CN115680544A - 一种多通道光纤穿越测试套管头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油机械技术领域，特别涉及一种多通道光纤穿越测试套管头。该装置的套管头上端连接预留光纤穿越装置，预留光纤穿越装置上端连接套管头四通，套管头四通上端连接转换测试装置，套管头内安装一级套管悬挂器，一级套管悬挂器与套管头之间通过金属密封，套管头四通内安装二级悬挂器，二级悬挂器与套管头四通之间通过金属密封。本发明实现了套管悬挂器与套管头及套管头四通之间为金属密封，设计多通道光纤穿越结构，具有油气井高压下密封性能优越、使用持久、操作简单、安全可靠的优点，同时可以实现卡瓦式悬挂的光纤穿越，进一步增强装置的实用性、可靠性及安全性。
Description
技术领域：
本发明涉及石油机械技术领域，特别涉及一种多通道光纤穿越测试套管头。
背景技术：
根据页岩油、页岩气等非常规油气开采工艺需要，需要光纤下套管固井，以实现连续生产动态监测技术。光纤下入后需要穿越套管头等井口装置到地面控制系统。
现有的国内外光纤穿越式套管头悬挂器主密封及二次密封方式，全部采用非金属密封，光纤穿越通道单一，这种结构主要缺点有：
1、耐高压能力弱、耐腐蚀性差、密封性能差；由于密封采用非金属橡胶密封，受温度变化影响较大，易老化，不利于保持密封长期的有效性；承受高压能力差，不适用于油气井大规模酸化压裂施工工艺及含硫化氢、二氧化碳等腐蚀介质的天然气井长期高压开采工况；
2、光纤穿越方法单一，制造工艺复杂，不适于多通道光纤穿越，不利于现场安装；
3、只适用于芯轴式悬挂器的光纤穿越，无法实现卡瓦式悬挂套管时的光纤穿越。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种多通道光纤穿越测试套管头，该装置实现了套管悬挂器与套管头及套管头四通之间为金属密封，设计多通道光纤穿越结构，具有油气井高压下密封性能优越、使用持久、操作简单、安全可靠的优点，同时可以实现卡瓦式悬挂的光纤穿越，进一步增强装置的实用性、可靠性及安全性。克服了现有光纤穿越式套管头悬挂器采用非金属密封，耐高压能力弱、耐腐蚀性差、密封性能差，光纤穿越通道单一，制造工艺复杂，只适用于芯轴式悬挂器的光纤穿越，无法实现卡瓦式悬挂套管时的光纤穿越的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种多通道光纤穿越测试套管头，包括套管头；套管头上端连接预留光纤穿越装置，预留光纤穿越装置上端连接套管头四通，套管头四通上端连接转换测试装置，套管头内安装一级套管悬挂器，一级套管悬挂器与套管头之间通过金属密封，套管头四通内安装二级悬挂器，二级悬挂器与套管头四通之间通过金属密封，一级套管悬挂器采用芯轴式套管悬挂器或者卡瓦式套管悬挂器，一级套管悬挂器采用芯轴式套管悬挂器时该芯轴式套管悬挂器上开有多条光纤穿越通道Ⅰ，二级悬挂器上开有多条光纤穿越通道Ⅰ，套管头上端法兰、预留光纤穿越装置侧壁上、套管头四通侧壁和法兰上、转换测试装置侧壁上均开有光纤穿越通道Ⅱ，光纤穿越通道Ⅱ出口端安装有光纤穿越出口密封总成，光纤穿越出口密封总成能够对穿越的光纤进行密封。
一级套管悬挂器采用卡瓦式套管悬挂器，该卡瓦式套管悬挂器包括卡瓦坐挂密封总成和安装悬挂在卡瓦坐挂密封总成内的卡瓦，卡瓦坐挂密封总成与套管头之间通过金属密封，卡瓦坐挂密封总成上开有多条光纤穿越通道Ⅰ。
二级悬挂器采用芯轴式套管悬挂器，该芯轴式套管悬挂器上端与转换测试装置之间金属密封，芯轴式套管悬挂器下端与套管头四通之间金属密封。
二级悬挂器采用卡瓦式套管悬挂器，该卡瓦式套管悬挂器包括卡瓦坐挂密封总成和安装悬挂在卡瓦坐挂密封总成内的卡瓦，卡瓦坐挂密封总成与套管头四通之间通过金属密封，卡瓦坐挂密封总成上开有多条光纤穿越通道Ⅰ。
光纤穿越出口密封总成采用卡套式金属密封机构。
光纤穿越出口密封总成采用光纤高压密封组合机构，该光纤高压密封组合机构包括设置在光纤穿越通道Ⅱ内的凸压垫、填料和凹压垫，凹压垫外侧设置填料压帽，填料压帽能够对凸压垫、填料和凹压垫进行压紧固定，光纤穿越时从凸压垫、填料、凹压垫、填料压帽中心穿出，通过填料压帽对填料压紧实现对光纤密封。
本发明的有益效果是：
(1)结构新颖，操作简单，高压气密封效果好，性能稳定，长期使用安全可靠；
(2)现场应用性强，大力降低生产作业成本，降低安全风险；
(3)光纤穿越操作简单，密封可靠，并可以实现多条光纤同时穿入；
(4)该装置特别适用于页岩油、页岩气等非常规油气井测试开发井。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为一级套管悬挂器采用卡瓦式套管悬挂器的结构示意图。
图3为一级套管悬挂器采用芯轴式套管悬挂器的结构示意图。
图4为光纤高压密封组合机构的结构示意图。
具体实施方式：
如图1、图2、图3所示，一种多通道光纤穿越测试套管头，包括套管头1；套管头1上端连接预留光纤穿越装置3，预留光纤穿越装置3上端连接套管头四通4，套管头四通4上端连接转换测试装置6，套管头1内安装一级套管悬挂器2，一级套管悬挂器2与套管头1之间通过金属密封，套管头四通4内安装二级悬挂器5，二级悬挂器5与套管头四通4之间通过金属密封，一级套管悬挂器2采用芯轴式套管悬挂器或者卡瓦式套管悬挂器，一级套管悬挂器2采用芯轴式套管悬挂器时该芯轴式套管悬挂器上开有多条光纤穿越通道Ⅰ，二级悬挂器5上开有多条光纤穿越通道Ⅰ，套管头1上端法兰、预留光纤穿越装置3侧壁上、套管头四通4侧壁和法兰上、转换测试装置6侧壁上均开有光纤穿越通道Ⅱ，光纤穿越通道Ⅱ出口端安装有光纤穿越出口密封总成7，光纤穿越出口密封总成7能够对穿越的光纤进行密封。
一级套管悬挂器2采用卡瓦式套管悬挂器，该卡瓦式套管悬挂器包括卡瓦坐挂密封总成8和安装悬挂在卡瓦坐挂密封总成8内的卡瓦9，卡瓦坐挂密封总成8与套管头1之间通过金属密封，卡瓦坐挂密封总成8上开有多条光纤穿越通道Ⅰ。
二级悬挂器5采用芯轴式套管悬挂器，该芯轴式套管悬挂器上端与转换测试装置6之间金属密封，芯轴式套管悬挂器下端与套管头四通4之间金属密封。
二级悬挂器5采用卡瓦式套管悬挂器，该卡瓦式套管悬挂器包括卡瓦坐挂密封总成8和安装悬挂在卡瓦坐挂密封总成8内的卡瓦9，卡瓦坐挂密封总成8与套管头四通4之间通过金属密封，卡瓦坐挂密封总成8上开有多条光纤穿越通道Ⅰ。
工作压力≤70MPa时，光纤穿越出口密封总成7采用卡套式金属密封机构。
如图4所示，工作压力＞70MPa时，光纤穿越出口密封总成7采用光纤高压密封组合机构，该光纤高压密封组合机构包括设置在光纤穿越通道Ⅱ内的凸压垫10、填料11和凹压垫12，凹压垫12外侧设置填料压帽13，填料压帽13能够对凸压垫10、填料11和凹压垫12进行压紧固定，光纤穿越时从凸压垫10、填料11、凹压垫12、填料压帽13中心穿出，通过填料压帽13对填料11压紧实现对光纤密封。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多通道光纤穿越测试套管头，包括套管头(1)；其特征在于：套管头(1)上端连接预留光纤穿越装置(3)，预留光纤穿越装置(3)上端连接套管头四通(4)，套管头四通(4)上端连接转换测试装置(6)，套管头(1)内安装一级套管悬挂器(2)，一级套管悬挂器(2)与套管头(1)之间通过金属密封，套管头四通(4)内安装二级悬挂器(5)，二级悬挂器(5)与套管头四通(4)之间通过金属密封，一级套管悬挂器(2)采用芯轴式套管悬挂器或者卡瓦式套管悬挂器，一级套管悬挂器(2)采用芯轴式套管悬挂器时该芯轴式套管悬挂器上开有多条光纤穿越通道Ⅰ，二级悬挂器(5)上开有多条光纤穿越通道Ⅰ，套管头(1)上端法兰、预留光纤穿越装置(3)侧壁上、套管头四通(4)侧壁和法兰上、转换测试装置(6)侧壁上均开有光纤穿越通道Ⅱ，光纤穿越通道Ⅱ出口端安装有光纤穿越出口密封总成(7)，光纤穿越出口密封总成(7)能够对穿越的光纤进行密封。
2.按照权利要求1所述的多通道光纤穿越测试套管头，其特征在于：所述一级套管悬挂器(2)采用卡瓦式套管悬挂器，该卡瓦式套管悬挂器包括卡瓦坐挂密封总成(8)和安装悬挂在卡瓦坐挂密封总成(8)内的卡瓦(9)，卡瓦坐挂密封总成(8)与套管头(1)之间通过金属密封，卡瓦坐挂密封总成(8)上开有多条光纤穿越通道Ⅰ。
3.按照权利要求1所述的多通道光纤穿越测试套管头，其特征在于：所述二级悬挂器(5)采用芯轴式套管悬挂器，该芯轴式套管悬挂器上端与转换测试装置(6)之间金属密封，芯轴式套管悬挂器下端与套管头四通(4)之间金属密封。
4.按照权利要求1所述的多通道光纤穿越测试套管头，其特征在于：所述二级悬挂器(5)采用卡瓦式套管悬挂器，该卡瓦式套管悬挂器包括卡瓦坐挂密封总成(8)和安装悬挂在卡瓦坐挂密封总成(8)内的卡瓦(9)，卡瓦坐挂密封总成(8)与套管头四通(4)之间通过金属密封，卡瓦坐挂密封总成(8)上开有多条光纤穿越通道Ⅰ。
5.按照权利要求1所述的多通道光纤穿越测试套管头，其特征在于：所述光纤穿越出口密封总成(7)采用卡套式金属密封机构。
6.按照权利要求1所述的多通道光纤穿越测试套管头，其特征在于：所述光纤穿越出口密封总成(7)采用光纤高压密封组合机构，该光纤高压密封组合机构包括设置在光纤穿越通道Ⅱ内的凸压垫(10)、填料(11)和凹压垫(12)，凹压垫(12)外侧设置填料压帽(13)，填料压帽(13)能够对凸压垫(10)、填料(11)和凹压垫(12)进行压紧固定，光纤穿越时从凸压垫(10)、填料(11)、凹压垫(12)、填料压帽(13)中心穿出，通过填料压帽(13)对填料(11)压紧实现对光纤密封。
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