CN114198043A - 用于安装传感光缆的井口装置以及安装传感光缆的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种用于安装传感光缆的井口装置以及安装传感光缆的方法，属于天然气储存技术领域。通过在四通单元上连接三通管体，以连接第二阀门和密封单元，在满足四通单元原有使用要求的基础上，在四通单元、三通管体和密封单元中为传感光缆提供了容置空间，而且密封单元中包括盘根，用于对传感光缆进行密封，从而提高了装置的密封性。又由于该装置中配置了套筒，在传感光缆的外铠损坏时，通过将套筒套装在密封单元上，可以实现对井口的封堵，防止液体喷涌出来。上述装置利用密封单元和套筒共同作用，使装置具有较高的密封性，能够防止井下的液体沿传感光缆向上喷涌出来。长期应用上述装置，可以提高造腔监测效率，减少维修维护费用。
Description
技术领域
本申请涉及天然气储存技术领域，特别涉及一种用于安装传感光缆的井口装置以及安装传感光缆的方法。
背景技术
天然气是一种重要的清洁能源，可以使用地下储气库进行储存。地下储气库具有多种形式，例如，废弃油藏型储气库或盐穴储气库等，其中，盐穴储气库的成型需要通过注水造腔来完成，在注水造腔中，需要通过调节油水界面的高度来控制溶腔顶板的形状，为了实时监测油水界面的高度，可以在储气库中设置传感光缆，该传感光缆的一端插入储气库内部的油水界面以下，另一端伸出井口装置，连接信号分析设备，也即是，传感光缆和信号分析设备形成了油水界面仪，因此，需要使用井口装置来安装该传输光缆。
目前常用的井口装置通常是套装在套管上的，该井口装置包括水平设置的管体和设置于管体上的阀门，在使用该装置对传感光缆进行安装时，需要在管体上开口，以将传感光缆的一端通过该开口穿入套管内部，这种结构密封性较差，在使用时如遇传感光缆的外铠损坏，井下的液体可能会沿传感光缆向上喷涌出来，十分危险。
发明内容
本申请实施例提供了一种用于安装传感光缆的井口装置以及安装传感光缆的方法，具有较高的密封性，能够防止井下的液体沿传感光缆向上喷涌出来。该技术方案如下：
一方面，提供了一种用于安装传感光缆的井口装置，该装置包括：四通单元、三通管体、第一阀门、第二阀门、密封单元以及套筒；
该四通单元具有内部贯通的四个开口，下端开口用于连接套管，上端开口用于连接闸门，水平方向的第一开口用于连接该第一阀门，水平方向的第二开口连接该三通管体的第一端；
该三通管体的第二端连接该第二阀门，第三端连接该密封单元，该套筒可拆卸的套装在该密封单元上；
该四通单元、该三通管体以及该密封单元的内腔连通，形成用于容置传感光缆的通道；
该密封单元包括：密封座、盘根和顶丝，该盘根用于对该传感光缆进行密封；
该密封座的底部与该三通管体的第三端连接，顶部具有第一沉孔，该第一沉孔的底部开设有第二沉孔，该第二沉孔用于容置该盘根，该第一沉孔用于连接该顶丝。
在一种可能设计中，该四通单元的下端开口和第二开口的连接处具有过渡斜面。
在一种可能设计中，该三通管体包括水平管和倾斜管；
该倾斜管的一端连接在该水平管的侧壁上，另一端形成该三通管体的第三端。
在一种可能设计中，该顶丝的底部具有与该第二沉孔的内径向适配的环状凸起，用于与该盘根相抵。
在一种可能设计中，该密封单元还包括由壬法兰，用于连接该三通管体和密封座；
该由壬法兰包括：圆盘和凸出于该圆盘的中部的连接部，该圆盘上具有多个周向分布的法兰孔，多个该法兰孔用于连接该三通管体，该连接部用于连接该密封座。
在一种可能设计中，该连接部的顶部具有第一内螺纹，该密封座的底部具有与该第一外螺纹适配的第一内螺纹；
该连接部和该密封座之间通过螺纹连接。
在一种可能设计中，该套筒的底部具有第二内螺纹，该密封座的底部具有与该第二内螺纹适配的外螺纹；
该套筒和该密封座之间通过螺纹连接。
在一种可能设计中，该套筒的外壁上具有防滑纹。
在一种可能设计中，该装置还包括：压力表，该压力表连接于该第二阀门的远离该三通管体的一端。
一方面，提供了一种安装传感光缆的方法，该方法包括：
将传感光缆沿密封单元、三通管体、四通单元、套筒的顺序穿过井口装置；
将该传感光缆的穿入井下的一端下放到油水界面以下；
将该传感光缆的位于井上的一端与信号分析设备相连接。
本申请实施例提供的技术方案，通过在四通单元上连接三通管体，通过三通管体连接第二阀门和密封单元，在满足四通单元原有使用要求的基础上，在四通单元、三通管体和密封单元中为传感光缆提供了容置空间，而且密封单元中包括盘根，用于对传感光缆进行密封，从而提高了装置的密封性。又由于该装置中配置了套筒，在传感光缆的外铠损坏时，通过将套筒套装在密封单元上，可以实现对井口的封堵，防止液体喷涌出来。上述装置利用密封单元和套筒共同作用，使装置具有较高的密封性，能够防止井下的液体沿传感光缆向上喷涌出来。长期应用上述装置，可以提高造腔监测效率，减少维修维护费用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种用于安装传感光缆的井口装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种密封单元5的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种安装传感光缆的方法的流程图。
附图中的各零件的标号说明如下：
1-四通单元；
11-下端开口；
12-上端开口；
13-第一开口；
14-第二开口；
2-三通管体；
21-第一端；
22-第二端；
23-第三端；
24-水平管；
25-倾斜管；
3-第一阀门；
4-第二阀门；
5-密封单元；
51-密封座；
511-第一沉孔；
512-第二沉孔；
52-盘根；
53-顶丝；
531-环状凸起；
54-由壬法兰；
541-圆盘；
542-连接部；
6-套筒；
7-压力表。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
图1是本申请实施例提供的一种用于安装传感光缆的井口装置的结构示意图，请参见图1，该装置包括：四通单元1、三通管体2、第一阀门3、第二阀门4、密封单元5以及套筒6；该四通单元1具有内部贯通的四个开口，下端开口11用于连接套管，上端开口12用于连接闸门，水平方向的第一开口13用于连接该第一阀门3，水平方向的第二开口14连接该三通管体2的第一端21；该三通管体2的第二端22连接该第二阀门4，第三端23连接该密封单元5，该套筒6可拆卸的套装在该密封单元5上；该四通单元1、该三通管体2以及该密封单元5的内腔连通，形成用于容置传感光缆的通道；该密封单元5包括：密封座51、盘根52和顶丝53，该盘根52用于对该传感光缆进行密封；该密封座51的底部与该三通管体2的第三端23连接，顶部具有第一沉孔511，该第一沉孔511的底部开设有第二沉孔512，该第二沉孔512用于容置该盘根52，该第一沉孔511用于连接该顶丝53。
下面对该装置的工作原理进行详述：
在该装置中，该四通单元1可以是由井口的采油树或采油树的一部分形成，用于在从盐穴储气库中采气的过程中起到控制作用，由套筒6内输出的天然气通过该四通单元1后被采集出来。在上述四通单元1中，第二开口14与下端开口11之间形成的通道用于容置传感光缆。
上述三通管体2用于为传感光缆提供固定的通道，避免在原有的四通单元1上开口来安装该传感光缆，从而可以避免开口的方式难以密封的问题。
第一阀门3和第二阀门4用于具体控制天然气的流向和流速等，由于该装置中设置了三通管体2，因此，第一阀门3和第二阀门4的开关不会受到光缆的影响，使各个阀门可以正常工作，确保安全生产，解决了由于传感光缆需要穿过阀门带来的安全隐患，也就减少了维修费用。
密封单元5用于对传感光缆进行密封，其中，盘根52是一种密封填料，通常由较柔软的线状物编织而成，通常截面积是正方形或长方形、圆形的条状物，用于填充在密封腔体内。在该实施例中，盘根52被填充在由密封座51和顶丝53组合形成的内部空间中，该盘根52用于通过对传感光缆进行挤压，起到密封作用，从而提高该装置的密封性，防止井下的液体通过传感光缆和盘根52之间的缝隙向上喷涌出来。
在使用过程中，如果不慎发生传感光缆的外铠损坏，井下的液体沿传感光缆向上流动时，可以在暂停油水界面探测工作后，将传感光缆与信号分析设备之间的连接断开，将传感光缆的位于井上的一端收起，将套筒6套装在密封单元5上，从而实现对井口的封堵，防止液体喷涌出来，也即是应对泄漏风险。在使用过程中的任何需要退油泄压的时刻，该套筒6也可以用于退油泄压时的应急处理。
本申请实施例提供的装置，通过在四通单元1上连接三通管体2，通过三通管体2连接第二阀门4和密封单元5，在满足四通单元1原有使用要求的基础上，在四通单元1、三通管体2和密封单元5中为传感光缆提供了容置空间，而且密封单元5中包括盘根52，用于对传感光缆进行密封，从而提高了装置的密封性。又由于该装置中配置了套筒6，在传感光缆的外铠损坏时，通过将套筒6套装在密封单元5上，可以实现对井口的封堵，防止液体喷涌出来。上述装置利用密封单元5和套筒6共同作用，使装置具有较高的密封性，能够防止井下的液体沿传感光缆向上喷涌出来。长期应用上述装置，可以提高造腔监测效率，减少维修维护费用。
下面对该装置各部分结构及工作原理进行详述：
在一种可能设计中，该四通单元1的下端开口11和第二开口14的连接处具有过渡斜面。
由于下端开口11和第二开口14均由对应的管道形成，这两个管道之间可以是通过焊接等方式连接的，由于两管道的位置呈直角，上述斜面可以是对连接处直角的棱进行切削形成的，也可以是将一块板体倾斜固定在上述连接处形成的，本实施例对此不作限定。
上述斜面作为一种传感光缆的保护型结构，使传感光缆的通道内不再存在锐角或直角的棱，从而减少该通道对传感光缆的外铠的磨损，从而提高了传感光缆的使用寿命。由于传感光缆不易被磨损，因此，储气库中的液体也就不易通过破损的传感光缆向上喷涌出来，通过这种结构也进一步提高了装置的密封性能和安全性能。
具体的，四通单元1的规格型号可以为13-5/8"5K×11"5K×2-1/16"5K，材质AISI4130。
在一种可能设计中，四通单元1和三通管体2之间通过栽丝法兰连接，其中，栽丝法兰是通过其中的双头螺柱连接四通单元1和四通单元1的侧翼上的三通管体2的，由于四通单元1和三通管体2的厚度均较大，因此使用螺柱穿入上述四通单元1和三通管体2中，可以使连接较为紧固和紧凑。
在一种可能设计中，该三通管体2包括水平管24和倾斜管25；该倾斜管25的一端连接在该水平管24的侧壁上，另一端形成该三通管体2的第三端23。
该水平管24可以是与第二开口14所在的管道同轴，该倾斜管25与第二开口14所在的管道之间的夹角为钝角，以使传感光缆在由倾斜管25至第二开口14所在的管道这一段距离内平缓过渡，不会造成传感光缆的折弯，从而保护传感光缆。
图2是本申请实施例提供的一种密封单元5的结构示意图，请参见图2，在密封单元5中，密封座51、盘根52和顶丝53的内腔形状均与传感光缆相适配，且密封座51、盘根52和顶丝53的内腔均相连通。
具体的，该三通管体2的规格型号可以采用API6A标准的2-1/16"5K×2-1/16"5K×2-1/16"5K，材质为AISI 4130。能实现套管四通单元1与第二阀门4的连接密封，同时第三端23的出口满足传感光缆穿越及密封要求。
在一种可能设计中，该顶丝53的底部具有与该第二沉孔512的内径向适配的环状凸起531，用于与该盘根52相抵。
在上述结构中，顶丝53底部的环状凸起531的内部是容置传感光缆的空间，该环状凸起531用于插入第二沉孔512中，在将传感光缆装入密封单元5中，也即是插入盘根52内部的空间中后，使用顶丝53向下挤压盘根52至盘根52被压缩至预设长度，有利于采用盘根52对传感光缆进行密封。
在一种可能设计中，该密封单元5还包括由壬法兰54，用于连接该三通管体2和密封座51；该由壬法兰54包括：圆盘541和凸出于该圆盘541的中部的连接部542，该圆盘541上具有多个周向分布的法兰孔，多个该法兰孔用于连接该三通管体2，该连接部542用于连接该密封座51。
其中，由壬法兰54又称为管道活接头，可以用于方便的连接管道，在不需移动管道的情况下链接或者拆卸管道，从而方便传感光缆的安装和密封。
具体的，该由壬法兰54的规格型号可以为2-1/16"5K×4-1/2"NU(PIN)×2-7/8"NU(BOX)，材质为AISI 4130，从而能够方便传感光缆的安装及密封。
在一种可能设计中，该连接部542的顶部具有第一内螺纹，该密封座51的底部具有与该第一外螺纹适配的第一内螺纹；该连接部542和该密封座51之间通过螺纹连接。
上述结构之间通过螺纹连接，便于连接部542和密封座51之间的拆卸和安装。
在一种可能设计中，该套筒6的底部具有第二内螺纹，该密封座51的底部具有与该第二内螺纹适配的外螺纹；该套筒6和该密封座51之间通过螺纹连接，以便于该套筒6与密封座51之间的拆卸和安装。
在一种可能设计中，该套筒6的外壁上具有防滑纹，以便操作人员可以对套筒6进行握持，从而进一步转动该套筒6，以安装该套筒6。
在一种可能设计中，该装置还包括：压力表7，该压力表7连接于该第二阀门4的远离该三通管体2的一端，该压力变用于监测第二阀门4对应的管道中天然气的压力，从而基于该压力控制天然气的输出过程。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的装置，通过在四通单元1上连接三通管体2，通过三通管体2连接第二阀门4和密封单元5，在满足四通单元1原有使用要求的基础上，在四通单元1、三通管体2和密封单元5中为传感光缆提供了容置空间，而且密封单元5中包括盘根52，用于对传感光缆进行密封，从而提高了装置的密封性。又由于该装置中配置了套筒6，在传感光缆的外铠损坏时，通过将套筒6套装在密封单元5上，可以实现对井口的封堵，防止液体喷涌出来。上述装置利用密封单元5和套筒6共同作用，使装置具有较高的密封性，能够防止井下的液体沿传感光缆向上喷涌出来。长期应用上述装置，可以提高造腔监测效率，减少维修维护费用。
进一步地，通过在四通单元1的下端开口11和第二开口14的连接处设置过渡斜面，使传感光缆的通道内不再存在锐角或直角的棱，从而减少该通道对传感光缆的外铠的磨损，从而提高了传感光缆的使用寿命。由于传感光缆不易被磨损，因此，储气库中的液体也就不易通过破损的传感光缆向上喷涌出来，通过这种结构也进一步提高了装置的密封性能和安全性能。
图3是本申请实施例提供的一种安装传感光缆的方法的流程图，请参见图3，该方法包括：
301、将传感光缆沿密封单元5、三通管体2、四通单元1、套筒6的顺序穿过井口装置。
在该步骤中，传感光缆的外部通常具有一层钢丝形成的外铠，既用于保护传感光缆内部的光纤，也具有密封性，防止液体透过该外铠进入传感光缆的内部。
由于密封单元5的内部具有盘根52，因此，需要先将传感光缆穿入密封单元5的顶丝53、盘根52和密封座51内，然后通过旋紧顶丝53，使顶丝53向下对挤压盘根52，使盘根52沿轴向缩短，沿径向膨胀，从而对传感光缆进行密封。
302、将该传感光缆的穿入井下的一端下放到油水界面以下。
由于传感光缆可以作为分布式传感器，该分布式传感器在油中时和在水中时，可以向上传输不同的信号，而信号又与传感光缆的下放深度相对应，因此，信号处理设备可以基于信号的不同对油水界面进行识别。
303、将该传感光缆的位于井上的一端与信号分析设备相连接。
该信号分析设备用于对传感光缆传输回的信号进行分析，进一步地，该信号分析设备还与输出设备相连接，从而可以实时输出油水界面的深度，以便操作人员对其进行观察和控制，以及后续通过调节油水界面的高度来控制溶腔顶板的形状。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的方法，通过在四通单元1上连接三通管体2，通过三通管体2连接第二阀门4和密封单元5，在满足四通单元1原有使用要求的基础上，在四通单元1、三通管体2和密封单元5中为传感光缆提供了容置空间，而且密封单元5中包括盘根52，用于对传感光缆进行密封，从而提高了装置的密封性。又由于该装置中配置了套筒6，在传感光缆的外铠损坏时，通过将套筒6套装在密封单元5上，可以实现对井口的封堵，防止液体喷涌出来。上述装置利用密封单元5和套筒6共同作用，使装置具有较高的密封性，能够防止井下的液体沿传感光缆向上喷涌出来。长期应用上述装置，可以提高造腔监测效率，减少维修维护费用。
上述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于安装传感光缆的井口装置，其特征在于，所述装置包括：四通单元(1)、三通管体(2)、第一阀门(3)、第二阀门(4)、密封单元(5)以及套筒(6)；
所述四通单元(1)具有内部贯通的四个开口，下端开口(11)用于连接套管，上端开口(12)用于连接闸门，水平方向的第一开口(13)用于连接所述第一阀门(3)，水平方向的第二开口(14)连接所述三通管体(2)的第一端(21)；
所述三通管体(2)的第二端(22)连接所述第二阀门(4)，第三端(23)连接所述密封单元(5)，所述套筒(6)可拆卸的套装在所述密封单元(5)上；
所述四通单元(1)、所述三通管体(2)以及所述密封单元(5)的内腔连通，形成用于容置传感光缆的通道；
所述密封单元(5)包括：密封座(51)、盘根(52)和顶丝(53)，所述盘根(52)用于对所述传感光缆进行密封；
所述密封座(51)的底部与所述三通管体(2)的第三端(23)连接，顶部具有第一沉孔(511)，所述第一沉孔(511)的底部开设有第二沉孔(512)，所述第二沉孔(512)用于容置所述盘根(52)，所述第一沉孔(511)用于连接所述顶丝(53)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述四通单元(1)的下端开口(11)和第二开口(14)的连接处具有过渡斜面。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述三通管体(2)包括水平管(24)和倾斜管(25)；
所述倾斜管(25)的一端连接在所述水平管(24)的侧壁上，另一端形成所述三通管体(2)的第三端(23)。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶丝(53)的底部具有与所述第二沉孔(512)的内径向适配的环状凸起(531)，用于与所述盘根(52)相抵。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封单元(5)还包括由壬法兰(54)，用于连接所述三通管体(2)和密封座(51)；
所述由壬法兰(54)包括：圆盘(541)和凸出于所述圆盘(541)的中部的连接部(542)，所述圆盘(541)上具有多个周向分布的法兰孔，多个所述法兰孔用于连接所述三通管体(2)，所述连接部(542)用于连接所述密封座(51)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述连接部(542)的顶部具有第一内螺纹，所述密封座(51)的底部具有与所述第一外螺纹适配的第一内螺纹；
所述连接部(542)和所述密封座(51)之间通过螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述套筒(6)的底部具有第二内螺纹，所述密封座(51)的底部具有与所述第二内螺纹适配的外螺纹；
所述套筒(6)和所述密封座(51)之间通过螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述套筒(6)的外壁上具有防滑纹。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：压力表(7)，所述压力表(7)连接于所述第二阀门(4)的远离所述三通管体(2)的一端。
10.一种安装传感光缆的方法，其特征在于，所述方法包括：
将传感光缆沿密封单元(5)、三通管体(2)、四通单元(1)、套筒(6)的顺序穿过井口装置；
将所述传感光缆的穿入井下的一端下放到油水界面以下；
将所述传感光缆的位于井上的一端与信号分析设备相连接。
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