CN103244110B - 带电缆的连续管滚筒装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带电缆的连续管滚筒装置，包括设置于支架上的滚筒，所述滚筒上盘设有连续管，所述连续管内部设置有电缆，所述滚筒的内壁连接有管道，所述管道的一端与连续管的端部连接，所述管道的另一端连接有旋转密封，所述电缆通过管道穿出至旋转密封的外端，所述旋转密封的外端设置有光电滑环，所述光电滑环包括设置于内部的转子部分、以及设置于外围的定子部分，所述电缆与光电滑环的转子部分连接，采用这样的结构，滚筒、滚筒内的管道、连续管以及电缆在同步旋转时，旋转密封和光电滑环不随动旋转，从而让电缆在滚筒旋转的状态下进行信号、动力的实时传输。

Description

带电缆的连续管滚筒装置

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，特别涉及一种带电缆的连续管滚筒装置。

背景技术

连续管作业因具有独特的优势而广泛的被应用于随钻测量和导向钻井，随钻测量和导向钻井需要将大量的井底测量数据传输到地面上，同时也需要将地面的控制信息传输到井下工具以控制钻进方向。若使用井下电机钻井，还需要将电力通过电缆输送到井下电机。这些就需要建立一个井下和地面的信号通道。但现有的连续管通常是缠绕在滚筒上的，滚筒通常的功能是：容纳连续管，在钻井作业时收放连续管和连接连续管和泥浆管道管道。所以要建立通过电缆传输，实现地面和井底的信号通道，电缆必须穿过连续管并通过滚筒才能实现。但钻井作业时，滚筒是不停旋转的，而电缆外部的仪器和装置是不旋转的。所以现在随钻测量和导向钻井大部分并没有使用电缆来传输电力和信号，而是采用泥浆脉冲方式来实现井底和地面信号的传输。但是泥浆脉冲传输的速率较低，实时反应井底情况又有大量的数据需要传输。所以本领域始终在寻求实时快速反应井底信息高速通道的建立。

专利申请号为200820124749.7的中国实用新型专利《一种连续管测井滚筒作业机》公开了一种带电缆的连续管滚筒，包括一个工作滚筒、一个底座、滚筒轴以及排管器。滚筒轴由左半轴和右半轴组成，左半轴和右半轴用螺栓和工作滚筒固定在一起。左半轴和右半轴中心有液体通道，在右半轴的轴端固定有测井用集流滑环，井下测井数据信号能通过集流滑环传出；在左半轴的端部固定有循环管汇。在左半轴与右半轴之间有管汇连接。这个滚筒装置作为测井滚筒只能实现井底数据向上传输的功能，无法向下传输信号和电力；同时泥浆和电缆在滚筒内实现分离难度较大，操作极其不便，不利于电缆外端设备的安装。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种能够使滚筒在旋转状态下、实现动力和信号的实时传输的带电缆的连续管滚筒装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种带电缆的连续管滚筒装置，包括设置于支架上的滚筒，所述滚筒上盘设有连续管，所述连续管内部设置有电缆，所述滚筒的内壁连接有管道，所述管道的一端与连续管的端部连接，所述管道的另一端连接有旋转密封，所述电缆通过管道穿出至旋转密封的外端，所述旋转密封的外端设置有光电滑环，所述光电滑环包括设置于内部的转子部分、以及设置于外围的定子部分，所述电缆与光电滑环的转子部分连接。采用这样的结构，滚筒、滚筒内的管道、连续管以及电缆在同步旋转时，旋转密封和光电滑环不随动旋转，从而让电缆在滚筒旋转的状态下进行信号、动力的实时传输。

优选的，所述旋转密封与光电滑环之间设置有三通管道，所述三通管道的第一开口与旋转密封的外端连接，所述三通管道的第二开口与光电滑环连接，所述三通管道的第三开口连接有泵送装置。采用这样的结构，通过泵送装置将泥浆泵入，泥浆在管道内的高速流动，并依靠泥浆与电缆表面的粘滞力，带动电缆随泥浆流动方向运动，从而将电缆注入连续管。

优选的，所述三通泥浆通道的第一开口和第二开口同轴设置，所述第三开口朝向电缆预设的运动方向设置。

优选的，所述支架上设置有液压马达，所述液压马达通过行星减速机与滚筒相连。

优选的，所述液压马达的驱动端与行星减速机的内轴小齿轮连接，所述行星减速机的外壳与滚筒固定连接。采用这样的结构，通过液压马达通过减速机带动滚筒旋转，将连续管不断地缠绕在滚筒上。

优选的，所述滚筒在靠近旋转密封的一侧通过轴承与支架连接。

优选的，所述管道通过管卡固定于滚筒的内壁。通过这样的方式，保证了管道与滚筒同步转动。

优选的，所述光电滑环的外壳固定连接于光电滑环座上，所述光电滑环的内轴与电缆连接。

优选的，所述管道与光电滑环之间设置有由壬。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：滚筒、滚筒内的管道、连续管以及电缆在同步旋转时，旋转密封和光电滑环不随动旋转，从而让电缆在滚筒旋转的状态下进行信号、动力的实时传输。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的局部结构放大示意图。

图中标记：支架—1；滚筒—2；连续管—3；电缆—4；管道—5；旋转密封—6；光电滑环—7；三通管道—8；泵送装置—9；液压马达—10；行星减速机—11；轴承—12；管卡—13；由壬—14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

如图1和图2所示，本实施例一种带动力信号电缆4的连续管3滚筒装置，包括设置于支架1上的滚筒2，滚筒2上盘设有连续管3，连续管3内部设置有电缆4，滚筒2的内壁固定连接有管道5，管道5的一端与连续管3的端部连接，管道5的另一端连接有旋转密封6，电缆4通过管道5穿出至旋转密封6的外端，旋转密封6内轴和外壳之间装有压紧密封，防止高压泥浆泄漏，同时轴和外壳可以相互旋转，旋转密封6的外端设置有光电滑环7，所述光电滑环7包括设置于内部的转子部分、以及设置于外围的定子部分，所述电缆4与光电滑环7的转子部分连接，光电滑环7外围的定子再用螺栓固定在光电滑环座上，光电滑环7内轴连接动力信号电缆4，同时密封泥浆，防止泥浆泄漏。滚筒2内的管道5、连续管3以及电缆4在同步旋转时，旋转密封6和光电滑环7不随动旋转，从而让电缆4在滚筒2旋转的状态下进行信号、动力的实时传输。

在旋转密封6与光电滑环7之间设置有三通管道8，三通管道8的第一开口与旋转密封6的外端连接，三通管道8的第二开口与光电滑环7连接，三通管道8的第三开口连接有泵送装置9，第三开口是滚筒2上泥浆循环的入口，通过泵送装置9将泥浆泵入，泥浆在管道5内的高速流动，并依靠泥浆与电缆4表面的粘滞力，带动电缆4随泥浆流动方向运动，从而将电缆4注入连续管3。三通泥浆通道的第一开口和第二开口同轴设置，第三开口朝向电缆4预设的运动方向设置，支架1上设置有液压马达10，液压马达10通过行星减速机11与滚筒2相连，液压马达10的驱动端与行星减速机11的内轴小齿轮连接，行星减速机11的外壳与滚筒2固定连接，行星减速机11的行星架通过螺栓固定在支架1上，行星减速机11的行星架外端用螺栓固定液压马达10，通过液压马达10通过减速机带动滚筒2旋转，将连续管3不断地缠绕在滚筒2上，滚筒2在靠近旋转密封6的一侧通过轴承12与支架1连接，管道5通过管卡13固定于滚筒2的内壁，保证了管道5与滚筒2同步转动，光电滑环7的外壳固定连接于光电滑环7座上，光电滑环7的内轴与电缆4连接，管道5与光电滑环7之间设置有由壬14。

图1为整个滚筒装置的剖面图，连续管3假设原来是缠绕存放在另一滚筒2上，将连续管3的末端和滚筒2内部管道5通过由壬14连接好后，液压马达2开始工作，驱动行星减速机11旋转，滚筒2是通过螺栓连接在行星减速机11上的，行星减速机11带动滚筒2旋转，将连续管3不断的缠绕在滚筒2上，连续管3缠绕完成后，将连续管3前端固定在滚筒2边缘上。

工作状态时：滚筒2、滚筒2内管道5、连续管3、滚筒2的连接轴和电缆4旋转，旋转密封6，三通管道8和光电滑环7不旋转。液压马达10驱动行星减速机11，带动滚筒2旋转，缠绕在滚筒2上的连续管3和动力信号电缆4一起旋转。滚筒2右端连接的滚筒连接轴和旋转密封6的轴也随着滚筒2一起旋转。由于旋转密封6的轴和外壳能够相互旋转，所以旋转密封6外壳就不会随动旋转，连接在旋转密封6外壳上的三通管道8和光电滑环7也不旋转。但旋转密封6里边的动力信号电缆4仍在旋转。电缆4连接在光电滑环7的内轴上，内轴旋转，内轴和光电滑环7外壳之间有压力密封，能够在光电滑环7的内轴和外壳相对旋转时起到密封作用，防止泥浆从光电滑环7泄漏。光电滑环7外壳和轴之间还有光电接触滑片，让动力信号电缆4内的动力线、信号线和光纤能够在旋转状态下实现动力和信号的实时传输。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种带电缆的连续管滚筒装置，包括设置于支架上的滚筒，所述滚筒上盘设有连续管，所述连续管内部设置有电缆，其特征在于：所述滚筒的内壁连接有管道，所述管道的一端与所述连续管的端部连接，所述管道的另一端连接有旋转密封，所述电缆通过所述管道穿出至所述旋转密封的外端，所述旋转密封的外端设置有光电滑环，所述光电滑环包括设置于内部的转子部分、以及设置于外围的定子部分，所述电缆与所述光电滑环的转子部分连接；所述旋转密封与所述光电滑环之间设置有三通管道，所述三通管道的第一开口与所述旋转密封的外端连接，所述三通管道的第二开口与所述光电滑环连接，所述三通管道的第三开口连接有泵送装置。

2.根据权利要求1所述的带电缆的连续管滚筒装置，其特征在于：所述三通通道的所述第一开口和所述第二开口同轴设置，所述第三开口朝向所述电缆预设的运动方向设置。

3.根据权利要求2所述的带电缆的连续管滚筒装置，其特征在于：所述支架上设置有液压马达，所述液压马达通过行星减速机与所述滚筒相连。

4.根据权利要求3所述的带电缆的连续管滚筒装置，其特征在于：所述液压马达的驱动端与所述行星减速机的内轴小齿轮连接，所述行星减速机的外壳与所述滚筒固定连接。

5.根据权利要求1至4中任一所述的带电缆的连续管滚筒装置，其特征在于：所述滚筒在靠近所述旋转密封的一侧通过轴承与所述支架连接。

6. 根据权利要求1至4中任一所述的带电缆的连续管滚筒装置，其特征在于：所述管道通过管卡固定于所述滚筒的内壁。

7. 根据权利要求1至4中任一所述的带电缆的连续管滚筒装置，其特征在于：所述光电滑环的外壳固定连接于光电滑环座上，所述光电滑环的内轴与所述电缆连接。

8.根据权利要求1至4中任一所述的带电缆的连续管滚筒装置，其特征在于：所述管道与光电滑环之间设置有由壬。