接觸孔8內(nèi)，這時輸入電極2和輸出電極3通過彈性接觸頭7導(dǎo)通，整個電路通 H1^ ο當(dāng)筒體1工作完畢上升時，隨著高度的上升井內(nèi)壓力減小，膜片彈簧10外側(cè)受到的壓力減小，膜片彈簧10將自動復(fù)位，即其中部變形部分向外側(cè)移動到原來的位置，這時軸心9被帶動向外拉出，彈性接觸頭7脫出接觸孔8，輸入電極2與輸出電極3分離，電路中斷，
最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡管申請人參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)，包括筒體(1)；其特征在于，在筒體(1)內(nèi)設(shè)置有輸入電極(2)和輸出電極(3)；輸入電極(2)—端的側(cè)面內(nèi)凹形成環(huán)槽(4)，與筒體 (1)內(nèi)壁螺紋連接的定位螺母(5)套在輸入電極(2)的環(huán)槽(4)上，定位螺母(5)的一端與輸入電極(2)抵緊，定位螺母(5)的另一端與連接在輸入電極(2)上的鎖緊螺母(6)抵緊； 在輸入電極(2)的另一端設(shè)有用于連接彈性接觸頭(7)的接觸孔(8)，所述彈性接觸頭(7) 安裝在軸心(9)的一端并與套在軸心(9)上的輸出電極(3)保持接觸，軸心(9)的另一端穿過筒體(1)后固定在膜片彈簧(10)上，所述膜片彈簧(10)通過支撐盤(11)固定在筒體(1) 上，在支撐盤(11)的端面設(shè)有凹槽，支撐盤上的凹槽在安裝膜片彈簧(10)后形成密封的空腔(12)；在軸心(9)上還套有絕緣螺母(13)，所述絕緣螺母(13)設(shè)于輸出電極(3)和膜片彈簧(10)之間并與筒體(1)間隙配合；膜片彈簧(10)在受壓時發(fā)生形變并向所述密封的空腔(12)內(nèi)凹陷，軸心(9)在膜片彈簧(10)帶動下推動彈性接觸頭(7)卡入接觸孔(8)內(nèi)并使得輸入電極(2)和輸出電極(3)導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)，其特征在于，在筒體(1) 的側(cè)面設(shè)有圓形凹槽，所述支撐盤(11)、膜片彈簧(10)以及軸心(9)均安裝于筒體(1)的圓形凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)，其特征在于，所述膜片彈簧(10)和支撐盤(11)重疊且通過螺釘(14)固定在筒體(1)上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于高溫高壓環(huán)境的深井壓力開關(guān)，它包括筒體內(nèi)的輸入電極和輸出電極；輸入電極一端形成環(huán)槽，與筒體內(nèi)壁螺紋連接的定位螺母套在環(huán)槽上，定位螺母的一端與輸入電極抵緊，另一端與輸入電極上的鎖緊螺母抵緊；輸入電極另一端設(shè)有接觸孔，彈性接觸頭安裝在軸心上并與輸出電極保持接觸，軸心另一端穿過筒體后固定在膜片彈簧上，膜片彈簧通過支撐盤固定在筒體上，在膜片彈簧和支撐盤之間形成密封的空腔；在軸心上套有絕緣螺母，絕緣螺母設(shè)于輸出電極和膜片彈簧之間并與筒體間隙配合。本發(fā)明的壓力開關(guān)可靠性好、安全性好，結(jié)構(gòu)簡單，安裝也很方便。
文檔編號H01H35/34GK102543570SQ20121001551
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者趙巧宏 申請人:重慶生普石油設(shè)備制造有限公司