CN111880216A - 油井套管外光缆的保护方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种油井套管外光缆的保护方法与装置。该保护方法包括：选择直径大于光缆直径的钢丝绳，将钢丝绳固定在光缆的一侧或两侧，完成对油井套管外光缆的保护。本发明还提供了一种用于实现上述保护方法的保护装置，所述保护装置包括两根并列布设的钢丝绳；当所述保护装置处于使用状态时，所述光缆和钢丝绳并列布设在套管外侧，所述光缆位于所述钢丝绳之间。本发明提供的油井套管外光缆的保护方法及装置不增加套管整体外径、能够保证对套管接箍位置光缆的保护，降低保护成本、提高光缆布设的效率和速度。

Description

油井套管外光缆的保护方法与装置
技术领域
本发明涉及分布式光纤传感井中地球物理领域中套管外光缆下井的方法，尤其涉及一种油井套管外光缆的保护方法与装置。
背景技术
分布式光纤传感井中地球物理技术是近几年来兴起的一项井中地球物理新技术。随着分布式光纤传感技术(Distributed optical fiber acoustic sensing，简称DAS)的不断进步，DAS在边界安防、油气管道监测、地质灾害预测、工程隧道桥梁监测领域都取得了一定的效果，分布式光纤传感井中地震、水力压裂微地震监测、油田温度压力应力应变长期监测，油田动态监测的应用也逐渐成熟。光纤井中地球物理技术就是分布式光纤传感技术在井中地球物理领域的应用，需要借助井下布设光缆来传感测量井中地球物理参数。
光缆随套管下井过程中，会与套管外壁、井壁较为坚硬的岩层直接接触，容易产生相对摩擦、磕碰、挤压，造成光缆的损坏，尤其是在套管与套管续接的接箍位置，由于套管接箍的外径相对套管本身外径较大，在变径的位置更容易与井壁岩层直接磕碰，在光缆随套管下放的过程中造成光缆的挤压变形甚至断裂。所以，常规的套管外光缆下井需要在套管接箍位置安装额外的保护装置对光缆进行保护，避免光缆在套管接箍位置与地层发生磕碰挤压造成光缆损坏。
套管接箍位置光缆保护装置一般固定在套管接箍位置，即套管与套管接箍变径的直角位置，将光缆与套管接箍变径位置接触部位保护起来，避免井壁岩石对光缆与套管接箍位置的磕碰，从而达到在套管接箍位置保护光缆的目的，但在除接箍以外套管部分，起不到对光缆的任何保护作用。同时这种装置属于套管外部定制加工构件，加工工艺复杂，生产成本高，施工难度相对较大，布设效率低，占用井下作业时间较长，还会有掉落井中风险。
保护装置设计需要符合井下后续作业标准，即要起到保护光缆的作用，尺寸又要合适，保证套管顺利下井，又不影响固井水泥返高，接箍位置是套管直径最大的位置，加装保护装置必然会增大套管整体构件的外径，考虑到钻头尺寸的余量，增大钻头直径，降低钻井效率。
传统的保护装置最初都是为大直径电缆设计，而普通光缆不像传统电缆，直径可以做到很小，最小可达2-4mm，而且普通光缆相对于定制光缆和铠装光缆成本很低，实际光缆布设过程中需要考虑普通通信光缆较小直径的特点，设计适应普通光缆套管外布设的方法，以提高布设效率，简化生产工艺，降低生产成本，提高全井段的保护能力，提高布设成功率。
光缆下井的保护方法和装置，应该既能保证接箍位置对光缆的保护功能，又实现对光缆的全井段保护能力，同时能适合普通低成本光缆，降低保护光缆的成本，提高光缆布设的效率速度，满足工程现场的需求，这是本领域需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种油井套管外光缆的保护方法与装置。该保护方法以直径大于光缆的钢丝绳保护光缆，不增加套管整体外径、能够保证对套管接箍位置光缆的保护，降低保护成本、提高光缆布设的效率和速度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种油井套管外光缆的保护方法，该保护方法包括：选择直径大于光缆直径的钢丝绳，将钢丝绳固定在光缆的一侧或两侧，完成对油井套管外光缆的保护。
在上述保护方法中，所用的钢丝绳具有成本低、占用空间小、长度直径可选、抗拉强度高、韧性好、可变形、耐磨、抗腐蚀、自重轻、固定方式灵活等特点；与现有的缆线保护装置相比，本发明采用的钢丝绳可以更好地适应小直径光缆、铠装或非铠装光缆、通信光缆等光缆，对与井壁接触过程中产生的挤压、变形的适应能力更强，能够有效实现在下井过程中对套管外光缆的保护。
在本发明的具体实施方案中，所述钢丝绳的长度一般大于布设油井深度，并且一般大于光缆长度，从而实现对光缆的全井段保护。例如，国内油井钻井深度一般为2km-7km，则所述钢丝绳的长度可以控制为≥2km。
在本发明的具体实施方案中，在光缆侧面布设直径较大的钢丝绳，钢丝绳可代替光缆承受井壁施加的摩擦力等外力，从而避免下井过程中光缆的磨损。所述钢丝绳的直径优选为光缆的直径的2-4倍。例如，所述光缆的直径可以是3-8mm，相应地，所述钢丝绳的直径可以是6-16mm。
在本发明的具体实施方案中，套管接箍所在位置的直径一般大于套管其他部位的直径(如图2所示)，这增加了光缆与井壁的接触几率，导致套管接箍处的光缆更易被磕碰、磨损、甚至断裂。上述保护方法可以包括将套管接箍处的光缆和钢丝固定，避免光缆和钢丝绳在下井过程中相对位置的改变，保证套管接箍处的钢丝绳对光缆的保护作用。
在本发明的具体实施方案中，所述保护方法还可以包括将套管中部的光缆和钢丝固定，避免较长的光缆和钢丝绳在下井过程中产生滑脱。
在本发明的具体实施方案中，所述光缆和钢丝绳可以通过多种适用于缆线的固定方式进行固定，例如采用捆扎的方式固定。采用捆扎方式时，可以利用扎带(例如不锈钢扎带、塑料扎带等)、金属条、橡皮条等将光缆和钢丝绳在套管外侧扎牢。
在本发明的具体实施方案中，上述保护方法可以包括以下步骤：
(1)选择直径大于光缆直径的钢丝绳；
(2)在套管续接的过程中，将光缆与钢丝绳固定在套管外侧，所述钢丝绳位于光缆的一侧或两侧；
(3)重复步骤(2)，直至所有套管续接完毕，完成油井套管外光缆的保护。
本发明还提供了一种油井套管外光缆的保护装置，其用于实现上述油井套管外光缆的保护方法，所述保护装置包括两根并列布设的钢丝绳；当所述保护装置处于使用状态时，所述光缆和钢丝绳并列布设在套管外侧，所述光缆位于两根钢丝绳之间。
在本发明的具体实施方案中，当所述保护装置处于使用状态时，所述光缆和钢丝绳一般是沿套管长度方向并列布设在套管外侧。
在本发明的具体实施方案中，当所述保护装置处于使用状态时，所述光缆和钢丝绳之间的距离一般控制为＜5mm。
在本发明的具体实施方案中，优选地，所述钢丝绳的形状贴合套管和/或套管接箍的形状，以提高钢丝绳在套管外侧和/或套管接箍处的贴合程度。
在本发明的具体实施方案中，所述钢丝绳的截面形状可以包括圆形、椭圆形、矩形和三角形中的一种。
在本发明的具体实施方案中，上述油井套管外光缆保护装置还可以包括用于固定钢丝绳和光缆的扎带，所述扎带的厚度或直径一般控制为大于1mm，且小于4mm。优选采用机械性能好且抗腐蚀的不锈钢扎带。
在本发明的具体实施方案中，所述钢丝绳与光缆可以通过捆扎等方式固定在套管外侧。当所述保护装置处于使用状态时，所述扎带可以固定于套管接箍处和/或套管中部。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的油井套管外光缆保护方法及装置能够实现对套管接箍位置光缆的保护。
2、本发明提供的油井套管外光缆保护方法及装置不增大套管整体构件的外径，规避了在套管接箍位置增加辅助保护装置对井下作业带来的潜在风险，保证套管能够顺利下井。
3、本发明提供的油井套管外光缆保护方法及装置适用于成本低、直径小的普通光缆(例如普通通信光缆)的套管布设。
4、本发明提供的油井套管外光缆保护方法及装置能够提高布设效率，装置结构简单、节省加工套管外辅助装置的额外成本，有效节约井口作业占井时间，简化生产工艺，降低生产成本、提高布设成功率。
附图说明
图1为实施例2的油井套管外光缆保护装置位于套管接箍处在使用状态下的正面示意图。
图2为实施例2的油井套管外光缆保护装置在使用状态下的侧面示意图。
图3为实施例2的油井套管外光缆保护装置位于套管中部在使用状态下的正面示意图。
符号说明
1套管；2套管接箍；3光缆；4钢丝绳；5不锈钢扎带。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种油井套管外光缆的保护方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)选择两根长度大于布设油井深度、且直径大于光缆直径的钢丝绳；
(2)续接两根套管，然后将钢丝绳和光缆沿套管长度方向固定在套管的外侧，保持光缆位于两根钢丝绳之间，利用扎带将套管接箍处和套管中部的钢丝绳和光缆固定；
(3)在步骤(2)的套管的基础上继续续接套管，将钢丝绳与光缆按照步骤(2)的方式固定在续接的套管外侧，重复“续接套管-固定钢丝绳和光缆”的操作，直到所有套管续接完毕，将光缆、钢丝绳随套管一同下井，完成光缆的全井段保护。
实施例2
本实施例提供了一种油井套管外光缆的保护装置，该保护装置用于实现实施例1中保护方法。该保护装置包括两根并列布设的钢丝绳和不锈钢扎带，其中，钢丝绳的直径为3-8mm、钢丝绳的长度≥2km、钢丝绳的截面形状可以是圆形、椭圆形、矩形、三角形中的任意一种；不锈钢扎带的厚度或直径应大于1mm、小于4mm。
本实施例提供的保护装置在套管的不同位置的使用状态如图1-图3所示。
如图1-图3所示，当保护装置处于使用状态时，其与套管的布设方式为：
套管接箍2用于续接套管1、位于相邻的套管1之间。光缆3和钢丝绳4位于套管1的外侧、沿套管1的长度方向并行排列。钢丝绳4位于光缆3的两侧并紧贴光缆3，并且钢丝绳4的形状贴合套管接箍2的形状(如图2所示)。不锈钢扎带5位于套管接箍2的两端(如图1和图2所示)和套管1的中部(如图3所示)。不锈钢扎带5用于固定钢丝绳4和光缆3在套管1上的位置，同时也固定钢丝绳4和光缆3之间的相对位置，防止下井过程中钢丝绳4与井壁挤压、摩擦后产生移位，避免光缆3与井壁的直接接触，从而实现对光缆3的有效保护。

Claims (10)

1.一种油井套管外光缆的保护方法，该保护方法包括：
选择直径大于光缆直径的钢丝绳，将钢丝绳固定在光缆的一侧或两侧，完成油井套管外光缆的保护。
2.根据权利要求1所述的保护方法，其中，所述钢丝绳长度大于布设油井深度，优选地，所述钢丝绳的长度≥2km。
3.根据权利要求1所述的保护方法，其中，所述钢丝绳的直径为光缆的直径的2-4倍。
4.根据权利要求1或3所述的保护方法，其中，所述光缆的直径为3-8mm，所述钢丝绳的直径为6-16mm。
5.根据权利要求1所述的保护方法，其中，所述保护方法包括将套管接箍处和/或套管中部的光缆和钢丝固定。
6.根据权利要求1或5所述的保护方法，其中，所述光缆和钢丝绳通过捆扎的方式固定；
优选地，采用扎带捆扎所述光缆和钢丝绳。
7.根据权利要求1所述的保护方法，其中，所述保护方法包括以下步骤：
(1)选择直径大于光缆直径的钢丝绳；
(2)在套管续接的过程中，将光缆与钢丝绳固定在套管外侧，所述钢丝绳位于光缆的一侧或两侧；
(3)重复步骤(2)，直至所有套管续接完毕，完成油井套管外光缆的保护。
8.一种油井套管外光缆的保护装置，其用于实现权利要求1-7任一项所述的油井套管外光缆的保护方法，所述保护装置包括两根并列布设的钢丝绳；当所述保护装置处于使用状态时，所述光缆和钢丝绳并列布设在套管外侧，所述光缆位于两根钢丝绳之间；
优选地，当所述保护装置处于使用状态时，所述光缆和钢丝绳沿套管长度方向布设在套管外侧；
优选地，当所述保护装置处于使用状态时，所述光缆和钢丝绳之间的距离为<5mm。
9.根据权利要求8所述的保护装置，其中，所述钢丝绳的形状贴合套管和/或套管接箍的形状；
优选地，所述钢丝绳的截面形状包括圆形、椭圆形、矩形和三角形中的一种。
10.根据权利要求8所述的保护装置，其中，所述装置还包括用于固定钢丝绳和光缆的扎带；
优选地，所述扎带的厚度或直径为大于1mm，且小于4mm；
优选地，当所述保护装置处于使用状态时，所述扎带固定于套管接箍处和/或套管中部。
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