CN110005364B - 一种测井电缆旋转密封装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测井电缆旋转密封装置及其操作方法，包括对开螺栓、球面环形导轨、压紧螺丝和旋转壳体，旋转壳体内设置有密封胶块，对开螺栓通过压紧螺丝和旋转壳体连接，球面环形导轨设置旋转壳体的一侧以及对开螺栓与压紧螺丝之间，测井电缆依次贯穿对开螺栓、球面环形导轨、压紧螺丝、旋转壳体和球面环形导轨设置，旋转壳体内设置有钢珠，在密封胶块和钢珠的配合下，完成测井电缆及空电缆通道的密封。本发明结构简单，连接可靠，解决旁通短节空电缆通道密封问题，减低电缆故障率。

Description

一种测井电缆旋转密封装置及其操作方法

技术领域

本发明属于石油勘探技术领域，具体涉及一种测井电缆旋转密封装置及其操作方法。

背景技术

旁通短节是水平井测井工具的重要工具之一，旁通短节上设有测井电缆侧入通道及密封组件，使用时将测井电缆头穿过旁通短节主体上的测井电缆侧入通道与对接枪连接，再将旁通短节串接在钻具中，水平井工具对接完成后，再将测井电缆侧入通道进行密封，阻止旁通短节以下的钻具内钻井液顺测井电缆侧入通道溢流。

目前，国内大部分油田使用的旁通短节都设有密封装置，但在水平井测井施工中，经常发现施工段的测井电缆有打扭弯曲现象，严重时被折坏故障发生；在水平井测井施工发生井下卡钻需要将测井电缆从旁通短节侧入孔抽出后，旁通短节的测井电缆通道无法密闭，造成钻井解卡剂从旁通短节的测井电缆通道分流，为处理卡钻事故带来困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种测井电缆旋转密封装置及其操作方法，以解决测井电缆破劲扭曲，并通过增加钢珠解决旁通短节空测井电缆通道密封问题。

本发明采用以下技术方案：

一种测井电缆旋转密封装置，包括对开螺栓、球面环形导轨、压紧螺丝和旋转壳体，旋转壳体内设置有密封胶块，对开螺栓通过压紧螺丝和旋转壳体连接，球面环形导轨设置旋转壳体的一侧以及对开螺栓与压紧螺丝之间，测井电缆依次贯穿对开螺栓、球面环形导轨、压紧螺丝、旋转壳体和球面环形导轨设置，旋转壳体内设置有钢珠，在密封胶块和钢珠的配合下，完成测井电缆及空电缆通道的密封。

具体的，球面环形导轨包括双球面环形导轨和单球面环形导轨，双球面环形导轨设置在对开螺栓与旋转壳体之间，单球面环形导轨设置在旋转壳体的另一侧。

进一步的，对开螺栓、双球面环形导轨和单球面环形导轨采用对开安装方式，在对开切面处均设有定位孔，通过定位销固定。

具体的，密封胶块内部设有环形结构的压缩导槽。

进一步的，密封胶块采用高韧性耐磨橡胶压膜制作，包括五个。

进一步的，压紧螺丝和旋转壳体连接构成旋转主体，能够在双球面环形导轨与单球面环形导轨的球面之间进行旋转运动。

更进一步的，旋转壳体上设置有用于安装密封圈的密封环形槽，密封圈分别设置在密封胶块和旋转壳体以及旋转壳体与单球面环形导轨之间。

具体的，旋转壳体靠近球面环形导轨侧设置有用于放置钢珠的钢珠孔，钢珠孔与密封胶块的中心通孔端口连接，钢珠能够落入空测井电缆的空电缆通道孔进行密封。

具体的，压紧螺丝和旋转壳体采用对开安装方式，在对开切面处均设有定位孔，通过固定螺栓固定。

本发明的另一个技术方案是，一种电缆旋转密封装置的操作方法，包括以下步骤：

S1、将三个密封圈穿过电缆头，将电缆头穿入旁通短节侧入孔；

S2、将两个定位销安装于单球面环形导轨端面的定位孔内，将单球面环形导轨导轨朝上对扣在测井电缆主体上，测井电缆主体推置到旁通短节侧入孔内；

S3、将旋转壳体对扣在测井电缆主体上，安装2个固定螺丝；

S4、将密封胶块对扣在测井电缆主体上，顺电缆推进旋转壳体中心孔内；

S5、将两个定位销安装于压紧螺丝端面定位孔内，将压紧螺丝对扣在测井电缆主体上，安装两个固定螺丝；

S6、将压紧螺丝与旋转壳体扭为一体，分别将三个密封圈安装在压紧螺丝与旋转壳体主体凹槽中，将压紧螺丝、旋转壳体整体顺测井电缆主体推置到旁通短节侧入孔内；

S7、将两个定位销安装于双球面环形导轨端面定位孔内，将双球面环形导轨对扣在测井电缆主体上，顺测井电缆主体推置到旁通短节侧入孔内；

S8、将四个定位销安装于对开螺栓的端面定位孔内，将对开螺栓对扣在测井电缆主体上，顺测井电缆主体扭紧在旁通短节侧入孔的螺纹孔中。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种电缆旋转密封装置，旋转组件可以组装为一体化结构，旋转组件中的密封胶块在压紧螺丝受力作用下使密封胶块在旋转外壳内变形压缩将测井电缆抱紧，完成胶块对测井电缆主体的密封，有效阻止钻井液溢流，由于测井电缆主体间存有扭矩，而旋转组件在上下旋转轨道作用下，破解测井电缆间的扭矩。

进一步的，密封胶块整体内部设有5道环形槽，以提高胶块的压缩比。

进一步的，旋转壳体外部设置密封圈，密封圈与密封胶块配合，有效阻止钻井液从该位置溢流和测井电缆间的密封。

进一步的，所有组件采用对开结构，定位安装，组装方便，有效的解决了测井测井电缆扭力释放，确保了测井测井电缆的安全使用；当出现井下工程事故，将测井测井电缆从该组件拉出后，装置中的钢珠在钻井液的压力下将测井电缆通道封死，为钻井处理井下事故提供技术保障。

本发明还公开电缆旋转密封装置的操作方法，旋转密封装置所有组件采用对开、定位扣装，操作时间短，提高了现场水平井测井施工效率时效。

综上所述，本发明结构简单，连接可靠，解决了测井电缆主体扭矩不能释放的技术问题；以及空电缆通道不能密封问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明整体结构图；

图2为本发明整体结构剖视图；

图3为测井电缆密封旋转示意图；

图4为空测井电缆旋密封示意图；

图5为图4密封结构放大示意图。

其中：1.对开螺栓；2.双球面环形导轨；3.压紧螺丝；4.密封圈；5.固定螺丝；6.密封胶块；7.旋转壳体；8.钢珠；9.单球面环形导轨；10.测井电缆；12.旁通短节；13.测井电缆通道孔；14.定位销。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2，本发明一种电缆旋转密封装置，旋转密封装置内部设有电缆通道，具体包括对开螺栓1、球面环形导轨、密封胶块6和旋转壳体7，密封胶块6设置在旋转壳体7内，球面环形导轨设置在旋转壳体7的两端，对开螺栓1设置在球形导轨的一侧，旋转壳体7内设置有钢珠8，电缆通道内设置测井电缆10，在密封胶块6和钢珠8的配合下，完成测井电缆10及空电缆通道的密封。球面环形导轨包括双球面环形导轨2和单球面环形导轨9，双球面环形导轨2设置在对开螺栓1与旋转壳体7之间，单球面环形导轨9设置在旋转壳体7的另一侧。

旋转壳体7外部设有密封圈4，测井电缆10设置在密封胶块6的中心通孔内，压紧螺丝3与旋转壳体7螺纹紧固，密封胶块6受压变形，将测井电缆10主体抱紧，完成旁通短节12上的测井电缆10侧入通道的整体密封；

钢珠8安装在旋转壳体7主体的钢珠孔中，测井电缆10从密封胶块6的中心通孔抽出后，钢珠8落入密封胶块6的中心通孔端口，及空测井电缆的空电缆通道孔的密封；

压紧螺丝3与旋转壳体7连接为一体构成旋转主体，旋转主体置放在双球面环形导轨2与单球面环形导轨9的球面之间进行旋转运动。

旋转壳体7上设有密封环形槽和连接螺纹，密封环形槽包括三个，用于安装密封圈4。

旋转壳体7内部设有用于安装密封胶块6的置放孔，旋转壳体7与设有球面环形导槽，旋转壳体7主体上设有钢珠安装孔。

密封胶块6采用高韧性耐磨氟橡胶压膜制作，主体内部设有五个环形压缩导槽和测井电缆通道孔。

压紧螺丝3主体上设有螺丝安装孔，主体切面处设有螺纹孔，压紧螺丝3主体上设有球面环形导槽，压紧螺丝3中间设有测井电缆通道孔。

电缆旋转密封装置所有组件均采用对开安装方式，在对开切面处均设有定位孔，压紧螺丝3和旋转壳体7采用固定螺丝5固定；对开螺栓1、双球面环形导轨2、单球面环形导轨9采用定位销14固定，便于测井电缆10的对扣安装。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3、图4和图5，本发明电缆旋转密封装置操作方法如下：

S1、将三个密封圈4穿过电缆头，将电缆头穿入旁通短节12侧入孔；

S2、将两个定位销14安装于单球面环形导轨9端面的定位孔内，将单球面环形导轨9导轨朝上对扣在测井电缆10主体上，测井电缆10主体推置到旁通短节12侧入孔内；

S3、将旋转壳体7对扣在测井电缆10主体上，安装2个固定螺丝5；

S4、将密封胶块6对扣在测井电缆10主体上，顺电缆推进旋转壳体7中心孔内；

S5、将2个定位销14安装于压紧螺丝3端面定位孔内，将压紧螺丝3对扣在测井电缆10主体上，安装2个固定螺丝5；

S6、将压紧螺丝3与旋转壳体7扭为一体，分别将三个密封圈4安装在压紧螺丝3与旋转壳体7主体凹槽中，将压紧螺丝3、旋转壳体7整体顺测井电缆10主体推置到旁通短节12侧入孔内；

S7、将两个定位销14安装于双球面环形导轨2端面定位孔内，将双球面环形导轨2对扣在测井电缆10主体上，顺测井电缆10主体推置到旁通短节12侧入孔内；

S8、将4个定位销14安装于对开螺栓1的端面定位孔内，将对开螺栓1对扣在测井电缆10主体上，顺测井电缆10主体扭紧在旁通短节12侧入孔的螺纹孔中。

利用橡胶本身存在的弹性，在其中间增加了间隙环形槽，使其橡胶件弹性更加提高，该部件在两端金属的挤压下使橡胶件变形，将橡胶件中心孔的测井电缆抱紧，通过钻井泥浆泵20MPa耐压下，没有出现钻井液从装置的内外泄流。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测井电缆旋转密封装置，其特征在于，包括对开螺栓(1)、球面环形导轨、压紧螺丝(3)和旋转壳体(7)，旋转壳体(7)内设置有密封胶块(6)，对开螺栓(1)通过压紧螺丝(3)和旋转壳体(7)连接，球面环形导轨设置在旋转壳体(7)的一侧以及对开螺栓(1)与压紧螺丝(3)之间，测井电缆(10)依次贯穿对开螺栓(1)、球面环形导轨、压紧螺丝(3)、旋转壳体(7)和球面环形导轨设置，旋转壳体(7)内设置有钢珠(8)，在密封胶块(6)和钢珠(8)的配合下，完成测井电缆(10)及空电缆通道的密封。

2.根据权利要求1所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，球面环形导轨包括双球面环形导轨(2)和单球面环形导轨(9)，双球面环形导轨(2)设置在对开螺栓(1)与旋转壳体(7)之间，单球面环形导轨(9)设置在旋转壳体(7)的另一侧。

3.根据权利要求2所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，对开螺栓(1)、双球面环形导轨(2)和单球面环形导轨(9)采用对开安装方式，在对开切面处均设有定位孔，通过定位销(14)固定。

4.根据权利要求1所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，密封胶块(6)内部设有环形结构的压缩导槽。

5.根据权利要求4所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，密封胶块(6)采用高韧性耐磨橡胶压膜制作，包括五个。

6.根据权利要求2所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，压紧螺丝(3)和旋转壳体(7)连接构成旋转主体，能够在双球面环形导轨(2)与单球面环形导轨(9)的球面之间进行旋转运动。

7.根据权利要求6所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，旋转壳体(7)上设置有用于安装密封圈(4)的密封环形槽，密封圈(4)分别设置在密封胶块(6)和旋转壳体(7)以及旋转壳体(7)与单球面环形导轨(9)之间。

8.根据权利要求1所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，旋转壳体(7)靠近球面环形导轨侧设置有用于放置钢珠(8)的钢珠孔，钢珠孔与密封胶块(6)的中心通孔端口连接，钢珠(8)能够落入空测井电缆的空电缆通道孔进行密封。

9.根据权利要求1所述的测井电缆旋转密封装置，其特征在于，压紧螺丝(3)和旋转壳体(7)采用对开安装方式，在对开切面处均设有定位孔，通过固定螺丝(5)固定。

10.一种根据权利要求2所述测井电缆旋转密封装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将三个密封圈(4)穿过电缆头，将电缆头穿入旁通短节(12)侧入孔；

S2、将两个定位销(14)安装于单球面环形导轨(9)端面的定位孔内，将单球面环形导轨(9)导轨朝上对扣在测井电缆(10)主体上，测井电缆(10)主体推置到旁通短节(12)侧入孔内；

S3、将旋转壳体(7)对扣在测井电缆(10)主体上，安装2个固定螺丝(5)；

S4、将密封胶块(6)对扣在测井电缆(10)主体上，顺电缆推进旋转壳体(7)中心孔内；

S5、将两个定位销(14)安装于压紧螺丝(3)端面定位孔内，将压紧螺丝(3)对扣在测井电缆(10)主体上，安装两个固定螺丝(5)；

S6、将压紧螺丝(3)与旋转壳体(7)扭为一体，分别将三个密封圈(4)安装在压紧螺丝(3)与旋转壳体(7)主体凹槽中，将压紧螺丝(3)、旋转壳体(7)整体顺测井电缆(10)主体推置到旁通短节(12)侧入孔内；

S7、将两个定位销(14)安装于双球面环形导轨(2)端面定位孔内，将双球面环形导轨(2)对扣在测井电缆(10)主体上，顺测井电缆(10)主体推置到旁通短节(12)侧入孔内；

S8、将四个定位销(14)安装于对开螺栓(1)的端面定位孔内，将对开螺栓(1)对扣在测井电缆(10)主体上，顺测井电缆(10)主体扭紧在旁通短节(12)侧入孔的螺纹孔中。

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