CN220401310U - 一种可控自悬浮多功能连续缆管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可控自悬浮多功能连续缆管，属于钻探、钻井、海洋、极地等技术领域，包括内管、自悬浮调节管、流体入井管、铠装电缆、固定夹持机构、外管和自冷却绝热管；其中内管与外管同心布置，自悬浮调节管、流体入井管、铠装电缆和自冷却绝热管均匀分布于内管与外管间的环状空隙中，并由固定夹持机构夹紧固定；自悬浮调节管为U型结构，且自悬浮调节管两端开口，自悬浮调节管的A端连接有流体泵，自悬浮调节管的B端通入气体，通过改变自悬浮调节管中填充介质的质量来控制缆管整体比重，使得缆管整体比重与钻井液密度始终保持相等，从而达到悬浮状态。
Description
技术领域
本实用新型属于钻探、钻井、海洋、极地等技术领域，具体涉及一种可控自悬浮多功能连续缆管。
背景技术
连续缆管的工作环境可能在泥浆中、淡水中、海水中或管道内的不同流体中。目前，用于钻探、钻井、海洋、极地等领域的连续缆管，由于其自身的重量原因，达到一定长度后，不但对连续缆管储放设备的容量要求提高外，还对设备的功率要求增大，且连续缆管自重作用会影响其抗拉性，即足够长的连续缆管自重会将其自身拉断。为此，发明了“一种自平衡钻具系统用超低比重连续缆管”申请号CN202120105160.8，能够大大延长其极限长度和减轻储放设备的储放功率，解决了部分问题。但是，面对不同流体环境介质，仍然无法实现悬浮状态。因此，研究能够控制其在环境介质中的悬浮状态的可控自悬浮多功能连续缆管十分必要，意义重大。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种能够满足不同流体环境介质要求、能够根据不同流体环境介质的密度通过控制部件实现连续缆管的重量使其始终处于悬浮状态。多功能表现在该连续缆管同时具有传电、传信号、输送多种流体、调节自重和抗拉压弯扭等功能。通过多功能连续缆管在流体环境介质中的自悬浮特征，使得连续缆管的长度不受限制，且能发挥赋予其不同功能的稳定、连续和高效特性，以保证终端设备或仪器顺利完成作业。
一种可控自悬浮多功能连续缆管，包括内管、自悬浮调节管、流体入井管、铠装电缆、固定夹持机构、外管和自冷却绝热管；其中内管与外管同心布置，自悬浮调节管、流体入井管、铠装电缆和自冷却绝热管均匀分布于内管与外管间的环状空隙中，并由固定夹持机构夹紧固定；
自悬浮调节管为U型结构，且自悬浮调节管两端开口，自悬浮调节管的A端连接有流体泵，自悬浮调节管的B端通入气体，通过改变自悬浮调节管中填充介质的质量来控制缆管整体比重，使得缆管整体比重与钻井液密度始终保持相等，从而达到悬浮状态。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型可根据环境介质流体的密度变化而变化，通过动态调整缆管内部填充介质的重量，使缆管达到悬浮状态，避免了常规连续管运行过程中由于所受拉力过大而导致连续管疲劳失效的问题；
2.本实用新型在钻探、钻井、海洋、极地等领域使用，具体长度大、效率高、收放能耗低、运行成本低等特点，适用范围广泛，值得推广。
附图说明
图1为本实用新型的立体示意图。
图2为图1中自悬浮调节管结构示意图。
图3为内管放置在外管内的结构示意图。
图4为铠装电缆内部结构示意图。
图5为流体入井管结构示意图。
图6为自冷却绝热管结构示意图。
图7为固定夹持机构结构示意图。
具体实施方式
请查阅图1至图7所示，一种可控自悬浮多功能连续缆管，包括内管1、自悬浮调节管2、流体入井管3、铠装电缆4、固定夹持机构5、外管6和自冷却绝热管7；其中内管1与外管6同心布置，自悬浮调节管2、流体入井管3、铠装电缆4和自冷却绝热管7均匀分布于内管1与外管6间的环状空隙中，并由固定夹持机构5夹紧固定；
自悬浮调节管2材料为轻抚合金，数量为2个或4个。自悬浮调节管2为U型结构，且自悬浮调节管2两端开口，自悬浮调节管2的A端连接有流体泵，自悬浮调节管2的B端通入气体，通过改变自悬浮调节管2中填充介质的质量来控制缆管整体比重，使得缆管整体比重与钻井液密度始终保持相等，从而达到悬浮状态。
更进一步而言，所述的内管1材料为轻抚合金，内管1作为另一种流体的循环通道。
更进一步而言，所述的铠装电缆4为终端设备或仪器提供运行所需电能，铠装电缆4从内到外依次包括铜芯401、屏蔽层402、绝缘层403和第一铠装层404，数量为4个。铜芯401用于传输电能，屏蔽层402材料为铝或其他屏蔽材料，用于防止强弱电流之间产生信号干扰。绝缘层403材料为树脂或其他绝缘材料，起到绝缘作用，第一铠装层404材料为轻质合金，起保护作用。
更进一步而言，所述的固定夹持机构5起到约束作用，材料为高强轻质合金，固定夹持机构5用于固定自悬浮调节管2、流体入井管3、电缆线4和自冷却绝热管7，缆管内部每隔1-5m的距离设置一个固定夹持机构5，防止内部管线发生偏移。
更进一步而言，所述的外管6材料为轻质合金，起保护内部管线的作用，防止外边流体与强弱电源缆线直接接触，使整个系统更加安全可靠。
更进一步而言，所述的自冷却绝热管7从内到外依次包括冷却液管701、隔热层702和第二铠装层703组成，自冷却绝热管7用于携带钻具内产生的热量至地表，数量为2个。冷却液管701为轻质合金材料，隔热层702材料为硅铝酸纤维或其他隔热材料，第二铠装层703材料为轻质合金。
本实用新型的工作原理及使用过程：
可控自悬浮多功能连续缆管与双钻头自平衡钻具相连接，在钻进过程中，钻井液通过流体入井管3流入井下，由内管1、外管6与井壁的环状间隙流出，铠装电缆4为钻具提供所需电能，自冷却绝热管7将钻进过程产生的热量携带至地面，外管6起保护作用，防止外部流体与强弱电源缆线直接接触，使整个系统更加安全可靠。
缆管整体比重可根据工作环境流体密度大小进行调整，可调节范围为0.8g/cm3～3.0g/cm3。自悬浮调节管2的A端连接流体泵，B端通入气体。当缆管整体比重小于钻井液密度时，向自悬浮调节管2的A端注入液态的填充介质，直到缆管密度与工作环境流体密度相等；当缆管整体比重大于工作环境流体密度时，向自悬浮调节管2的B端通入气体，使自悬浮调节管2中的填充介质从A端排出，直到缆管比重与工作环境流体密度再次相等。可根据工作环境流体密度的变化，动态调整缆管内部填充介质的重量，使缆管达到悬浮状态，避免了常规连续管运行过程中由于所受拉力过大而导致连续管疲劳失效的问题。
Claims (7)
1.一种可控自悬浮多功能连续缆管，其特征在于：包括内管（1）、自悬浮调节管（2）、流体入井管（3）、铠装电缆（4）、固定夹持机构（5）、外管（6）和自冷却绝热管（7）；其中内管（1）与外管（6）同心布置，自悬浮调节管（2）、流体入井管（3）、铠装电缆（4）和自冷却绝热管（7）均匀分布于内管（1）与外管（6）间的环状空隙中，并由固定夹持机构（5）夹紧固定；
自悬浮调节管（2）为U型结构，且自悬浮调节管（2）两端开口，自悬浮调节管（2）的A端连接有流体泵，自悬浮调节管（2）的B端通入气体，通过改变自悬浮调节管（2）中填充介质的质量来控制缆管整体比重，使得缆管整体比重与钻井液密度始终保持相等，从而达到悬浮状态。
2.根据权利要求1所述的一种可控自悬浮多功能连续缆管，其特征在于：所述的内管（1）材料为轻抚合金，内管（1）作为另一种流体的循环通道。
3.根据权利要求1所述的一种可控自悬浮多功能连续缆管，其特征在于：所述的自悬浮调节管（2）材料为轻抚合金，数量为2个或4个。
4.根据权利要求1所述的一种可控自悬浮多功能连续缆管，其特征在于：所述的铠装电缆（4）为终端设备或仪器提供运行所需电能，铠装电缆（4）从内到外依次包括铜芯（401）、屏蔽层（402）、绝缘层（403）和第一铠装层（404），铜芯（401）用于传输电能，屏蔽层（402）用于防止强弱电流之间产生信号干扰，绝缘层（403）起到绝缘作用，第一铠装层（404）起保护作用。
5.根据权利要求1所述的一种可控自悬浮多功能连续缆管，其特征在于：所述的固定夹持机构（5）用于固定自悬浮调节管（2）、流体入井管（3）、铠装电缆（4）和自冷却绝热管（7）。
6.根据权利要求1所述的一种可控自悬浮多功能连续缆管，其特征在于：所述的外管（6）材料为轻质合金。
7.根据权利要求1所述的一种可控自悬浮多功能连续缆管，其特征在于：所述的自冷却绝热管（7）从内到外依次包括冷却液管（701）、隔热层（702）和第二铠装层（703）组成，自冷却绝热管（7）用于携带钻具内产生的热量至地表，冷却液管（701）为轻质合金材料，隔热层（702）材料为硅铝酸纤维材料，第二铠装层（703）材料为轻质合金。
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