CN106150394B - 一种井下油管内电缆对接装置 - Google Patents

一种井下油管内电缆对接装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种井下油管内电缆对接装置，包括设于井上的母接头和设于井下的公接头，所述母接头上端与电缆连接，所述公接头与井下测试仪器连接，所述母接头和公接头对接后形成电连接，且对接后有流体通道。本发明可以实现在油管内将地面电缆与井下仪器相连，不仅可以为井下仪器供电，也可以实现信息的传输；该电缆对接方式与传统的油管外电缆相比具有施工方便、成本低廉的特点；与电缆相连的母接头可以重复使用，能够通过上提电缆使母接头和公接头脱开，检修后可以再次与井下的公接头对接。

Description

一种井下油管内电缆对接装置
技术领域
本发明属于石油开发技术领域，具体涉及一种井下油管内电缆对接装置。
背景技术
在石油开采过程中，需要对井下的地层压力、温度、流量等信息进行采集，并将采集的信息传输到地面。
传统的技术采用井下采集并存储相关信息，经过一段时间后通过工具将其打捞到地面进行读取。这种技术存在信息获取不具有实时性的问题，另外还需要投放和打捞等工程作业，不符合油井生产信息化的要求。另外应用较为广泛的油管外井下电缆供电和通信技术，该技术需要特殊的电缆保护附件和过电缆封隔器等工具，系统成本昂贵，在低产井上无法推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有井下长期监测仪器供电和信息传输装置存在的成本高、实时传输困难的问题。
为此，本发明提供了一种井下油管内电缆对接装置，包括设于井上的母接头和设于井下的公接头，所述母接头上端与电缆连接，所述公接头与井下测试仪器连接，所述母接头和公接头对接后形成电连接，且对接后有流体通道。
所述公接头包括从上至下依次连接的上接头、外壳、下接头，所述外壳内设有电器腔，所述上接头、下接头均为空腔结构，电器腔内壁与外壳之间设有电器座；
所述电器腔内设有与轴向平行的公触头导体，公触头导体的外部有公触头绝缘体，所述公触头导体下端连有第一导线。
所述母接头包括本体，设于本体上端的电缆头、设于本体下端的触头座以及设于触头座下端的导向管，所述本体、触头座均是中空结构，所述触头座内外壁之间设有环形空间，环形空间内设有导电触点，本体内设有第二导线，所述电缆穿过电缆头与第二导线一端连接，第二导线另一端与导电触点连接；
所述本体上设有导向块，所述本体上部设有上过流口，所述导向管下部设有下过流口。
所述外壳内设有导向槽体，位于电器腔上方，所述导向槽体为空腔结构，导向槽体的空腔半径大于电器腔的空腔半径，所述导向槽体的内壁设有导向槽，该导向槽与母接头本体上的导向块匹配，所述导向槽体和电器腔的相接处设有与轴向平行的公触头导体。
所述触头座内外壁之间设有环形空间，该环形空间内有轴向设置的绝缘套，所述绝缘套内设有导电弹簧、与导电弹簧下端连接的导电触点，所述导电弹簧上端与第二导线另一端连接，所述绝缘套下部套有密封圈，底端设有密封膜，所述导向管的外径不大公接头外壳内的电器腔的空腔半径。
所述母接头包括本体，设于本体上端的电缆头、设于本体下端的触头座以及设于触头座下端的导向管，所述本体、触头座均是中空结构，所述触头座内外壁之间设有环形空间，环形空间内设有导电触点；
所述导电触点与公触头导体数目相同，所述母接头和公接头通过导电触点与公触头导体电连接后对接。
所述电缆头与本体之间设有接头，所述接头与电缆头、本体均螺纹连接。
本发明的有益效果是：
1、可以实现在油管内将地面电缆线与井下仪器相连，不仅可以为井下仪器供电，也可以实现信息的传输；
2、该电缆对接方式与传统的油管外电缆相比具有施工方便、成本低廉的特点；
3、与电缆相连的母接头可以重复使用，能够通过上提电缆使母接头和公接头脱开，检修后可以再次与井下的公接头对接。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是公接头的结构示意图；
图2是图1中A-A截面图；
图3是母接头的结构示意图；
图4是公接头与母接头对接后的结构示意图；
图5是图4中 I处放大图；
图6图4中 B-B截面图。
图中：1、上接头；2、导向槽；3、外壳；4、导向槽体；5、公触头导体；6、公触头绝缘体；7、电器腔；8、第一导线；9、电器座；10、下接头；11、电缆；12、电缆头；13、接头；14、上过流口；15、本体；16、弹簧；17、导向块；18、第二导线；19、触头座；20、导电弹簧；21、导电触点；22、绝缘套；23、密封圈；24、密封膜；25、导向管；26、下过流口。
具体实施方式
实施例1：
本实施例针对现有井下长期监测仪器供电和信息传输装置存在的成本高、实时传输困难的不足，提供了一种井下油管内电缆对接装置，包括设于井上的母接头和设于井下的公接头，所述母接头上端与电缆11连接，所述公接头与井下测试仪器连接，所述母接头和公接头对接后形成电连接，且对接后有流体通道。
在工程应用时，首先在地面上将公接头与井下使用的测试仪器连接，并将测试仪器的电缆11与导线相连，之后将公接头与油管相连下入井内预定位置，然后将母接头与电缆11车的电缆11相连，母接头由电缆11牵引下入井内，并坐落在井内的公接头上，公触头导体5与母接头电连接接触，此时地面与井下测试仪器通过公接头和母接头的对接实现电连通，从而可以为井下测试仪器供电，也可以实现井下信号的上传。
公接头和母接头对接后，流体通过流体通道实现上下流动，如为注水提供过流通道等。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种井下油管内电缆对接装置，所述公接头包括从上至下依次连接的上接头1、外壳3、下接头10，所述外壳3内设有电器腔7，所述上接头1、下接头10均为空腔结构，电器腔7内壁与外壳3之间设有电器座9；
所述电器腔7内设有与轴向平行的公触头导体5，公触头导体5的外部有公触头绝缘体6，所述公触头导体5下端连有第一导线8。
其中，上接头1、下接头10用于和油管连接，电器腔7内固定有电器座9，给井下测试仪器提供电源和信息传输通道，电器腔7内用于安装井下的测试仪器，第一导线8一端与测试仪器电缆连接。
母接头包括本体15，设于本体15上端的电缆头12、设于本体15下端的触头座19以及设于触头座19下端的导向管25，所述本体15、触头座19均是中空结构，所述触头座19内设有导电触点21，本体15内设有第二导线18，所述电缆11穿过电缆头12与第二导线18一端连接，第二导线18另一端与导电触点21连接；
本体15上设有导向块17，所述本体15上部设有上过流口14，所述导向管25下部设有下过流口26。其中，导向块17上有弹簧16。
将电缆11与电缆头12固定，电缆11的另一端是工程绞车。通过地面绞车控制母接头下入井内油管中，并与井下的公接头对接。当母接头与公接头接近时，公触头导体5对准导电触点21，继续下方电缆11，公触头导体5与母接头上的导电触点21接触，形成电连接。
实施例3：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种井下油管内电缆对接装置，所述外壳3内设有导向槽体4，位于电器腔7上方，所述导向槽体4为空腔结构，导向槽体4的空腔半径大于电器腔7的空腔半径，所述导向槽体4的内壁设有导向槽2，该导向槽2与导向块17配合使用，所述导向槽体4和电器腔7的相接处设有与轴向平行的公触头导体5。公接头结构如图1、图2所示。
导向槽体4上加工有导向槽2，对接时导向块17沿导向槽2滑进，保证公触头导体5和母接头上的导电触点21对准接触。
本实施例中，触头座19内外壁之间设有环形空间，该环形空间内有轴向设置的绝缘套22，所述绝缘套22内设有导电弹簧20、与导电弹簧20下端连接的导电触点21，所述导电弹簧20上端与第二导线18另一端连接，所述绝缘套22下部套有密封圈23，底端设有密封膜24，所述导向管25的外径不大于电器腔7的空腔半径。母接头结构如图3所示。
当母接头与公接头接近时，母接头的导向块17进入公接头的导向槽2中，使得公触头导体5能够对准导电触点21，继续下方电缆11，公触头导体5刺破母接头下端的密封膜24，插入到母接头的绝缘套22内部，保证良好密封；通过密封圈23，公触头导体5与母接头上的导电触点21接触，形成电连接。通过以上的电缆11对接，就可以通过电缆11实现井下仪器与地面的有线通讯，同时也可以为井下仪器供电。连接后的结构如附图4、图5、图6所示。
公接头和母接头对接后，由本体15上的过流口、导向管25的内腔和导流口形成过流通道，允许流体的上下流动，如为注水提供过流通道等。
如果需要取出母接头，可以在井口用绞车上提电缆11实现公接头和母接头的分离，取出后的母接头可以重复使用。
本发明中导电触点21与公触头导体5数目相同，所述母接头和公接头通过导电触点21与公触头导体5电连接后对接。公接头和母接头对接后，由本体15上的上过流口14、导向管25的内腔和下过流口26形成过流通道，允许流体的上下流动。
所述电缆头12与本体15之间设有接头13，所述接头13与电缆头12、本体15均螺纹连接。
综上所述，本发明可以实现在油管内将地面电缆11与井下仪器相连，不仅可以为井下仪器供电，也可以实现信息的传输；该电缆11对接方式与传统的油管外电缆11相比具有施工方便、成本低廉的特点；与电缆11相连的母接头可以重复使用，能够通过上提电缆11使母接头和公接头脱开，检修后可以再次与井下的公接头对接。
以上各实施例没有详细叙述的方法和结构属本行业的公知常识，这里不一一叙述。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种井下油管内电缆对接装置，其特征在于：包括设于井上的母接头和设于井下的公接头，所述母接头上端与电缆（11）连接，所述公接头与井下测试仪器连接，所述母接头和公接头对接后形成电连接，且对接后有流体通道；
所述公接头包括从上至下依次连接的上接头（1）、外壳（3）、下接头（10），所述外壳（3）内设有电器腔（7），所述上接头（1）、下接头（10）均为空腔结构，电器腔（7）内壁与外壳（3）之间设有电器座（9）；
所述电器腔（7）内设有与轴向平行的公触头导体（5），公触头导体（5）的外部有公触头绝缘体（6），所述公触头导体（5）下端连有第一导线（8）。
2.根据权利要求1所述的一种井下油管内电缆对接装置，其特征在于：所述母接头包括本体（15），设于本体（15）上端的电缆头（12）、设于本体（15）下端的触头座（19）以及设于触头座（19）下端的导向管（25），所述本体（15）、触头座（19）均是中空结构，所述触头座（19）内外壁之间设有环形空间，环形空间内设有导电触点（21），本体（15）内设有第二导线（18），所述电缆（11）穿过电缆头（12）与第二导线（18）一端连接，第二导线（18）另一端与导电触点（21）连接；
所述本体（15）上设有导向块（17），所述本体（15）上部设有上过流口（14），所述导向管（25）下部设有下过流口（26）。
3.根据权利要求1所述的一种井下油管内电缆对接装置，其特征在于：所述外壳（3）内设有导向槽体（4），位于电器腔（7）上方，所述导向槽体（4）为空腔结构，导向槽体（4）的空腔半径大于电器腔（7）的空腔半径，所述导向槽体（4）的内壁设有导向槽（2），该导向槽（2）与母接头本体（15）上的导向块（17）匹配，所述导向槽体（4）和电器腔（7）的相接处设有与轴向平行的公触头导体（5）。
4.根据权利要求2所述的一种井下油管内电缆对接装置，其特征在于：所述触头座（19）内外壁之间设有环形空间，该环形空间内有轴向设置的绝缘套（22），所述绝缘套（22）内设有导电弹簧（20）、与导电弹簧（20）下端连接的导电触点（21），所述导电弹簧（20）上端与第二导线（18）另一端连接，所述绝缘套（22）下部套有密封圈（23），底端设有密封膜（24），所述导向管（25）的外径不大于公接头外壳（3）内的电器腔（7）的空腔半径。
5.根据权利要求4所述的一种井下油管内电缆对接装置，其特征在于：所述母接头包括本体（15），设于本体（15）上端的电缆头（12）、设于本体（15）下端的触头座（19）以及设于触头座（19）下端的导向管（25），所述本体（15）、触头座（19）均是中空结构，所述触头座（19）内外壁之间设有环形空间，环形空间内设有导电触点（21）；
所述导电触点（21）与公触头导体（5）数目相同，所述母接头和公接头通过导电触点（21）与公触头导体（5）电连接后对接。
6.根据权利要求1所述的一种井下油管内电缆对接装置，其特征在于：电缆头（12）与本体（15）之间设有接头（13），所述接头（13）与电缆头（12）、本体（15）均螺纹连接。
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