CN116220603A - 一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统和方法,本发明的智能采集系统包括固井套管,固井套管上端设置有井口密封装置和地面控制系统,固井套管的内部设置有采油泵、湿接头、测井仪器和井下工具段,采油泵上端通过油管和钢管电缆分别与井口密封装置和地面控制系统连接,湿接头包括湿接头公头和湿接头母头,湿接头公头与湿接头母头可拆卸式密封连接,湿接头公的上端连接采油泵,当需要对固井套管下端的各层原油或者井下工具段进行数据测量时,提拉湿接头公头与湿接头母头分离,将测井仪器连接在湿接头公头的下端穿过湿接头母头后,测井仪器与井下工具段连接实现数据测量。本发明在不影响采油效率的情况下,可随时进行测井及维护工作。
Description
技术领域
本发明属于油田智能分层采油技术领域,具体涉及一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统及方法,本发明的采集系统及其方法可适用于带压作业。
背景技术
精细化的智能分层采油技术对油田提高采油率起到很大作用,随着技术不断进步,油田在分层采油领域的工艺方法不断更新,目前油井大多以地面控制系统控制各油层的采油开关,再通过采油泵将原油运输至地面,用于后续过滤、分离和储存。
在实际采油过程中,由于各层原油的参数不断在发生变化,因此需要对各层原油进行测试分析。目前的采油管柱结构中,首先,由于采油泵不具备中心通道,需要进行井下测试时,需要将采油泵所在的管柱段提拉至地面,而所使用的湿接头亦不具备中心通道,测井仪器无法进行全井段不同深度的参数测试;第二,采油泵需要定期进行检修,目前使用的湿接头在多次对接后,油水分离液逐渐减少,降低了对接的可靠性,对整个系统参数和数据造成较大影响,导致所采集的数据和实际数据有误差,造成采集数据失真,而添加油水分离液时又需要将整个湿接头所在的管柱提出,不仅增加成本,同时采油效率下降。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统及方法,其以湿接头为界限,管柱上段的湿接头公头通过连续油管和采油泵连接,采油泵再通过连续油管和井口密封装置连接,管柱下段的湿接头母头具备中心通道,湿接头母头通过连续油管和井下工具段连接,无论何时需要测井或者检修采油泵时,只需将管柱上段提拉至地面后,即可进行后续操作,在不影响采油效率的情况下,可进行后续的测井及维护工作。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,包括固井套管,所述的固井套管上端设置有井口密封装置和地面控制系统,所述固井套管的内部从上到下依次设置有通过油管和钢管电缆连接的采油泵、湿接头、测井仪器和井下工具段,所述的采油泵上端通过油管和钢管电缆分别与井口密封装置和地面控制系统连接,其特征在于:所述的湿接头包括湿接头公头和湿接头母头,所述的湿接头母头中心设置有中心通道,所述的湿接头公头下端插设在所述的中心通道内与所述的湿接头母头可拆卸式密封连接,当需要对固井套管下端的各层原油或者井下工具段进行数据测量时,提拉所述的湿接头公头与湿接头母头分离,将所述测井仪器连接在所述湿接头公头的下端穿过所述的湿接头母头后,所述湿接头公头与湿接头母头进行二次对接,所述的测井仪器与所述井下工具段连接实现数据测量。
进一步,所述的湿接头母头的下端通过连续油管和钢管电缆依次与所述的测井仪器和井下工具段连接,所述湿接头公头的上端通过油管和钢管电缆连接所述的采油泵。
进一步,所述的井下工具段包括依次通过油管和钢管电缆连接的过电缆封隔器、有揽智能采集仪和固定凡尔组件,其中所述过电缆封隔器的上端连接在所述湿接头母头的下端。
进一步,所述固井套管下的每层油层内均设置有一组过电缆封隔器和有揽智能采集仪,所述最下层的有揽智能采集仪连接所述的固定凡尔组件。
进一步,所述的湿接头母头包括柱套,所述柱套的上、下端均设置有端盖,所述的柱套内套设有环套,所述环套与所述的柱套下端的端盖连接,所述的环套和柱套之间形成母头环形过流通道,所述环套的内周面上套设有母头导电环,所述母头导电环的上、下端部均设置有套设在所述环套内周面的母头绝缘套,所述一对母头绝缘套相对的两个外端端部还设置有套设在所述环套内周面的母头密封环;所述的柱套上端的端盖内周面径向分布设置有若干与所述母头环形过流通道贯通的第一液孔,所述柱套下端的端盖内周面径向分布设置有若干与所述母头环形过流通道贯通的第二液孔;所述的湿接头公头包括电缆头柱,所述电缆头柱上端设置有过流腔,所述过流腔的底部设置有公头过流通道,所述电缆头柱的外周面套设有与母头导电环接触导通的公头导电环,所述公头导电环的上、下端部均设置有套设在所述电缆头柱外周面的公头绝缘套,所述一对公头绝缘套相对的两个外端端部设置有套设在所述电缆头柱外周面的公头密封圈,所述电缆头柱的下端具有绝缘油容纳腔,所述绝缘油容纳腔的上端与所述的公头过流通道贯通连接,所述绝缘油容纳腔的内部从上到下依次设置有绝缘油单向阀、弹簧和差压滑轴,绝缘油单向阀上端的绝缘油容纳腔的径向设置有若干贯穿电缆头柱外周面的第三液孔,差压滑轴下端的绝缘油容纳腔的径向设置有若干贯穿电缆头柱外周面的第四液孔,所述用于填充的绝缘油由第四液孔进入所述绝缘油容纳腔内推动所述差压滑轴上移触动所述弹簧开启绝缘油单向阀后从第三液孔流出。
进一步,所述的湿接头母头包括还包括母头电缆,所述母头电缆的一端连接在所述的母头导电环上,所述母头电缆的另一端沿所述的环套向下延伸至所述柱套下端的端盖端部;所述的湿接头公头还包括公头电缆接头,所述公头电缆接头设置在所述的电缆头柱内的过流腔外周,所述公头电缆接头的上端插接有地面电缆,所述过流腔的上端连接所述油管。
进一步,所述湿接头公头插接在所述湿接头母头内时,所述公头电缆接头的下端通过电缆向下延伸与所述的公头导电环相接;所述的公头导电环与所述的母头导电环相互密封绝缘导通,所述的公头过流通道与所述的母头环形过流通道相连通;所述湿接头公头脱离所述的湿接头母头时,所述湿接头母头的中心通道形成用于下放测井仪器的通道。
进一步,所述的湿接头公头还包括配重块,所述的配重块连接在所述绝缘油容纳腔的下端。
进一步,所述的湿接头公头上设置有锁定结构,所述的锁定结构包括设置在所述湿接头公头的电缆头柱外周面的锁定块和锁定销;下放所述湿接头公头插入所述湿接头母头,所述锁定块被所述锁定销限位时所述湿接头公头和所述湿接头母头上端锁合连接,提拉所述湿接头公头,所述的锁定销断开,所述的湿接头公头和所述湿接头母头脱离。
本发明还提供一种可分离湿接头对接的有缆智能采集方法,包括下述步骤:
步骤1,将湿接头的湿接头母头、测井仪器和井下工具段通过油管和钢管电缆依次完成连接后,下放至固井套管的指定深度,密封固井套管上端井口,打压做封井下工具段;
步骤2,将采油泵、湿接头的湿接头公头依次通过油管和钢管电缆完成连接后进行下放,使所述的湿接头公头插接在所述的湿接头母头内,完成固井套管内的湿接头对接;同时连接地面控制系统和井口密封装置;
步骤3,通过地面控制系统读取井下工具段的电压、电流参数,判断湿接头对接是否可靠;不可靠,重新对接;确定对接可靠,执行下一步骤;
步骤4,根据井下工具段所反馈的需要开采油层的温度、压力数据,向开采油层的有揽智能采集仪下发指令,启动采油泵,完成该油层的采油工作;
步骤5,当需要对各层原油或者不同深度的固井套管内部进行测量时,提拉整个管柱上段,使所述的湿接头公头和湿接头母头分离,将测井仪器连接在所述湿接头公头的下端,再次下放管柱上段,完成湿接头公头和湿接母头的对接;
步骤6,通过地面控制系统控制测井仪器并接收测井仪器反馈采集的实时数据。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点和效果:
(1)本发明提供的有缆智能采集系统及方法,整个管柱以湿接头为界分成两段,其以湿接头为界限,管柱上段的湿接头公头通过连续油管和采油泵连接,采油泵再通过连续油管和井口密封装置连接,管柱下段的湿接头母头具备中心通道,湿接头母头通过连续油管和井下工具段连接,无论时需要测井或者检修采油泵时,只需将管柱上段提拉至地面后,即可进行后续操作,在不影响采油效率的情况下,可进行后续的测井及维护工作。
(2)本发明提供的有缆智能采集系统及方法,由于湿接头母头具备较大中心通道,当需要进行测试时,将管柱上段提出,测井仪器安装再湿接头公头下端,随管柱上段一同下井,可实现不同深度的参数的测量;同时湿接头母头由于具备单独的采油通道,测井仪器可以实现长时间的数据实时监控和测量,但不影响采油工作。
(3)本发明提供的有缆智能采集系统及方法,在使用时可将油水分离液置于湿接头公头上,在进行采油泵检修的同时,可以补充油水分离液,更换损坏的相关零件,保证多次对接时接触电阻的一致性,保证整个管柱电缆对采集和测试结果影响的一致性,保证采集和测试结结果的真实性。
附图说明
图1为本发明的可分离湿接头对接的有缆智能采集系统结构示意图。
图2为本发明的湿接头结构示意图。
图3为本发明的湿接头公头放大结构示意图。
图4为本发明的湿接头母头放大结构示意图。
图5为本发明的可分离湿接头对接的有缆智能采集方法流程图
1-1—固井套管、1-2—油管、1-3—采油泵、1-4—湿接头公头、1-5—湿接头母头、1-6—钢管电缆、1-7—测井仪器、1-8—过电缆封隔器、1-9—有揽智能采集仪、1-10—固定凡尔组件、1-11—地面控制系统,1-12—井口密封装置;
411-电缆头柱,412-锁定销,413-锁定块,414-公头上密封圈,415-公头上绝缘套,416-公头导电环,417-公头下绝缘套,418-公头下密封圈,419-绝缘油单向阀,4110-弹簧,4111-绝缘油容纳腔,4112-差压滑轴,4113-配重块,4114-公头电缆接头,4115-公头过流通道,4116-过流腔。
521-上端盖,522-柱套,523-环套,524-母头环形过流通道,525-母头上密封环,526-母头上绝缘套,527-母头导电环,528-母头下绝缘套,529-母头下密封环,5210-母头电缆,5211-下端盖。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的实施例进行详细说明,以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制,而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
如图1、图2所示。本发明提供的一种有缆智能采集系统,包括固井套管1-1,所述的固井套管1-1上端设置有井口密封装置1-12和地面控制系统1-11,所述固井套管1-1的内从上到下依次设置有通过连续油管1-2和钢管电缆1-6连接的采油泵1-3、湿接头、测井仪器1-7和井下工具段,所述的采油泵1-3上端通过连续油管1-2和钢管电缆1-6分别与井口密封装置1-12的采油树和地面控制系统1-11连接,其特征在于:所述的湿接头包括湿接头公头1-4和湿接头母头1-5,所述的湿接头母头1-5中心设置有中心通道,所述的湿接头公头1-4下端插设在所述的中心通道内与所述的湿接头母头1-5可拆卸式密封连接,所述湿接头公头1-4的上端通过油管1-2和钢管电缆1-6连接所述的采油泵1-3,当需要对固井套管1-1下端的各层原油或者井下工具段进行数据测量时,提拉所述的湿接头公头1-4与湿接头母头1-5分离,将所述测井仪器1-7连接在所述湿接头公头1-4的下端穿过所述的湿接头母头1-5后,所述湿接头公头1-4与湿接头母头1-5进行二次对接,所述的测井仪器1-7与所述井下工具段连接实现数据测量。此时湿接头母头1-5的下端通过油管1-2和钢管电缆1-6和测井仪器1-7上端连接,测井仪器1-7通过油管1-2和钢管电缆1-6和井下工具段连接。
进一步,所述的井下工具段包括过电缆封隔器1-8、有揽智能采集仪1-9和固定凡尔组件1-10,所述的过电缆封隔器1-8、有揽智能采集仪1-9和固定凡尔组件1-10通过油管1-2和钢管电缆1-6连接,其中所述过电缆封隔器1-8的上端连接在所述湿接头母头1-5的下端。
具体的说,其以湿接头为界限,通过湿接头公头1-4和采油泵1-3组成管柱上段,所述湿接头母头1-5、测井仪器1-7、过电缆封隔器1-8、有揽智能采集仪1-9和固定凡尔组件1-10组成管柱下段,管柱上段的湿接头公头1-4通过连续油管1-2和采油泵1-3连接,采油泵1-3再通过连续油管1-2和井口密封装置1-12连接,管柱下段的湿接头母头1-5由于具备中心通道,湿接头母头1-5通过连续油管1-2和井下工具段连接,无论时需要测井或者检修采油泵1-3时,只需将管柱上段提拉至地面后,即可进行后续操作,在不影响采油效率的情况下,可进行后续的测井及维护工作。采油泵1-3用于对原油加压加速,提高采油效率;湿接头公头1-4与湿接头母头1-5组成湿接头,实现管柱上段和管柱下段的上下分离和对接;通过钢管电缆1-6实现整个管柱上、下段通讯和信号传输,测井仪器1-7根据使用实际需求随时进行下放测试井下参数。湿接头公头1-4与湿接头母头1-5插接时为密封连接,油管1-2和所有井下仪器连接通过螺纹连接实现,连接时使用标准管钳拧紧。
进一步,所述固井套管1-1下的每层油层内均设置有一组过电缆封隔器1-8和有揽智能采集仪1-9,所述最下层的有揽智能采集仪1-9连接所述的固定凡尔组件1-10。
具体的说,固井套管1-1为油管1-2提供采油通道和仪器之间提供转接和拉力,根据不同的油层层数,每层油层均可下放一组过电缆封隔器1-8和有揽智能采集仪1-9,每层的过电缆封隔器1-8实现各油层之间的密封,防止油液交换,保持各油层的不同压力,每层有揽智能采集仪1-9实现对不同油层的采油工作,并采集不同油层的温度、压力、流量等参数,每层的过电缆封隔器1-8和有揽智能采集仪1-9通过连续油管1-2连接,连续油管连接之间用相对应的油管1-2结箍连接,同样使用管钳拧紧螺纹;最下层的有揽智能采集仪1-9通过油管1-2连接所述的固定凡尔组件1-10,固定凡尔组件1-10包括依次通过油管1-2连接的凡尔、筛管和丝堵,固定凡尔组件1-10在不影响采油的情况下,防止油液回流。
如图3、图4所示。进一步说,湿接头公头1-4和插入所述的湿接头母头1-5实现密封,拔出湿接头公头1-4后,湿接头母头1-5中心内腔作为下方管柱的通道使用。所述湿接头母头1-5包括柱套522和母头电缆5210,所述柱套522的上、下端均设置有端盖,所述的柱套522内套设有环套523,所述环套523与所述的柱套522下端的端盖连接,所述的环套523和柱套522之间形成母头环形过流通道524,所述环套523的内周面上套设有母头导电环527,所述母头导电环527的上、下端部均设置有套设在所述环套523内周面的母头绝缘套,所述一对母头绝缘套相对的两个外端端部还设置有套设在所述环套523内周面的母头密封环,所述的柱套522上端的端盖内周面径向分布设置有若干与所述母头环形过流通道贯通524的第一液孔,所述柱套522下端的端盖内周面径向分布设置有若干与所述母头环形过流通道524贯通的第二液孔。所述母头电缆5210的一端连接在所述的母头导电环527上,母头电缆5210的另一端沿所述的环套523向下延伸至所述柱套522下端的端盖端部。
具体的说,湿接头母头1-5为圆形管体结构,内部上下端贯通形成中心通道。湿接头母头1-5下端可与工具段油管1-2连接。柱套522为环形筒体,上下端设置有环形口槽。所述的端盖包括上端盖521和下端盖5211,上端盖521和下端盖5211端部设置台阶面与柱套522上下端环形口槽匹配。柱套522和上端盖521和下端盖5211密封连接螺母或过盈配合。上端盖521内腔成锥形腔体便于液体流入和湿接头公头1-4插入,上端盖521沿所述的内腔壁上开设若干径向分布的第一液孔,第一液孔沿上端盖521内腔壁轴向贯通将上端盖521的内腔与过流通道524上端贯通。下端盖5211内腔成锥形腔体便于液体流出,下端盖5211沿所述的内腔壁上开设若干径向分布的第二液孔,第一液孔沿下端盖5211内腔壁轴向贯通将下端盖5211的内腔与过流通道524下端贯通。第一液孔、第二液孔和过流通道524连通形成注水通道。当湿接头母头1-5的中心通道内插入湿接头公头1-4时,注水通道可作为替代中心通道的注水通道。
所述的环套523也为环形筒体,环套523下端套壁内轴向设置有容纳母头电缆5210第一电缆通道,第一电缆通道上端贯通套壁后与母头导电环527相通,母头电缆5210上端沿第一电缆通道延伸至母头导电环527与其连接。在下端盖5211的内壁内设置轴向的第二电缆通道与环套523上的第一电缆通道贯通,第二电缆通道贯通下端盖5211的上下端面。母头电缆5210的下端部沿第二电缆通道延伸至下端盖5211的端部。所述母头密封环包括母头上密封环525和母头下密封环529,母头绝缘套包括母头上绝缘套526和母头下绝缘套528,母头上绝缘套526和母头下绝缘套528设置在母头导电环527两端实现母头导电环527的绝缘,母头上密封环525和母头下密封环529分别设置在母头上绝缘套526和母头下绝缘套528两端实现母头导电环527的密封。
进一步,所述的湿接头公头1-4包括电缆头柱411和公头电缆接头4114,所述电缆头柱411上端设置有过流腔4116,所述过流腔4116底部设置有公头过流通道4115,所述公头电缆接头4114设置在所述电缆头柱411内的过流腔4116外周;所述电缆头柱411的外周面套设有与母头导电环527接触导通的公头导电环416,所述公头导电环416的上、下端部均设置有套设在所述电缆头柱411外周面的公头绝缘套,所述一对公头绝缘套相对的两个外端端部还设置有套设在所述电缆头柱411外周面的公头密封圈,所述电缆头柱411的下端具有绝缘油容纳腔4111,所述绝缘油容纳腔4111的内部从上到下依次设置有绝缘油单向阀419、弹簧4110和差压滑轴4112,绝缘油单向阀419上端的绝缘油容纳腔4111的径向设置有若干贯穿电缆头柱411外周面的第三液孔,差压滑轴4112下端的绝缘油容纳腔4111的径向设置有若干贯穿电缆头柱411外周面的第四液孔,所述用于填充的绝缘油由第四液孔进入所述绝缘油容纳腔4111的下部内推动所述差压滑轴4112上移触动所述弹簧4110挤压开启绝缘油单向阀419后从第三液孔流出。所述公头电缆4114插设在所述的电缆头柱411内,所述公头电缆4114的一端向上延伸出所述的电缆头柱411上端部,公头电缆的另一端沿所述的电缆头柱411向下延伸与所述的公头导电环416相接。
具体的说,电缆头柱411为圆柱腔体体结构,电缆头柱411上端的过流腔4116为圆柱形空腔,过流腔4116的内腔表面具有内螺纹,通过内螺纹和连续油管1-2螺纹连接,并实现密封。电缆头柱411的内部中心开设有第三电缆通道,第三电缆通道下端径向贯穿电缆头柱411后与公头导电环416相对,公头电缆接头4114下端通过电缆从第三电缆通道延伸与公头导电环416的内环面相接。过流腔4116底部的公头过流通道4115设置在第三电缆通道的外周,公头过流通道4115的轴向为腰型结构,径向为C型结构分布,公头过流通道4115的下端贯通电缆头柱411的外周面。电缆头柱411的上端连接油管1-2,公头电缆接头4114则插接地面电缆。
公头密封圈包括公头上密封圈414和公头下密封圈418,公头绝缘套包括公头上绝缘套415和公头下绝缘套417,公头上绝缘套415和公头下绝缘套417设置在公头导电环两端实现公头导电环416的绝缘,公头上密封圈414和公头下密封圈418分别设置在公头上绝缘套415和公头下绝缘套417两端实现公头导电环416的密封。湿接头公头1-4和湿接头母头1-5相互插接配合时,公头导电环416和母头导电环527实现密封绝缘导通;第三液孔和第四液孔形成绝缘油的环形导通使绝缘油单向阀419实现开闭,公头过流通道4115则和母头环形过流通道524连通用于过液。
进一步,所述湿接头公头1-4插接在所述湿接头母头1-5内时,所述的公头导电环416和母头导电环527相互密封绝缘导通;所述湿接头公头1-4脱离所述的湿接头母头1-5时,所述湿接头母头1-5的中心通道形成用于下放测井仪器1-7的通道。所述湿接头公头1-4和湿接头母头1-5相互插接配合时,所述的公头导电环416和母头导电环527相互实现贴合导通,此时一对公头绝缘套和一对母头绝缘套相互贴合将所述的公头导电环416和母头导电环527的两端绝缘,一对公头密封圈和一对外部密封圈相互贴合将所述一对母头绝缘套和公头绝缘套的两端密封。
具体的说,湿接头公头1-4插入所述的湿接头母头1-5时,湿接头公头1-4负责与湿接头母头1-5对接,湿接头公头1-4与湿接头母头1-5对接后一起实现电缆与井下有缆式电动测封一体化智能分注仪52之间的电气连接与密封绝缘。湿接头公头1-4和湿接头母头1-5对接密封后,上下密封面之间形成空腔导电腔体同时,可以防止导电腔体内的绝缘油和油管1-2内的注水液发生内外液体交换。
所述的湿接头公头1-4和湿接头母头1-5相互插接配合对接时,湿接头公头1-4在自身重力和冲力的作用下完成上、下密封面密封的同时,锁定机构实现锁定功能,防止仪器上窜,绝缘油单向阀419依靠湿接头母头1-5的侧壁完成解锁,此时湿接头母头1-5内腔和绝缘油容纳腔4111联通。由于差压滑套4112下表面压力大于上表面压力,差压滑套4112向上运动,将绝缘油容纳腔4111内的绝缘油注入到对接后的导电腔体内,同时将导电腔体内残留的水渍排出,使导电腔体内充满绝缘油,实现公头导电环416和母头导电环527与外部环境的绝缘效果。排出导电腔体内残留水渍,填充绝缘油时通过自动注油机构实现。
所述的湿接头母头1-5由于具有中心通道和母头环形过流通道524,中心通道用于和湿接头公头1-4对接,母头环形过流通道524用于过液。需要提出湿接头公头1-4时,用力提拉电缆带动电缆头柱411向上运动,此时锁定机构失效,湿接头公头1-4和湿接头母头1-5分离。当湿接头公头1-4上提后,湿接头母头1-5的中心通道可作为测井仪器通道使用。湿接头公头1-4再次下击对接湿接头母头1-5时只需要补充绝缘油,并更换损坏的零件。
进一步,所述的湿接头公头1-4还包括配重块4113,所述的配重块4113连接在所述绝缘油容纳腔4111下端。所述配重块4113与湿接头公头1-4下端绝缘油容纳腔4111下端部螺纹密封连接,配重块4113的加持增加了湿接头公头1-4的重力,使得湿接头公头1-4可以依靠自身的重力完成和湿接头母头1-5的对接。
进一步,所述的湿接头公头1-4上设置有锁定结构,所述的锁定结构包括设置在所述湿接头公头的电缆头柱411外周面的锁定块413和锁定销412,所述锁定块413被所述锁定销412限位时所述湿接头公头1-4和所述湿接头母头1-5上端锁合连接,所述的锁定销413断开时,所述的湿接头公头1-4和湿接头母头1-5脱离。电缆头柱411上连接有地面电缆,同时可提供悬挂力及导电、通讯功能。
具体的说,位于一对公头密封圈上端的电缆头柱411外周面与所述湿接头母头1-5的上端的内周面之间设置有将两者锁合连接的锁定结构。锁定结构的锁定块413被锁定销412限位时所述的电缆头柱411和所述湿接头母头1-5上端锁合连接,所述的锁定销412断开时,所述的电缆头柱411脱离湿接头母头1-5的中心通道。
所述的锁定块413沿电缆头柱411外周面径向分布,电缆头柱411外周面上开设锁定槽,锁定块413一端铰接在锁定槽内,锁定块413另一端延伸至出电缆头柱411外周面,锁定块413延伸出电缆头柱411的端部可在轴向上下旋转伸缩进出锁定槽,锁定槽内的锁定块413上表面设置有扭簧,扭簧嵌设在锁定槽和锁定块413之间为锁定块向下回弹提供弹力。
所述的锁定结构主要在湿接头公头1-4和湿接头母头1-5对接完成后提供锁定力,防止湿接头公头1-4脱离出湿接头母头1-5。下井时,湿接头公头1-4下放,锁定块413压缩扭簧,锁定块413向上旋转收回,湿接头公头1-4可以通过缩颈段,然后在扭簧作用下锁定块413回弹锁定,由于锁定销412径向分布在锁定块413上端的电缆头柱411外周与锁定块413轴向上下相对应,锁定销412的存在,锁定块413不可以向下旋转收回,向上不能通过湿接头母42上端盖的缩颈段,因此锁定块413不能向上运动,实现卡定。
锁定结构解锁时,向上提拉湿接头公头1-4的电缆头柱411,当提拉力超过锁定销412的极限剪切应力后,电缆头柱411剪断锁定销412,电缆头柱411相对锁定销412向上发生小距离位移,电缆头柱411和锁定销412脱离,锁定销412对锁定块413的限位解除,此时,锁定块由于扭簧作用向下旋转收回,湿接头公头1-4可通过湿接头母头1-5上端盖的缩颈段,可被顺利提出。锁定销412为了便于剪断处理,锁定销412优选为铜销钉。
如图5所示。本发明还提供的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集方法,包括下述步骤:
步骤1),使用井口卡盘和缆车相互配合,采用逐节连接,逐节拧紧的方式,将管柱下段的湿接头母头1-5、测井仪器1-7、过电缆封隔器1-8、有揽智能采集仪1-9和固定凡尔组件1-10通过油管1-2和钢管电缆1-6依次完成连接后,用缆车悬挂下放至固井套管1-1的指定深度,有揽智能采集仪1-9下井前需要保证有揽智能采集仪1-9处于关闭状态;密封固井套管1-1的井口,打压做封过电缆封隔器1-8。
具体的说,根据所述不同的油层层数,每层油层均可下放一组过电缆封隔器1-8和有揽智能采集仪1-9,每层的过电缆封隔器1-8实现各油层之间的密封,防止油液交换,保持各油层的不同压力,有揽智能采集仪实现对不同油层的采油工作,并采集不同油层的温度、压力、流量等参数,每层的过电缆封隔器1-8和有揽智能采集仪1-9通过连续油管1-2连接,最下层的有揽智能采集仪1-9通过油管1-2连接所述的固定凡尔组件1-10,固定凡尔组件1-10包括依次通过油管连接的凡尔、筛管和丝堵。
步骤2)再次使用井口卡盘和缆车相互配合,采用逐节连接,逐节拧紧的方式,将管柱上段的采油泵1-3和湿接头公头1-4依次通过油管1-2和钢管电缆1-6完成连接后,用缆车悬挂依靠自身重力下放,使湿接头公头1-4插接在所述的湿接头母头1-5内,完成固井套管1-1内的湿接头的对接,同时连接地面控制系统1-11和井口密封装置1-12,完成管柱上段和管柱下段对接。
步骤3)通过地面控制系统1-11读取井下工具段内电压、电流等参数,判断湿接头对接是否可靠;不可靠,重新对接;确定对接可靠后,执行下一步骤;
步骤4)根据井下工具段的相应每层油层的过电缆封隔器1-8、有揽智能采集仪1-9和固定凡尔组件1-10反馈的所需要开采油层的温度、压力等数据,向开采油层的有揽智能采集仪1-9下发指令,打开节流阀,启动采油泵1-3,完成该油层的采油工作,每层油层采油时,相应油层的有揽智能采集仪1-9可以实时采集原油的流量数据发送至地面控制系统1-11,便于该层原油的后续处理。
步骤5)当需要对各层原油或者对固井套管1-1内不同深度的管柱上下段内部进行测量时,只需提拉整个管柱上段,使湿接头公头1-4和湿接头母头1-5分离,更换湿接头公头1-4上消耗件和破损件,检修采油泵1-3后,将测井仪器1-7连接在湿接头公头1-4下端,用上述同样的安装方式下放管柱上段,再次完成湿接头公头1-4和湿接母头1-5的对接;
步骤6)通过地面控制系统1-11控制测井仪器1-7接收测井仪器1-7采集反馈的实时数据。当然若测井仪器1-7使用铠装电缆工作,可直接使用缆车下放测井仪器1-7完成实时数据采集,同时进行采油工作。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,包括固井套管(1-1),所述的固井套管(1-1)上端设置有井口密封装置(1-12)和地面控制系统(1-11),所述固井套管(1-1)的内部从上到下依次设置有通过油管(1-2)和钢管电缆(1-6)连接的采油泵(1-3)、湿接头、测井仪器(1-7)和井下工具段,所述的采油泵(1-3)上端通过油管(1-2)和钢管电缆(1-6)分别与井口密封装置(1-12)和地面控制系统(1-11)连接,其特征在于:所述的湿接头包括湿接头公头(1-4)和湿接头母头(1-5),所述的湿接头母头(1-5)中心设置有中心通道,所述的湿接头公头(1-4)下端插设在所述的中心通道内与所述的湿接头母头(1-5)可拆卸式密封连接,当需要对固井套管(1-1)下端的各层原油或者井下工具段进行数据测量时,提拉所述的湿接头公头(1-4)与湿接头母头(1-5)分离,将所述测井仪器(1-7)连接在所述湿接头公头(1-4)的下端穿过所述的湿接头母头(1-5)后,所述湿接头公头(1-4)与湿接头母头(1-5)进行二次对接,所述的测井仪器(1-7)与所述井下工具段连接实现数据测量。
2.根据权利要求1所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,其特征在于:所述的湿接头母头(1-5)的下端通过连续油管(1-2)和钢管电缆(1-6)依次与所述的测井仪器(1-7)和井下工具段连接,所述湿接头公头(1-4)的上端通过油管(1-2)和钢管电缆(1-6)连接所述的采油泵(1-3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,其特征在于:所述的井下工具段包括依次通过油管(1-2)和钢管电缆(1-6)连接的过电缆封隔器(1-8)、有揽智能采集仪(1-9)和固定凡尔组件(1-10),其中所述过电缆封隔器(1-8)的上端连接在所述湿接头母头(1-5)的下端。
4.根据权利要求3所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,其特征在于:所述固井套管(1-1)下的每层油层内均设置有一组过电缆封隔器(1-8)和有揽智能采集仪(1-9),所述最下层的有揽智能采集仪(1-9)连接所述的固定凡尔组件(1-10)。
5.根据权利要求4所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,其特征在于:所述的湿接头母头(1-5)包括柱套(522),所述柱套(522)的上、下端均设置有端盖,所述的柱套(522)内套设有环套(523),所述环套(523)与所述的柱套(522)下端的端盖连接,所述的环套(523)和柱套(522)之间形成母头环形过流通道(524),所述环套(523)的内周面上套设有母头导电环(527),所述母头导电环(527)的上、下端部均设置有套设在所述环套(523)内周面的母头绝缘套,所述一对母头绝缘套相对的两个外端端部还设置有套设在所述环套(523)内周面的母头密封环;所述的柱套(522)上端的端盖内周面径向分布设置有若干与所述母头环形过流通道(524)贯通的第一液孔,所述柱套(522)下端的端盖内周面径向分布设置有若干与所述母头环形过流通道(524)贯通的第二液孔;所述的湿接头公头(1-4)包括电缆头柱(411),所述电缆头柱(411)上端设置有过流腔(4116),所述过流腔(4116)的底部设置有公头过流通道(4115),所述电缆头柱(411)的外周面套设有与母头导电环(527)接触导通的公头导电环(416),所述公头导电环(416)的上、下端部均设置有套设在所述电缆头柱(411)外周面的公头绝缘套,所述一对公头绝缘套相对的两个外端端部设置有套设在所述电缆头柱(411)外周面的公头密封圈,所述电缆头柱(411)的下端具有绝缘油容纳腔(4111),所述绝缘油容纳腔(4111)的内部从上到下依次设置有绝缘油单向阀(419)、弹簧(4110)和差压滑轴(4112),绝缘油单向阀(419)上端的绝缘油容纳腔(4111)的径向设置有若干贯穿电缆头柱(411)外周面的第三液孔,差压滑轴(4112)下端的绝缘油容纳腔(4111)的径向设置有若干贯穿电缆头柱(411)外周面的第四液孔,所述用于填充的绝缘油由第四液孔进入所述绝缘油容纳腔(4111)内推动所述差压滑轴(4112)上移触动所述弹簧(4110)开启绝缘油单向阀(419)后从第三液孔流出。
6.根据权利要求5所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,,其特征在于:所述的湿接头母头(1-5)包括还包括母头电缆(5210),所述母头电缆(5210)的一端连接在所述的母头导电环(527)上,所述母头电缆(5210)的另一端沿所述的环套(523)向下延伸至所述柱套(522)下端的端盖端部;所述的湿接头公头(1-4)还包括公头电缆接头(4114),所述公头电缆接头(4114)设置在所述的电缆头柱(411)内的过流腔(4116)外周,所述公头电缆接头(4114)的上端插接有地面电缆,所述过流腔(4116)的上端连接所述油管(1-2)。
7.根据权利要求6所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,,其特征在于:所述湿接头公头(1-4)插接在所述湿接头母头(1-5)内时,所述公头电缆接头(4114)的下端通过电缆向下延伸与所述的公头导电环(416)相接;所述的公头导电环(416)与所述的母头导电环(527)相互密封绝缘导通;所述的公头过流通道(4115)与所述的母头环形过流通道(524)相连通;所述湿接头公头(1-4)脱离所述的湿接头母头(1-5)时,所述湿接头母头(1-5)的中心通道形成用于下放测井仪器(1-7)的通道。
8.根据权利要求7所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,其特征在于:所述的湿接头公头(1-4)还包括配重块(4113),所述的配重块(4113)连接在所述绝缘油容纳腔(4111)的下端。
9.根据权利要求8所述的一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统,其特征在于:所述的湿接头公头(1-4)上设置有锁定结构,所述的锁定结构包括设置在所述湿接头公头(1-4)的电缆头柱(411)外周面的锁定块(413)和锁定销(412);下放所述湿接头公头(1-4)插入所述湿接头母头(1-5),所述锁定块(413)被所述锁定销(412)限位时所述湿接头公头(1-4)和所述湿接头母头(1-5)上端锁合连接,提拉所述湿接头公头(1-4),所述的锁定销(413)断开,所述的湿接头公头(1-4)和所述湿接头母头(1-5)脱离。
10.一种可分离湿接头对接的有缆智能采集方法,包括下述步骤:
步骤1,将湿接头母头(1-5)、测井仪器(1-7)和井下工具段通过油管(1-2)和钢管电缆(1-6)依次完成连接后,下放至固井套管(1-1)的指定深度,密封固井套管(1-1)上端井口,打压做封所述井下工具段;
步骤2,将采油泵(1-3)、湿接头公头(1-4)依次通过油管(1-2)和钢管电缆(1-6)完成连接后进行下放,使所述的湿接头公头(1-4)插接在所述的湿接头母头(1-5)内,完成湿接头对接;同时连接地面控制系统(1-11)和井口密封装置(1-12);
步骤3,通过地面控制系统(1-11)读取井下工具段的电压、电流参数,判断湿接头对接是否可靠;不可靠,重新对接;确定对接可靠,执行下一步骤;
步骤4,根据井下工具段所反馈的需要开采油层的温度、压力数据,向开采油层的有揽智能采集仪(1-9)下发指令,启动采油泵(1-3),完成该油层的采油工作;
步骤5,当需要对各层原油或者不同深度的固井套管(1-1)内部进行测量时,提拉整个管柱上段,使所述的湿接头公头(1-4)和湿接头母头(1-5)分离,将测井仪器(1-7)连接在所述湿接头公头(1-4)的下端,再次下放管柱上段,完成湿接头公头(1-4)和湿接母头(1-5)的对接;
步骤6,通过地面控制系统(1-11)控制测井仪器(1-7)并接收测井仪器(1-7)反馈采集的实时数据。
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CN202310304375.6A CN116220603A (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种可分离湿接头对接的有缆智能采集系统及方法 |
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