CN218003790U - 一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头 - Google Patents
一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头 Download PDFInfo
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Abstract
一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，通过承压保护外壳下的分舱结构用于干湿舱分离，通过湿舱内的水压自锁密封塞将水固定在湿舱，并且水压越大，密封效果越好，从而给干舱营造了一个不带压的干燥环境，有利于铠装端对接缆芯与非铠装端对接缆芯在干舱内实现可靠的相互连接，从而拓展非铠装保护的特种光缆的工程应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及铠装光缆和非铠装光缆进行互连的技术，特别是一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头。
背景技术
目前国内外已知的井下光缆连接方式，都是铠装光缆之间的互联方案。还没有铠装和非铠装光缆的互联方案。铠装缆之间的连接方案最大的特点是铠装缆本身不防水，只能承压(力)和承拉(力)，防水功能是靠卡套连接或者是靠在接头结构中充填大量的硅脂，利用充满接头内部腔体的硅脂来进行阻水。卡套方案必须依赖光纤外部的不锈钢护套而存在，但非铠装光缆的光纤没有不锈钢护套保护，因此无法采用卡套的方案来进行阻水。而另一种填充硅脂的方案，在使用一段时间后，硅脂在高温高压环境下会逐渐被水冲刷掉，需要及时的补充，如果补充不及时就不能完全避免水汽进入到接头之中，因而必须勤更换和勤保养，必要时要将接头总成完全拆卸，进行清洗烘干，然后再重新进行装配。
非铠装保护的特种光缆目前还是一项未完全普及的行业新技术。在工程中，目前的措施都是尽量避免井下接头的出现，直接在井口或地面进行系统的连接。但是，中国的油气井行业与欧美中东有很大不同，未来的油气井开采深度基本都已经超过4千米以上，随着深度的加大和应用的普及，未来势必要面临在井下做连接的情况。因为，非铠装光缆的制造工艺在没有断点的情况下一次不能做的很长，否则传感精度保证不了还会造成成本的大幅攀升。如果应用深度很深，就势必要通过常规光缆将特种光缆送到目的深度，这就必需要采用井下连接装置。而井下的空间有限，要在很小的空间内保证光缆的互联，还要耐高温和防水，如果能够解决这个工程问题，这种非铠装保护的特种光缆的工程应用范围就会得到拓展。
实用新型内容
本实用新型现有技术中的不足，提供一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头。
本实用新型的技术解决方案如下：
一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，包括具有承压保护外壳的分舱结构，所述分舱结构包括湿舱和干舱，所述湿舱的左侧外端口连接铠装光缆底座，所述湿舱的右侧内端口设置带有第一密封圈的水压密封塞，所述水压密封塞的左端面上是向左延伸至所述铠装光缆底座右端口的水压自锁密封塞，铠装光缆的缆芯填充式穿过所述水压自锁密封塞后从所述水压密封塞的中心孔进入到所述干舱内，所述承压保护外壳的右侧外端口连接非铠装光缆底座，所述非铠装光缆底座的左端面上设置带有第二密封圈的第二金属密封塞，所述非铠装光缆底座的右端面上是向右延伸并密封式裹住非铠装光缆的聚氨酯包裹层，非铠装光缆的缆芯从所述第二金属密封塞的中心孔进入到所述干舱内。
铠装端对接缆芯与非铠装端对接缆芯在所述干舱内相互连接。
所述承压保护外壳的左端外周面上和右端外周面上均设置有定位销和紧固螺钉。
所述水压自锁密封塞是采用将聚氨酯类高分子材料包裹住缆芯的模具成型软体结构。
所述水压密封塞是在模具内与软体结构成型在一起的金属密封塞。
所述铠装光缆的缆芯从所述铠装光缆底座右端口穿出部设置有内锥套。
所述聚氨酯包裹层是在所述非铠装光缆底座的右端面上通过热熔方式裹住非铠装光缆。
本实用新型的技术效果如下：本实用新型一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，通过承压保护外壳下的分舱结构用于干湿舱分离，通过湿舱内的水压自锁密封塞将水固定在湿舱，并且水压越大，密封效果越好，从而给干舱营造了一个不带压的干燥环境，有利于铠装端对接缆芯与非铠装端对接缆芯在干舱内实现可靠的相互连接，从而拓展非铠装保护的特种光缆的工程应用。
附图说明
图1是实施本实用新型一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头的结构示意图。
附图标记列示如下：1-铠装光缆；2-非铠装光缆；3-铠装光缆底座；4-内锥套；5-水压自锁密封塞(采用将聚氨酯类高分子材料包裹住缆芯的模具成型软体结构)；6-水压密封塞(在模具内与软体结构成型在一起的金属密封塞)；7-第一密封圈；8-井下光缆互联接头；9-承压保护外壳；10-非铠装光缆底座；11-第二密封圈；12-定位销；13-紧固螺钉；I-湿舱；II-干舱；III-湿舱进水方向；IV-铠装端对接缆芯；V-非铠装端对接缆芯。
具体实施方式
下面结合附图(图1)和实施例对本发明进行说明。
图1是实施本实用新型一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头的结构示意图。参考图1所示，一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头8，包括具有承压保护外壳9的分舱结构，所述分舱结构包括湿舱I和干舱II，所述湿舱I的左侧外端口连接铠装光缆底座3(铠装光缆1通过底座进入到井下光缆互联接头8中)，所述湿舱I的右侧内端口设置带有第一密封圈7的水压密封塞6(在模具内与软体结构成型在一起的金属密封塞)，所述水压密封塞6的左端面上是向左延伸至所述铠装光缆底座3右端口的水压自锁密封塞5(采用将聚氨酯类高分子材料包裹住缆芯的模具成型软体结构)，铠装光缆1的缆芯(铠装端对接缆芯IV)填充式穿过所述水压自锁密封塞5后从所述水压密封塞6的中心孔进入到所述干舱II内，所述承压保护外壳9的右侧外端口连接非铠装光缆底座10，所述非铠装光缆底座10的左端面上设置带有第二密封圈11的第二金属密封塞(金属可以采用不锈钢材质)，所述非铠装光缆底座10的右端面上是向右延伸并密封式裹住非铠装光缆2的聚氨酯包裹层，非铠装光缆2的缆芯(非铠装端对接缆芯V)从所述第二金属密封塞的中心孔进入到所述干舱II内。
铠装端对接缆芯IV与非铠装端对接缆芯V在所述干舱II内相互连接。所述承压保护外壳9的左端外周面上和右端外周面上均设置有定位销12和紧固螺钉13。所述水压自锁密封塞5是采用将聚氨酯类高分子材料包裹住缆芯的模具成型软体结构。所述水压密封塞6是在模具内与软体结构成型在一起的金属密封塞。所述铠装光缆1的缆芯从所述铠装光缆底座3右端口穿出部设置有内锥套4。所述聚氨酯包裹层是在所述非铠装光缆底座10的右端面上通过热熔方式裹住非铠装光缆2。
全球的油气行业都在大力发展用光缆进行井中测量的工程技术手段，光缆成为了油气井井中测量的重要工具和手段。在工程中，某些特种光缆是没有铠装保护外层的，如果要将这种光缆和常规的下井铠装缆进行对接，就必须要设计特殊的连接装置，将两种不同结构的光缆连在一起，即要保证光路畅通，还要保证一定的机械强度，同时耐高温耐高(水)压。本实用新型发明即是设计一种用于井下的光缆互联结构，来解决工程中的这一问题。
非铠装保护的特种光缆目前还是一项未完全普及的行业新技术。在工程中，目前的措施都是尽量避免井下接头的出现，直接在井口或地面进行系统的连接。但是，中国的油气井行业与欧美中东有很大不同，未来的油气井开采深度基本都已经超过4千米以上，随着深度的加大和应用的普及，未来势必要面临在井下做连接的情况。因为，非铠装光缆的制造工艺在没有断点的情况下一次不能做的很长，否则传感精度保证不了还会造成成本的大幅攀升。如果应用深度很深，就势必要通过常规光缆将特种光缆送到目的深度，这就必需要采用井下连接装置。而井下的空间有限，要在很小的空间内保证光缆的互联，还要耐高温和防水，如果能够解决这个工程问题，这种非铠装保护的特种光缆的工程应用范围就会得到拓展。
本实用新型创新点有两个。第一，是整个互联结构采用双层结构，最外层钢结构硬连接用于承受井下高压环境并提供光缆所需的拉力，内部采用聚氨酯类材料利用模具塑性的软连接实现阻水和压力自锁功能。这种结构本身一次性安装完成即可以实现全部功能，不需要再额外灌注硅脂等阻水材料，不需要后期的频繁维护。第二，是在互联结构内实现干湿两部分的隔离分舱。光纤的焊接和接驳在干舱和不带压的环境下进行。湿舱采用水压自锁结构将水阻隔在外。采用这种方案后，即便铠装光缆的铠装层不防水，水沿着铠装层进入到互联结构中，也会被阻隔在湿舱内，通过水压自锁结构和干舱隔离开。一次性解决了隔水的问题。
如图1所示，本实用新型所示井下光缆互联接头(也称之为接头总成或井下光缆互联接头总成)主要由三部分构成：
1、光缆底座(铠装光缆底座3和非铠装光缆底座10)；是光缆承载拉力的基础，也是接头的两个端面。铠装光缆接头(铠装光缆底座3)通过内嵌锥套和底座进行固定，再通过环氧树脂加固。非铠装光缆底座10，没有铠装钢丝做承力载体，是通过热熔后的聚氨酯类高分子材料将底座和光缆塑化成型在一起。由于铠装缆(铠装光缆1)本身不防水的，所以水会通过铠装光缆底座3进入到接头总成的舱体内(湿舱进水方向III)。非铠装光缆2的聚氨酯外层可以阻水，和光缆底座成型在一起后，底座内不会进水。
2、水压自锁密封塞5，是接头总成中负责阻水的核心装置。由于水不可避免的会通过铠装缆(铠装光缆1)进入接头内部，所以采用一个由聚氨酯类高分子材料填充并模具成型的软体结构将光纤和导线紧紧包裹起来，当水进入舱体产生水压后，水的压力会将其紧紧抱死，水压越大，抱死的力就越大。密封塞的一端通过一个金属活塞6和承压壳体9的内壁接触，通过密封圈阻水。这样下井后，水只会充斥总成一侧的湿舱I，无法通过密封塞进入到另一侧的干舱II。但导线和光纤却可以通过密封塞内侧的通孔，穿越湿舱6抵达干舱7和另一端的光缆进行对接。
3、承压保护外壳9，是接头总成承受井下压力和防水的最外层保护壳。通过两侧的定位销12和紧固螺钉13和两端的光缆接头进行固定和安装。在壳体内部，又分为干舱I和湿舱II两部分，其分隔即靠自锁密封塞实现。
本设计包含的第一个关键要点是水压自锁密封塞；密封圈虽然可以阻水，但是只能阻止外部的水进入结构，如何阻止水在内部的径向流动，只让导线和光纤穿越到干舱但却不让水进入干舱，这是设计的核心和难点。水压自锁密封塞用柔性聚氨酯材料包裹导线和光纤，产生挤压的效果，让阻水材料和导线外层紧紧贴合在一起，从而阻止了水的通过，水压越大，密封效果越好。本设计包含的第二个关键要点是干湿舱分离；通过分舱结构，将水固定在湿舱，从而给干舱营造了一个不带压的干燥环境。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。
Claims (7)
1.一种铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，包括具有承压保护外壳的分舱结构，所述分舱结构包括湿舱和干舱，所述湿舱的左侧外端口连接铠装光缆底座，所述湿舱的右侧内端口设置带有第一密封圈的水压密封塞，所述水压密封塞的左端面上是向左延伸至所述铠装光缆底座右端口的水压自锁密封塞，铠装光缆的缆芯填充式穿过所述水压自锁密封塞后从所述水压密封塞的中心孔进入到所述干舱内，所述承压保护外壳的右侧外端口连接非铠装光缆底座，所述非铠装光缆底座的左端面上设置带有第二密封圈的第二金属密封塞，所述非铠装光缆底座的右端面上是向右延伸并密封式裹住非铠装光缆的聚氨酯包裹层，非铠装光缆的缆芯从所述第二金属密封塞的中心孔进入到所述干舱内。
2.根据权利要求1所述的铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，铠装端对接缆芯与非铠装端对接缆芯在所述干舱内相互连接。
3.根据权利要求1所述的铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，所述承压保护外壳的左端外周面上和右端外周面上均设置有定位销和紧固螺钉。
4.根据权利要求1所述的铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，所述水压自锁密封塞是采用将聚氨酯类高分子材料包裹住缆芯的模具成型软体结构。
5.根据权利要求1所述的铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，所述水压密封塞是在模具内与软体结构成型在一起的金属密封塞。
6.根据权利要求1所述的铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，所述铠装光缆的缆芯从所述铠装光缆底座右端口穿出部设置有内锥套。
7.根据权利要求1所述的铠装光缆和非铠装光缆互连的井下光缆互联接头，其特征在于，所述聚氨酯包裹层是在所述非铠装光缆底座的右端面上通过热熔方式裹住非铠装光缆。
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