CN102268971B - 电潜泵用电缆穿越式热采井口装置 - Google Patents

Abstract

电潜泵用电缆穿越式热采井口装置，应用于油田稠油热采井并采用电潜泵抽油生产。套管法兰短节的上端接大四通，在大四通连接套管闸阀；在大四通的上端连接一个穿越法兰，穿越法兰的圆柱体上有一个轴向孔，轴向孔下端连接油管悬挂短节；在轴向孔的上端连接管通过法兰连接一个闸板阀、三通、生产闸阀；在穿越法兰的圆柱体上有电缆穿越孔；在穿越法兰的圆柱体上有毛细管穿越孔，毛细管密封穿越器固定在毛细管穿越孔上。效果是：在一件穿越法兰上设置了三条通道，能进行采油生产、为井下电潜泵提供电源、能使毛细管穿越，进行毛细管注入氮气测压；并能使热电偶管穿越进行井下测温。

Description

电潜泵用电缆穿越式热采井口装置

技术领域

本发明涉及油田采油井口装置，特别涉及一种稠油热采井的井口装置，是一种采用注蒸汽并采用电潜泵抽油生产的井口装置。

背景技术

油田常采用电潜泵采油，采用电潜泵采油时，需要将电缆从地面输送到井下，为电潜泵提供电能，电缆必须穿越井口装置。目前，采用电潜泵采油的井口装置结构，主要由套管法兰短节、大四通、穿越电缆、电缆穿越密封器、三通、生产闸阀、闸板阀、油管悬挂短节、穿越法兰、套管闸阀和管挂短节组成。

目前，油田使用的电潜泵采油井口装置满足现场常温电潜泵抽油工艺技术要求，但在应用中存在一些不方便：

1、电缆的密封和提升短节的连接密封均采用多个密封圈通过压板、压盖和螺钉(螺栓栽丝)实现密封，结构较复杂，漏失点多，在稠油高温开采状态下，不太适用；

2、电缆的穿越设计和提升短节等的结构设计，使整套电潜泵采油井口装置在修井等作业中，操作程序多，不方便；

3、整套井口装置的设计没有考虑对井下电潜泵生产进行动态监测，无法掌握井下温压动态，以利于优化电潜泵生产运行参数。

中国专利公开号为：2528924，提供了一种“电潜泵采油井井口装置”。电潜泵供电的电缆从采油树的变径法兰上整体穿出，在电缆出口处采用整体盘根密封，改变了目前电潜泵井口电缆从油管悬挂短节、采油树变径法兰上的三个孔中单独穿出。电潜泵采油井井口装置的采油树与自喷井相同，将采油树的变径法兰电缆出口用丝堵堵死后，可以在自喷井中使用，其耐压等级与电潜泵井口装置本体耐压等级一致。

中国专利公开号为：201699356，提供了一种“一种电缆穿越器”。包括主体和弯插头，主体包括主体壳体和主体导电杆，主体壳体内壁设置有多个沟槽，主体中间设置有主体导电杆，主体导电杆上设置有多个凹槽。该电缆穿越器安装于地面井口装置中，电缆穿越器能承受井内的高压力，高井温；高电压(最高可达5000V)，大电流，并具有耐侯、阻燃、防爆，耐油、水，耐CO₂、H₂S等腐蚀性气体的功能，还采用了橡胶做成“Y”形沟槽的密封结构，有效地提高了动力电缆从井口穿越的密封性能和可靠性，防止了腐蚀性和有害气体的泄漏。

发明内容

本发明的目的是：提供一种电潜泵用电缆穿越式热采井口装置，满足油田高温电潜泵生产工艺技术要求；并且解决井下温度、压力测试毛细管的穿越和密封，实现井下温压测试。

本发明采用的技术方案是：电潜泵用电缆穿越式热采井口装置，主要由套管法兰短节、大四通、穿越法兰、电缆密封穿越器、闸板阀、三通、生产闸阀、毛细管密封穿越器、油管悬挂短节和套管闸阀组成，其特征在于：套管法兰短节是在圆柱体管的上端有法兰，在圆柱体管的下端有套管螺纹，下端能与油井套管连接。在套管法兰短节的上端通过法兰连接大四通，在大四通的两侧通过法兰分别连接一个套管闸阀；在大四通的上端通过法兰连接一个穿越法兰，穿越法兰中部为圆柱体，在穿越法兰的下端有与大四通连接的法兰，在穿越法兰的圆柱体上有一个轴向孔，轴向孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴负方向为50～55mm之间，Y轴方向为0mm，在轴向孔的下端有螺纹连接有一个油管悬挂短节；在轴向孔的上端有连接管，连接管中心线与轴向孔中心线在同一条直线上，连接管与穿越法兰圆柱体连接在一起，在连接管的上端通过法兰连接一个闸板阀；闸板阀的另一连接一个三通，三通的垂直端口通过法兰连接有一个生产闸阀，三通的上部端口固定有盲法兰。在穿越法兰的圆柱体上有一个轴向的电缆穿越孔，轴向的电缆穿越孔为圆形孔，电缆穿越孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴正方向63～68mm，Y轴正方向18～22mm之间，在电缆穿越孔内固定一个电缆穿越器，三芯的电缆能从电缆穿越器穿过将电能输送到井下。在穿越法兰的圆柱体上有一个轴向的毛细管穿越孔，轴向的毛细管穿越孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴正方向28～32mm，Y轴负方向62～68mm之间，在毛细管穿越孔的上端有螺纹，毛细管密封穿越器通过螺纹固定在毛细管穿越孔上，毛细管能从毛细管密封穿越器穿过，将把井下的压力传递到地面。

所述的轴向孔、电缆穿越孔和毛细管穿越孔呈三角形排列。

所述的毛细管密封穿越器包括主体、垫环、V型盘根、压环、六角螺栓和锁紧螺母；圆柱体的主体的下端有外螺纹，能固定在毛细管穿越孔的上端；在主体的上端有有外六方，能打板手旋紧。在主体内有两个平行的阶梯孔，在阶梯孔上部大孔内从下至上有垫环、V型盘根、压环，在阶梯孔有内螺纹，空心的六角螺栓固定在阶梯孔内，六角螺栓的下端压紧在压环上，在六角螺栓上有一个锁紧螺母。毛细管能穿过阶梯孔下部小孔、垫环中心孔、V型盘根中心孔、压环中心孔和六角螺栓中心孔。旋紧六角螺栓，能压缩V型盘根起到密封毛细管的作用。

所述的电缆穿越器包括下螺母、O型密封圈、电缆穿越器壳体和上螺母；电缆穿越器壳体为圆筒状，在电缆穿越器壳体的主体外壁两端分别有环形密封槽，在环形密封槽内有O型密封圈，在电缆穿越器壳体的两端外螺纹，上端螺纹连接有上螺母，下端螺纹连接有下螺母，电缆穿越器插入到电缆穿越孔内，O型密封圈起到密封作用，上螺母和下螺母分别固定在穿越法兰3的圆柱体上下端面上。

本发明的有益效果：本发明电潜泵用电缆穿越式热采井口装置，在一件穿越法兰上设置了三条通道，即设置了采油生产通道，能进行采油生产；另外还有电缆穿越通道，能为井下电潜泵提供电源；还有毛细管穿越通道内有毛细管密封穿越器，毛细管密封穿越器能使一条毛细管穿越，进行毛细管注入氮气测压；另外毛细管密封穿越器能使热电偶管穿越，通过热电偶管能径向井下测温。实现电潜泵采油生产的同时检测井下温度、压力。

结构简单、密封和连接可靠，降低了生产成本，减少作业程序，又减少了密封漏失点。

附图说明

图1是本发明电潜泵用电缆穿越式热采井口装置结构示意图。

图2是毛细管密封穿越器9的结构剖面示意图。

图3是电缆穿越器4的结构示意图。

图4是图3的A-A剖面图。

图5是穿越法兰3的剖面示意图。

图6是图5的B-B剖面图。表示轴向孔、电缆穿越孔和毛细管穿越孔呈三角形排列。

图7是图6的C-C剖面图。表示毛细管密封穿越器9的固定结构。

图中，1-套管法兰短节，2-大四通，3-穿越法兰，4-电缆穿越器，5-电缆，6-闸板阀，7-三通，8-生产闸阀，9-毛细管密封穿越器，10-毛细管，11-油管悬挂短节，12-套管闸阀。41-下螺母，42-O型密封圈，43-电缆穿越器壳体，44-电缆，45-上螺母。91-主体，92-垫环，93-V型盘根，94-压环，95-六角螺栓，96-锁紧螺母。

具体实施方式

实施例1：以一个电潜泵用电缆穿越式热采井口装置为例，对本发明作进一步详细说明。电潜泵用电缆穿越式热采井口装置总高约2190mm。

参阅图1。电潜泵用电缆穿越式热采井口装置，主要由套管法兰短节1、大四通2、穿越法兰3、电缆密封穿越器4、闸板阀6、三通7、生产闸阀8、毛细管密封穿越器9、油管悬挂短节11和套管闸阀12组成。

套管法兰短节1是在圆柱体管的上端有法兰，在圆柱体管的下端有95/8BCSG(外径244.5mm的套管)套管螺纹，下端能与油井95/8BCSG(外径244.5mm的套管)套管连接。在套管法兰短节1的上端通过法兰连接大四通2，在大四通2的两侧通过法兰分别连接一个套管闸阀12。在大四通2的上端通过法兰连接一个穿越法兰3，穿越法兰3中部为圆柱体，在穿越法兰3的下端有与大四通2连接的法兰，在穿越法兰3的圆柱体上有一个直径65mm的轴向孔，轴向孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴负方向为52mm，Y轴方向为0mm，在轴向孔的下端有螺纹连接有一个油管悬挂短节11。在轴向孔的上端有连接管，连接管中心线与轴向孔中心线在同一条直线上，连接管与穿越法兰3圆柱体连接在一起，在连接管的上端通过法兰连接一个闸板阀6。闸板阀6的另一连接一个三通7，三通7的垂直端口通过法兰连接有一个生产闸阀8，三通7的上部端口固定有盲法兰。

在穿越法兰3的圆柱体上有一个轴向的电缆穿越孔，轴向的电缆穿越孔为圆形孔，电缆穿越孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴正方向66mm，Y轴正方向20mm，在电缆穿越孔内固定一个电缆穿越器4，三芯的电缆4能从电缆穿越器4穿过将电能输送到井下。

在穿越法兰3的圆柱体上有一个轴向的毛细管穿越孔，轴向的毛细管穿越孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴正方向30mm，Y轴负方向65mm，在毛细管穿越孔的上端有螺纹。参阅图7。毛细管密封穿越器9通过螺纹固定在毛细管穿越孔上，毛细管10能从毛细管密封穿越器9穿过，将把井下的压力传递到地面。

参阅图6。所述的轴向孔、电缆穿越孔和毛细管穿越孔呈三角形排列。穿越法兰3的圆柱体横剖面，通过圆柱体中心线并在横剖面上作出两条相互垂直中心线，一条为Y轴，一条为X轴。圆柱体下部法兰的外径470mm，中部圆柱体外径298.5mm。在圆柱体上开有三个通孔，其中一个内径65mm的轴向孔为生产通道。电缆穿越孔内径为63.5mm。毛细管穿越孔内径为52mm。

参阅图2。所述的毛细管密封穿越器9包括主体91、垫环92、V型盘根93、压环94、六角螺栓95和锁紧螺母96。上端外径70mm、中部外径60.3mm的圆柱体的主体91的下端有23/8TBG油管外螺纹，能固定在毛细管穿越孔的上端；在主体91的上端有有外六方，能打板手旋紧。在主体91内有两个平行的阶梯孔，在阶梯孔上部14mm大孔内，从下至上有垫环92、V型盘根93、压环94，在阶梯孔有内螺纹，空心的六角螺栓95固定在阶梯孔内，六角螺栓95的下端压紧在压环94上，在六角螺栓95上有一个锁紧螺母96。毛细管能穿过阶梯孔下部小孔、垫环92中心孔、V型盘根93中心孔、压环94中心孔和六角螺栓95中心孔。旋紧六角螺栓95，能压缩V型盘根93起到密封毛细管的作用。

参阅图2。所述的电缆穿越器4包括下螺母41、O型密封圈42、电缆穿越器壳体43和上螺母45。电缆穿越器壳体43为63.5mm圆筒状，在电缆穿越器壳体43的主体外壁两端分别有环形密封槽，在环形密封槽内有O型密封圈42，在电缆穿越器壳体43的两端外螺纹，上端螺纹连接有上螺母45，下端螺纹连接有下螺母41。参阅图5。电缆穿越器4插入到电缆穿越孔内，O型密封圈42起到密封作用，上螺母45和下螺母41分别固定在穿越法兰3的圆柱体上下端面上。

Claims (2)

1.一种电潜泵用电缆穿越式热采井口装置，主要由套管法兰短节(1)、大四通(2)、穿越法兰(3)、电缆密封穿越器(4)、闸板阀(6)、三通(7)、生产闸阀(8)、毛细管密封穿越器(9)、油管悬挂短节(11)和套管闸阀(12)组成，其特征在于：套管法兰短节(1)是在圆柱体管的上端有法兰，在圆柱体管的下端有套管螺纹；在套管法兰短节(1)的上端通过法兰连接大四通(2)，在大四通(2)的两侧通过法兰分别连接一个套管闸阀(12)；在大四通(2)的上端通过法兰连接一个穿越法兰(3)，穿越法兰(3)中部为圆柱体，在穿越法兰(3)的下端有与大四通(2)连接的法兰，在穿越法兰(3)的圆柱体上有一个轴向孔，轴向孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴负方向为50～55mm之间，Y轴方向为0mm，在轴向孔的下端有螺纹连接有一个油管悬挂短节(11)；在轴向孔的上端有连接管，连接管中心线与轴向孔中心线在同一条直线上，连接管与穿越法兰(3)圆柱体连接在一起，在连接管的上端通过法兰连接一个闸板阀(6)；闸板阀(6)的另一端连接一个三通(7)，三通(7)的垂直端口通过法兰连接有一个生产闸阀(8)，三通(7)的上部端口固定有盲法兰；在穿越法兰(3)的圆柱体上有一个轴向的电缆穿越孔，轴向的电缆穿越孔为圆形孔，电缆穿越孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴正方向63～68mm，Y轴正方向18～22mm之间，在电缆穿越孔内固定一个电缆密封穿越器(4)；在穿越法兰(3)的圆柱体上有一个轴向的毛细管穿越孔，轴向的毛细管穿越孔的中心线与圆柱体中心线的距离在X轴正方向28～32mm，Y轴负方向62～68 mm之间，在毛细管穿越孔的上端有螺纹，毛细管密封穿越器(9)通过螺纹固定在毛细管穿越孔上；

所述的轴向孔、电缆穿越孔和毛细管穿越孔呈三角形排列；

所述的毛细管密封穿越器(9)包括主体(91)、垫环(92)、V型盘根(93)、压环(94)、六角螺栓(95)和锁紧螺母(96)；圆柱体形状的上述主体(91)的下端有外螺纹；在主体(91)的上端有外六方；在主体(91)内有两个平行的阶梯孔，在阶梯孔上部大孔内从下至上有垫环(92)、V型盘根(93)、压环(94)，在阶梯孔有内螺纹，空心的六角螺栓(95)固定在阶梯孔内，六角螺栓(95)的下端压紧在压环(94)上，在六角螺栓(95)上有一个锁紧螺母(96)。

2.根据权利要求1所述的电潜泵用电缆穿越式热采井口装置，其特征是：所述的电缆密封穿越器(4)包括下螺母(41)、O型密封圈(42)、电缆密封穿越器壳体(43)和上螺母(45)；电缆密封穿越器壳体(43)为圆筒状，在电缆密封穿越器壳体(43)的主体外壁两端分别有环形密封槽，在环形密封槽内有O型密封圈(42)，在电缆密封穿越器壳体(43)的两端外螺纹，上端螺纹连接有上螺母(45)，下端螺纹连接有下螺母(41)，电缆密封穿越器(4)插入到电缆穿越孔内，上螺母(45)和下螺母(41)分别固定在穿越法兰(3)的圆柱体上下端面上。

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