CN214091686U - 用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置 - Google Patents

Abstract

一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，包括接头主体、下防磨套、活接箍套、密封缸体、油压活塞、活塞补芯、复位弹簧和电缆胶芯，接头主体一端与活接箍套配合构成油任活接结构，端头连接安装有下防磨套，另一端与密封缸体密封连接，在接头主体与密封缸体配合构成的内部空腔之中分别设置有油压活塞、电缆胶芯、活塞补芯和复位弹簧，在电缆胶芯、活塞补芯和下防磨套上分别开设有中心轴孔，在油压活塞与密封缸体之间开设有环形密封槽，在密封缸体上开设有连通环形密封槽的液压油孔，该装置采用外部增压控制密封方式，通过使电缆胶芯受压变形实现接头主体与输送电缆之间的密封，具有结构简单、成本较低、密封效果好、操控性能强等优点。

Description

用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置

技术领域

本实用新型涉及一种测井电缆密封结构装置，具体涉及一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置。

背景技术

石油钻采测井领域，在进行水平井测井，过钻具泵出式测井，以及射孔、下桥塞和桥射联作等施工作业中，通常都需要将铠装测井电缆由钻杆外部引入到钻具水眼之内，施工作业过程中电缆都会上下移动，但同时在该过程中还需始终保持电缆出入口的密封性能，以保证泥浆的正常循环，此时，一般采用的方法是使用旁通短节，将旁通短节连接在方钻杆下方，将电缆由旁通短节的侧面引导进入钻具水眼当内，同时对导入口进行密封，而在方钻杆上端再连接泥浆泵水龙头进行泥浆循环；但是，由于这种由旁通短节旁侧导入电缆的方式中导入电缆与钻具会自然形成一个相对角度，这一角度的存在极易造成电缆及其密封件的冲击损伤和快速磨损，进而导致密封结构的破坏，而且，随着油田钻井技术的发展，无需配备方钻杆的顶驱钻机得到了较为广泛的推广应用，该顶驱钻机的泥浆泵水龙头直接连接到钻机上方的鹅颈管上，受结构空间和操作环境的制约，在鹅颈管的上方无法再连接常规的旁通短节，而只能采取临时性的密封手段对电缆导入口实施密封，这些临时性的密封手段普遍都存在密封精确度不高、稳定性较差的问题，给油田测井作业带来严重的安全隐患，因此，研究开发一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封装置已经成为提高石油钻采测井技术水平，促进顶驱钻机技术深入完善发展的一个现实课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，提高井口密封的安全性和可靠性。

一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，包括：接头主体、下防磨套、活接箍套、密封缸体、油压活塞、活塞补芯、复位弹簧和电缆胶芯，所述接头主体的一端镶置于所述活接箍套中，与所述活接箍套配合构成由壬活接结构，用以与井口油颈管的由壬接头结构配合密封连接，端头连接安装有下防磨套，另一端与所述密封缸体密封连接，在所述接头主体与所述密封缸体配合构成的内部空腔之中，分别设置有与所述密封缸体形成密封配合的所述油压活塞、与所述接头主体形成密封配合的所述电缆胶芯、与所述接头主体形成结构对应的所述活塞补芯、以及支撑于所述接头主体和所述油压活塞之间的所述复位弹簧，其中：所述电缆胶芯镶置在所述活塞补芯和所述下防磨套之间，所述活塞补芯和所述下防磨套的对应端分别具有与所述电缆胶芯端头形状对应的配合的端面形状，在所述电缆胶芯、所述活塞补芯和所述下防磨套上分别开设有中心轴孔，用以穿引输送电缆，优选所述电缆胶芯与所述接头主体之间的配合、以及所述电缆胶芯的中心轴孔与所述输送电缆之间的配合为过盈配合，在所述油压活塞与所述密封缸体之间开设有环形密封槽，在所述密封缸体上开设有连通所述环形密封槽的液压油孔并安装有油管接头，通过所述压油孔使所述环形密封槽与油压产生装置相连通，传导压力。

进一步，优选所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，还包括：防护顶帽，所述防护顶帽由柔性非金属材料制成，帽体直径大于所述一种用于顶驱钻机测井电缆的的动态密封结构装置的最大直径，固定安装在所述密封缸体上，防止在吊装过程中可能出现对一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置的磕碰损坏现象。

更进一步，优选所述防护顶帽为凹盆状结构，以便收集盛装在操作安装所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置时溢出井口的泥浆等井下液体，同时，在所述防护顶帽上开设有液流导排孔并安装有导管接头，通过连接液流导管可将收集盛装的所述泥浆等井下液体传送到远端特定容器，集中储存处理，防止所述泥浆等井下液体喷溅散落于井场地面，造成环境污染或者人身伤害。

同时，还优选在所述油压活塞尾端端头处安装有上防磨套，以加强对所述油压活塞的保护与防护。

应用所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，利用高压油管将所述环形密封槽与所述油压产生装置相连通，所述油压产生装置工作时，所述油压产生装置通过液压油将压力传导至所述环形密封槽中，使所述油压活塞产生相对所述密封缸体产生相对运动，所述油压活塞的运动可压缩所述复位弹簧，并推动所述活塞补芯向所述电缆胶芯施加作用压力，镶置在所述活塞补芯和所述下防磨套之间的所述电缆胶芯受压后将产生轴向收缩、径向膨胀，在径向上，所述电缆胶芯的外径增大使所述电缆胶芯充分涨紧在所述接头主体的内腔中，同时，所述电缆胶芯的中心轴孔缩小使所述电缆胶芯充分缩紧在所述输送电缆上，所述电缆胶芯的内外作用，使其在所述接头主体与所述输送电缆之间起到了有效的密封作用，达到了理想的密封效果；所述油压产生装置泄压后，所述环形密封槽中的液压油压力消失，所述油压活塞在所述复位弹簧的作用下回复到初始位置，所述电缆胶芯失却所述活塞补芯的作用压力，也恢复至初始形状，解除了其在所述接头主体与所述输送电缆之间的密封作用。

本实用新型的有益效果是，提供一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，采用外部增压控制密封的工作方式，通过使电缆胶芯受压变形，使电缆胶芯既充分涨紧在接头主体上，还充分缩紧在输送电缆上，在接头主体与输送电缆之间起到了有效的密封作用，而且，还可根据井下情况和井口状态通过调整外部压力保持或者调整密封状态，具有结构简单、成本较低、密封效果好、操控性能强等优点，应用于于水平井测井，过钻具测井仪器测井，射孔，下桥塞以及桥射联作等施工作业中，能够显著提高井口密封的安全性和可靠性，同时，连接端采用密封圈密封的由壬活接接头结构，可以螺纹连接方式通过鹅颈管接头直接与油井井口方钻杆对接，通用性强，操作简单，安全风险低，使用效率高，具有广阔的推广应用前景。

附图说明

图1. 用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置结构示意图。

图2. 用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置工作原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型请求保护的技术方案做进一步描述。

一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，如图1所示，由接头主体2、下防磨套1、活接箍套3、密封缸体5、油压活塞6、活塞补芯9、复位弹簧4、电缆胶芯7、上防磨套8和防护顶帽13所构成，所述接头主体2的一端与所述活接箍套3配合构成由壬活接接头，用以与井口油颈管20配合密封连接，端头连接安装有下防磨套1，另一端与所述密封缸体5螺纹连接，连接面上安装有密封胶条，在所述接头主体2与所述密封缸体5配合构成的内部空腔之中，分别设置有所述油压活塞6、所述电缆胶芯7和所述活塞补芯9和所述复位弹簧4，所述电缆胶芯7镶置在所述活塞补芯9和所述下防磨套1之间，所述活塞补芯9与所述电缆胶芯7对应端端头形状为相互对应配合的圆锥面，所述圆锥面的圆锥角为90°，而所述下防磨套1与所述电缆胶芯7对应端端头形状为相互对应配合的平面，在所述电缆胶芯7、所述活塞补芯9和所述下防磨套1上分别开设有中心轴孔，保持所述电缆胶芯9与所述接头主体2之间的配合、以及所述电缆胶芯9的中心轴孔与输送电缆17之间的配合为过盈配合，所述油压活塞6与所述密封缸体5之间保持动态密封，所述油压活塞6的活塞头和活塞杆与所述密封缸体5的接触面上分别安装有密封胶条，在密封区域内、所述油压活塞6与所述密封缸体5之间开设有环形密封槽10，在所述密封缸体5上开设有连通所述环形密封槽10的液压油孔并安装有油管接头11，所述防护顶帽13为凹盆状结构，由橡胶材料制成，固定安装在所述密封缸体5上，在所述防护顶帽上13开设有液流导排孔并安装有导管接头12，用以连接液流导管。

应用所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，如图2所示，将高压油管16连接到油管接头11上，将所述环形密封槽10与手压泵14相连通，将液流导管15连接到所述导管接头12上，并导引到远端的特定容器，将输送电缆17依次从所述下防磨套1、所述电缆胶芯7、所述活塞补芯9、所述油压活塞6和所述上防磨套8的中心轴孔中穿过，操控所述手压泵14增压，所述手压泵14的压力将通过液压油传导至所述环形密封槽10中，使所述油压活塞6产生相对所述密封缸体5产生相对运动，所述油压活塞6的运动可压缩所述复位弹簧4，并推动所述活塞补芯13向所述电缆胶芯7施加作用压力，使所电缆胶芯7产生轴向收缩、径向膨胀，在径向上，所述电缆胶芯7的外径增大使所述电缆胶芯7充分涨紧在所述接头主体2的内腔中，同时，所述电缆胶芯7的中心轴孔缩小使所述电缆胶芯7充分缩紧在所述输送电缆17上，起到了有效的密封作用，达到了理想的密封效果；解除密封时，操控所述手压泵14减压，随着所述环形密封槽10中的液压油压力减小直至消失，所述油压活塞6在所述复位弹簧4的作用下回复到初始位置，所述电缆胶芯7也恢复至初始形状，解除了其在所述接头主体2与所述输送电缆17之间的密封作用。

Claims (5)

1.一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，其特征在于，包括：接头主体（2）、下防磨套（1）、活接箍套（3）、密封缸体（5）、油压活塞（6）、活塞补芯（9）、复位弹簧（4）和电缆胶芯（7），所述接头主体（2）的一端镶置于所述活接箍套（3）中，与所述活接箍套（3）配合构成由壬活接结构，端头连接安装有下防磨套（1），另一端与所述密封缸体（5）密封连接，在所述接头主体（2）与所述密封缸体（5）配合构成的内部空腔之中，分别设置有与所述密封缸体（5）形成密封配合的所述油压活塞（6）、与所述接头主体（2）形成密封配合的所述电缆胶芯（7）、与所述接头主体（2）形成结构对应的所述活塞补芯（9）、以及支撑于所述接头主体（2）和所述油压活塞（6）之间的所述复位弹簧（4），其中：所述电缆胶芯（7）镶置在所述活塞补芯（9）和所述下防磨套（1）之间，所述活塞补芯（9）和所述下防磨套（1）的对应端分别具有与所述电缆胶芯（7）端头形状对应配合的端面形状，在所述电缆胶芯（7）、所述活塞补芯（9）和所述下防磨套（1）上分别开设有中心轴孔，用以穿引输送电缆（17），在所述油压活塞（6）与所述密封缸体（5）之间开设有环形密封槽（10），在所述密封缸体（5）上开设有连通所述环形密封槽（10）的液压油孔并安装有油管接头（11）。

2.如权利要求1所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，其特征在于：所述电缆胶芯（7）与所述接头主体（2）之间的配合、以及所述电缆胶芯（7）的中心轴孔与所述输送电缆（17）之间的配合为过盈配合。

3.如权利要求1所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，其特征在于：在所述油压活塞（6）尾端端头处安装有上防磨套（8）。

4.如权利要求1至3任一项所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，其特征在于，还包括：防护顶帽（13），所述防护顶帽（13）由柔性非金属材料制成，帽体直径大于所述一种用于顶驱钻机的测井电缆密封结构装置的最大直径，固定安装在所述密封缸体（5）上。

5.如权利要求4所述一种用于顶驱钻机测井电缆的动态密封结构装置，其特征在于：所述防护顶帽（13）为凹盆状结构，在所述防护顶帽（13）上开设有液流导排孔并安装有导管接头（12）。

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