CN209603960U - 一种井下湿对接智能分注管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下湿对接智能分注管柱，至少包括与位于地面的注水井口连接的油管，油管延伸至井下，位于井中的油管上从上至下依次固定有公接头装置、过电缆封隔器一、智能配水器一、过电缆封隔器二、智能配水器二和预置工作筒，公接头装置、过电缆封隔器一、智能配水器一、过电缆封隔器二、智能配水器二通过铠装电缆采用油管外预置电缆的方式连接，预置工作筒的下端还依次螺纹连接有双作用凡尔、筛管和丝堵。地面通过电缆给井下智能配水器供电，实现井下自动测调及分层数据上传，一体化下入注水井，有效提升管柱长期应用可靠性，减小现场作业风险，简化现场作业工序；电缆油管内传输，实时直观监测井下分层参数及相关井下仪器的信号控制。

Description

一种井下湿对接智能分注管柱

技术领域

本实用新型涉及油田采出水回注井技术领域，尤其是涉及一种井下湿对接智能分注管柱。

背景技术

在油田分层注水开发的过程中，定向井在井斜较大时测调遇阻率高、测试仪器落井频繁、封隔器验封困难，同时注水数字化水平低。为了省去下电缆测试调配工序，提高注水数字化水平，实现在注水站对分注井实施单层流量测试调配，实现流量、压力、温度、封隔器验封等数据实时远传至注水站，开展了有缆数字式智能分层注水技术研究。目前有缆数字式分注工艺需在油管外绑电缆施工，存在现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题，同时电缆下入过程作业程序复杂，电缆在下入过程中易因碰撞等因素影响导致电缆损坏，最终无法保证井下长期应用的可靠性，制约了数字式分注技术的快速发展，同时未能真正提高分注井分注合格率，未达到技术目标。

实用新型内容

本实用新型提供了一种井下湿对接智能分注管柱，目的之一是提供一种无需人工测试作业的数字式分注管柱，延长注水管柱井下生产时间，提高管柱长期可靠性，目的之二是提供一种非金属管内预置电缆，解决了电缆下入困难及电缆保护的问题，实现远程实时监控井下分层动态数据、分层流量自动测调，实现提质增效。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种井下湿对接智能分注管柱，至少包括与位于地面的注水井口连接的油管，所述油管延伸至井下，其特征在于：位于井中的油管上从上至下依次固定有公接头装置、过电缆封隔器一、智能配水器一、过电缆封隔器二、智能配水器二和预置工作筒，其中公接头装置、过电缆封隔器一、智能配水器一、过电缆封隔器二、智能配水器二通过铠装电缆采用油管外预置电缆的方式连接，所述预置工作筒的下端还依次螺纹连接有双作用凡尔、筛管和丝堵。

所述智能配水器一或智能配水器二包括外筒、套接在外筒内的中心管、分别连接在外筒两端的上套筒和下套筒，其中中心管和上套筒、下套筒相互连通形成过流通道。

所述过流通道外壁与外筒内壁形成环形密封腔体，所述环形密封腔体从上至下依次设置有电缆接头、电磁流量计、大扭矩直流电机、驱动装置、传动装置、调节装置、一体化可调水嘴，所述位于一体化可调水嘴下方的中心管侧壁上开设有入水口，所述位于一体化可调水嘴上方的外筒侧壁上开设有出水口。

所述公接头装置包括扶正外壳、设于扶正外壳内的公接头总成和公接头支撑体，所述公接头总成设于公接头支撑体上方，所述过流通道位于公接头支撑体上。

所述公接头总成包括壳体、公导电环和锁紧爪，其中锁紧爪设置在公导电环的下端，公导电环的下端固定在壳体内部。

所述公接头装置包括扶正外壳、设于扶正外壳内的公接头总成和公接头支撑体，所述公接头总成设于公接头支撑体上方；公接头装置还活动连接有母接头装置，母接头装置包括与公接头总成匹配的母接头总成、扶正套和一端设有导电端子的加重杆，其中加重杆导电端子的一端与井上电缆连接，加重杆的另一端固定在母接头总成的上端；所述扶正套设置在母接头总成上端的外壁。

所述公接头总成包括公接头壳体、公导电环和锁紧爪，其中锁紧爪设置在公导电环的下端，公导电环的下端固定在公接头壳体内部；所述母接头总成包括母接头壳体、与公导电环匹配的母导电环、与锁紧爪匹配的锁紧头，其中锁紧头位于母导电环的下端，母导电环的下端固定在母接头壳体内部。

本实用新型的有益效果如下：

1、地面通过电缆给井下智能配水器供电，实现井下自动测调及分层数据上传，一体化下入注水井，有效提升管柱长期应用可靠性，减小现场作业风险，简化现场作业工序；

2、实现电缆油管内传输，不需绑在油管外侧，同时还可以保证完好的过流通道，可实时直观监测井下分层参数及相关井下仪器的信号控制；克服了油管外绑电缆施工，存在现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中说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实用新型的一些实施例，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，其中：

图1是本实用新型的管柱整体结构示意图；

图2是本实用新型的井下智能配水器结构示意图；

图3是本实用新型的公接头装置结构示意图；

图4是本实用新型的母接头装置结构示意图。

图中：101、注水井口；102、公接头装置；103、铠装电缆；104、过电缆封隔器一；105、智能配水器一；106、过电缆封隔器二；107、智能配水器二；108、预置工作筒；109、双作用凡尔；110、筛管；111、丝堵；1、上套筒；2、电缆接头；3、外筒；4、电磁流量计；5、过流通道；6、中心管；7、大扭矩直流电机；8、驱动装置；9、传动装置；10、调节装置；11、出水口；12、一体化可调水嘴；13、入水口；14、下套筒；15、扶正外壳；16、公导电环；17、锁紧爪；18、公接头总成；19、公接头支撑体；20、公接头过流通道；21、公接头电缆接头；22、加重杆；23、扶正套；24、母接头总成；25、母导电环；26、锁紧头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

一种井下湿对接智能分注管柱，至少包括与位于地面的注水井口101连接的油管，所述油管延伸至井下，其特征在于：位于井中的油管上从上至下依次固定有公接头装置102、过电缆封隔器一104、智能配水器一105、过电缆封隔器二106、智能配水器二107和预置工作筒108，其中公接头装置102、过电缆封隔器一104、智能配水器一105、过电缆封隔器二106、智能配水器二107通过铠装电缆103采用油管外预置电缆的方式连接，所述预置工作筒108的下端还依次螺纹连接有双作用凡尔109、筛管110和丝堵111。

本实用新型在地面通过电缆给井下智能配水器供电，实现井下自动测调及分层数据上传，一体化下入注水井，有效提升管柱长期应用可靠性，减小现场作业风险，简化现场作业工序。如图1所示，使用时，管柱组合应从下至上连接，即丝堵111的上端与筛管110通过螺纹连接，筛管110上端与双作用凡尔109通过螺纹连接，双作用凡尔109上端与预置工作筒108通过螺纹连接，预置工作筒108上端与智能配水器二107的下端通过油管连接，智能配水器二107的上端采取管外预置电缆的方式与过电缆封隔器二106相连接，智能配水器一105采取管外预置电缆与过电缆封隔器二106连接，过电缆封隔器二106与分层轮注智能配水器二107采取管外预置电缆连接；过电缆封隔器一104的下端采取管外预置电缆的方式与智能配水器一105连接；过电缆封隔器一104的上端与公接头装置102的下端相连接，公接头装置102的上端与油管连接直至注水井井口。本实用新型实现电缆油管内传输，不需绑在油管外侧，同时还可以保证完好的过流通道，可实时直观监测井下分层参数及相关井下仪器的信号控制；克服了油管外绑电缆施工，存在现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题。

所述过电缆封隔器一104和过电缆封隔器二106主要由341封隔器、护筒、穿越接头组成，其中341封隔器主要由坐封机构、解封结构、密封机构（密封胶筒）和锁紧机构组成，同时满足反洗井水循环要求。

实施例2

如图1、图2所示，它是在实施例1的基础上改进，所述智能配水器一105或智能配水器二107包括外筒3、套接在外筒3内的中心管6、分别连接在外筒3两端的上套筒1和下套筒14，其中中心管6和上套筒1、下套筒14相互连通形成过流通道5。

所述过流通道5外壁与外筒3内壁形成环形密封腔体，所述环形密封腔体从上至下依次设置有电缆接头2、电磁流量计4、大扭矩直流电机7、驱动装置8、传动装置9、调节装置10、一体化可调水嘴12，所述位于一体化可调水嘴12下方的中心管6侧壁上开设有入水口13，所述位于一体化可调水嘴12上方的外筒3侧壁上开设有出水口11。该智能配水器一105或智能配水器二107能实现注水井井下分层注水量的自动测调，保证分层注水合格率长期保持在较高水平，连续监测并存储井下分层注入量、压力、温度、分层累积流量等参数，实时连续掌握分层吸水能力变化情况。

如图3所示，所述公接头装置102包括扶正外壳15、设于扶正外壳15内的公接头总成18和公接头支撑体19，所述公接头总成18设于公接头支撑体19上方，所述过流通道5位于公接头支撑体19上。

所述公接头总成18包括壳体、公导电环16和锁紧爪17，其中锁紧爪17设置在公导电环16的下端，公导电环16的下端固定在壳体内部。

实施例3

如图3、图4所示，它是在实施例1、实施例2的基础上改进，所述公接头装置102包括扶正外壳15、设于扶正外壳15内的公接头总成18和公接头支撑体19，所述公接头总成18设于公接头支撑体19上方；公接头装置102还活动连接有母接头装置，母接头装置包括与公接头总成18匹配的母接头总成24、扶正套23和一端设有导电端子的加重杆22，其中加重杆22导电端子的一端与井上电缆连接，加重杆22的另一端固定在母接头总成24的上端；所述扶正套23设置在母接头总成24上端的外壁。

所述公接头总成18包括公接头壳体、公导电环16和锁紧爪17，其中锁紧爪17设置在公导电环16的下端，公导电环16的下端固定在公接头壳体内部；所述母接头总成24包括母接头壳体、与公导电环16匹配的母导电环25、与锁紧爪17匹配的锁紧头26，其中锁紧头26位于母导电环25的下端，母导电环25的下端固定在母接头壳体内部。

使用时，按照管柱设计进行下井作业，完井后，上测井车采用电缆携带母接头装置下入油管内，与公接头装置102完成对接。具体过程：电缆通过电缆接头2与母接头装置的加重杆22一端导电端子连接，加重杆22另一端与母接头总成24一端连接，内部通过导线连通，母接头总成24另一端与对接下体的公接头总成18对接，对接后锁紧装置（锁紧爪17和锁紧头26）将公母接头总成24锁紧，对接下体的公接头总成18的公导电环16一端与母接头总成24的母导电环25对接，另一端与公接头支撑体19内螺纹连接采用O型密封圈密封，支撑体外螺纹螺套与扶正外壳15一端的内螺纹连接采用O型密封圈密封，扶正外壳15另一端油管扣与输送油管相连；公接头支撑体19的另一端与井下工具相连，侧孔电缆导电端子通过电缆接头2与电缆连接导通信号。公接头支撑体19的下方还设置有公接头电缆接头21，公接头电缆接头21和加重杆22一端导电端子连接，公接头壳体下方还设置有公接头过流通道20。

按照管柱设计进行下井作业，完井后，上测井车采用电缆携带母接头装置下入油管内，与公接头装置102完成对接，然后在地面对电缆供电，通过钢铠电缆对井下智能配水器进行信号传输控制，使其稳定工作，井下监测的数据通过钢铠电缆实时传输至地面。

实施例4

如图1至图4所示，本实用新型的工艺方法如下：

下入管柱：管柱组合应从下至上连接，即丝堵111的上端与筛管110通过螺纹连接，筛管110上端与双作用凡尔109通过螺纹连接，双作用凡尔109上端与预置工作筒108通过螺纹连接，预置工作筒108上端与智能配水器二107的下端通过油管连接，智能配水器二107的上端采取管外预置电缆的方式与过电缆封隔器二106相连接，智能配水器一105采取管外预置电缆与过电缆封隔器二106连接，过电缆封隔器二106与分层轮注智能配水器二107采取管外预置电缆连接；过电缆封隔器一104的下端采取管外预置电缆的方式与智能配水器一105连接；过电缆封隔器一104的上端与公接头装置102的下端相连接，公接头装置102的上端与油管连接直至注水井井口。

坐封过程：完成井口打压设备连接后，打开井口非金属管闸门、套管闸门，进行正洗井，当进出口水质相同时，停止洗井。关闭套管闸门，进行非金属管加压，当非金属管压力达到12MPa时，封隔器座封完成。将套管闸门打开，非金属管加压至12MPa稳压15min压力下降不大于0.5MPa为座封合格。

加套管保护液过程：打开注水井口101套管闸门，按照设计配方将环空保护液加注在油套环空。

公母接头装置对接过程：按照管柱设计进行下井作业，完井后，上测井车采用电缆携带母接头装置下入油管内，与公接头装置102完成对接。具体过程：电缆通过电缆接头2与母接头装置的加重杆22一端导电端子连接，加重杆22另一端与母接头总成24一端连接，内部通过导线连通，母接头总成24另一端与对接下体的公接头总成18对接，对接后锁紧装置（锁紧爪17和锁紧头26）将公母接头总成24锁紧，对接下体的公接头总成18的公导电环16一端与母接头总成24的母导电环25对接，另一端与公接头支撑体19内螺纹连接采用O型密封圈密封，支撑体外螺纹螺套与扶正外壳15一端的内螺纹连接采用O型密封圈密封，扶正外壳15另一端油管扣与输送油管相连；公接头支撑体19的另一端与井下工具相连，侧孔电缆导电端子通过电缆接头2与电缆连接导通信号。

智能注水过程：完井后测试调配技术人员通过地面控制系统通过信号线，将调节指令发送给智能配水器，智能配水器接收指令后，按照指令内容，实现井下自动测调及分层数据上传，可实时直观监测井下分层参数及相关井下仪器的信号控制。

解封过程：停注，进行泄压，至非金属管压力为静水压力，连接修井设备，上提管柱完成套管保护封隔器双密封封隔器解封。然后上提管柱，当上提管柱载荷上升后下降至平稳时，层间大通道封隔器解封。

起出管柱：拆卸注水井口101，依次起出注水井口101、公接头装置102、铠装电缆103、过电缆封隔器一104、智能配水器一105、过电缆封隔器二106、智能配水器二107、预置工作筒108、双作用凡尔109、筛管110以及丝堵111。

这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.一种井下湿对接智能分注管柱，至少包括与位于地面的注水井口（101）连接的油管，所述油管延伸至井下，其特征在于：位于井中的油管上从上至下依次固定有公接头装置（102）、过电缆封隔器一（104）、智能配水器一（105）、过电缆封隔器二（106）、智能配水器二（107）和预置工作筒（108），其中公接头装置（102）、过电缆封隔器一（104）、智能配水器一（105）、过电缆封隔器二（106）、智能配水器二（107）通过铠装电缆（103）采用油管外预置电缆的方式连接，所述预置工作筒（108）的下端还依次螺纹连接有双作用凡尔（109）、筛管（110）和丝堵（111）。

2.根据权利要求1所述的一种井下湿对接智能分注管柱，其特征在于：所述智能配水器一（105）或智能配水器二（107）包括外筒（3）、套接在外筒（3）内的中心管（6）、分别连接在外筒（3）两端的上套筒（1）和下套筒（14），其中中心管（6）和上套筒（1）、下套筒（14）相互连通形成过流通道（5）。

3.根据权利要求2所述的一种井下湿对接智能分注管柱，其特征在于：所述过流通道（5）外壁与外筒（3）内壁形成环形密封腔体，所述环形密封腔体从上至下依次设置有电缆接头（2）、电磁流量计（4）、大扭矩直流电机（7）、驱动装置（8）、传动装置（9）、调节装置（10）、一体化可调水嘴（12），所述位于一体化可调水嘴（12）下方的中心管（6）侧壁上开设有入水口（13），所述位于一体化可调水嘴（12）上方的外筒（3）侧壁上开设有出水口（11）。

4.根据权利要求2或3所述的一种井下湿对接智能分注管柱，其特征在于：所述公接头装置（102）包括扶正外壳（15）、设于扶正外壳（15）内的公接头总成（18）和公接头支撑体（19），所述公接头总成（18）设于公接头支撑体（19）上方，所述过流通道（5）位于公接头支撑体（19）上。

5.根据权利要求4所述的一种井下湿对接智能分注管柱，其特征在于：所述公接头总成（18）包括壳体、公导电环（16）和锁紧爪（17），其中锁紧爪（17）设置在公导电环（16）的下端，公导电环（16）的下端固定在壳体内部。

6.根据权利要求1所述的一种井下湿对接智能分注管柱，其特征在于：所述公接头装置（102）包括扶正外壳（15）、设于扶正外壳（15）内的公接头总成（18）和公接头支撑体（19），所述公接头总成（18）设于公接头支撑体（19）上方；公接头装置（102）还活动连接有母接头装置，母接头装置包括与公接头总成（18）匹配的母接头总成（24）、扶正套（23）和一端设有导电端子的加重杆（22），其中加重杆（22）导电端子的一端与井上电缆连接，加重杆（22）的另一端固定在母接头总成（24）的上端；所述扶正套（23）设置在母接头总成（24）上端的外壁。

7.根据权利要求6所述的一种井下湿对接智能分注管柱，其特征在于：所述公接头总成（18）包括公接头壳体、公导电环（16）和锁紧爪（17），其中锁紧爪（17）设置在公导电环（16）的下端，公导电环（16）的下端固定在公接头壳体内部；所述母接头总成（24）包括母接头壳体、与公导电环（16）匹配的母导电环（25）、与锁紧爪（17）匹配的锁紧头（26），其中锁紧头（26）位于母导电环（25）的下端，母导电环（25）的下端固定在母接头壳体内部。