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钢制连续管井下电缆穿越旁通短节

文献发布时间:2023-06-19 18:32:25


钢制连续管井下电缆穿越旁通短节

技术领域

本发明是关于内置电缆钢制连续管采油或作业技术领域,尤其涉及一种钢制连续管井下电缆穿越旁通短节。

背景技术

连续管作为目前采油、采气施工以及作业中运输工具的主流形式得到了各油、气井的广泛使用。在进行可视化测井及连续管采油作业中需要由井口往井下的潜油电泵通入动力电缆和信号电缆进行对接。传统的无杆采油方式通过在管外捆绑电缆直接与电潜泵连接,电缆极易受到损坏。当前连续管技术下电缆采用内穿电缆的形式,在当下油井电缆技术成熟的情况下,电缆的安全性得到了很大的保障。但潜油电泵与内穿电缆不同,需要在井下完成穿越,对应地需要穿越旁通工具并完成电缆的悬挂和密封。

目前关于电缆穿越方面的专利主要有以下几种:一种是诸如授权公告号为CN210948537U,授权公告日为2020年7月7日的中国实用新型专利,通过拉绳和定位槽完成固定和限位;授权公告号为CN 210866621 U,授权公告日为2020年6月26日的中国实用新型专利,采用插针连接和双重密封;授权公告号为CN208461432U,授权公告日为2019年2月1日的中国实用新型专利,通过铜球密封。但这些方式仅仅针对电缆的密封和悬挂提出了方案,且制造成本高,在允许空间有限的情况下难以保证管路的通径。一种是诸如授权公告号为CN202850883U,授权公告日为2013年4月3日的中国实用新型专利,提供了一种井下电缆旁通接头装置,该装置结构简单紧凑,但缺乏密封措施,环空气液易进入内部。一种是诸如公开号为CN 111326865 A,公布日为2020年6月23日的中国发明专利,完成了动力电缆的连接功能,但该连接方式安装在工具内后难以保证管路的通径;授权公告号为CN 204827415 U,授权公告日为2015年12月2日的中国实用新型专利,完成了电缆穿越和密封,但缺少电缆的固定机构,电缆在工具内容易产生晃动,影响电缆的使用寿命。以上专利均无法同时满足井下电缆的固定、密封、穿越旁通功能。且现有专利结构较为复杂,制造及安装成本高。

针对内置电缆钢制连续管采油以及作业的需求,需要实现电缆从油管内部经过,完成旁通穿越后与电泵的引接电缆连接的功能,同时电缆也需要完成井下固定。目前缺少相对应的装置或工具以及配套的密封方法。

由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种钢制连续管井下电缆穿越旁通短节,以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢制连续管井下电缆穿越旁通短节,能同时满足井下电缆的固定、密封和穿越旁通的功能,并能保证过流通径,且结构简单,成本低。

本发明的目的是这样实现的,一种钢制连续管井下电缆穿越旁通短节,包括外管;外管内具有位于其上部的中心通道以及位于其下部的偏心通道和斜向通道,偏心通道和斜向通道均与中心通道连通;中心通道向上连通外管的上端,偏心通道的轴线偏离中心通道的中心线,且偏心通道的下部偏折后与外管的下端中心连通;在外管的下部外侧壁开设有缺口,斜向通道的下端与缺口连通,斜向通道内能供电缆密封穿过;在中心通道内设有呈上下间隔的上花环和下花环,上花环和下花环均具有能供电缆穿过的中心孔以及设在中心孔周围的多个过油孔;在上花环和下花环之间连接有卡瓦连接器,卡瓦连接器的内通径与中心孔正对设置并能供电缆穿过,卡瓦连接器内具有能径向收缩且内壁具有齿牙的卡瓦,卡瓦呈收缩状态设置且齿牙能咬住电缆。

在本发明的一较佳实施方式中,卡瓦连接器还包括上接管和下接管,上接管和下接管轴向限位在上花环和下花环之间;上接管内具有直径向下渐扩的内锥形面,卡瓦的外壁为与内锥形面相配合的外锥形面,卡瓦呈收缩状态穿设在上接管中;下接管的上端外壁与上接管的下端内壁螺纹连接,且下接管的上端能顶靠在卡瓦上。

在本发明的一较佳实施方式中,卡瓦为具有纵向切口的锥形管体,齿牙形成在锥形管体的内壁上,外锥形面形成在锥形管体的外壁上;在锥形管体的管壁上形成有多条割缝,割缝延伸至锥形管体的其中一个端部。

在本发明的一较佳实施方式中,多条割缝包括交错设置的多条第一割缝和多条第二割缝,第一割缝向上延伸至锥形管体的上端,第二割缝向下延伸至锥形管体的下端。

在本发明的一较佳实施方式中,下接管的上端与卡瓦的下端周向固定连接。

在本发明的一较佳实施方式中,上接管包括外护套和内锥套,外护套的内部具有直径向下扩大的阶梯安装孔,内锥套插设在阶梯安装孔内并能抵靠在阶梯安装孔的顶部孔肩上,内锥形面形成在内锥套的内壁上。

在本发明的一较佳实施方式中,在上花环的中心孔下部向下形成直径扩大的上阶梯孔,上接管的上端形成有上凸环,上凸环能插设在上阶梯孔中并能顶靠在上阶梯孔的顶部孔肩上;在下花环的中心孔上部向上形成直径扩大的下阶梯孔,下接管的下端形成有下凸环,下凸环能插设在下阶梯孔中并能抵靠在下阶梯孔的底部孔肩上。

在本发明的一较佳实施方式中,在外管的内壁形成有上限位台阶和下限位台阶,上花环和下花环能分别顶抵在上限位台阶和下限位台阶上。

在本发明的一较佳实施方式中,外管包括上下密封连接的上管体和下管体,中心通道的一部分形成在上管体内,中心通道的另一部分形成在下管体的上部,偏心通道和斜向通道均形成在下管体的下部;缺口形成在下管体的外壁上,上花环和下花环分别设在上管体和下管体内。

在本发明的一较佳实施方式中,在斜向通道的下部向下形成孔径增大的穿越阶梯孔,在穿越阶梯孔内从上至下依次嵌设有上压环、橡胶筒、下压环和空心螺栓,空心螺栓与穿越阶梯孔的孔壁螺纹连接且空心螺栓能顶靠在下压环上。

在本发明的一较佳实施方式中,斜向通道的轴线与外管的轴线之间的夹角为5~10°。

在本发明的一较佳实施方式中,缺口在偏心通道的轴线和斜向通道的轴线所在的平面内的截面为梯形,且梯形的下底对应缺口的开口端,梯形的两个腰均为斜边,且其中一个斜边与斜向通道的下端连通并与斜向通道的轴线垂直。

在本发明的一较佳实施方式中,梯形中远离斜向通道的斜边与外管的轴线之间的夹角小于等于30°。

由上所述,本发明中的钢制连续管井下电缆穿越旁通短节,通过卡瓦连接器中卡瓦的径向收缩使得齿牙能咬紧电缆,实现对电缆的悬挂固定,且悬挂稳定;通过上花环和下花环的中心孔和周围多个过油孔的配合,使得电缆在内部固定的情况下工具内的过流通径得到保证,且避免了对外管本身进行铣削工艺的需要,降低了生产成本;通过偏心通道和斜向通道的配合,实现了电缆的旁通穿越,且不影响整个旁通短节下端与其他工具串的连接;同时该斜向通道具有密封功能,避免了使用时油套环空气液进入外管内。整个旁通短节同时满足了井下电缆的固定、密封和穿越旁通的功能,并能保证过流通径,且结构简单,制造及安装成本低,能够将电缆穿入连续管内部,在井底由连续管内部通过电缆穿越的方式与潜油电泵电缆相连接,可显著降低电缆在作业过程中受到的损害,提高作业的安全性和效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:

图1:为本发明提供的钢制连续管井下电缆穿越旁通短节的剖视图。

图2:为本发明提供的外管的剖视图。

图3:为本发明提供的上花环的剖视图。

图4:为图3中上花环的仰视图。

图5:为本发明提供的下花环的剖视图。

图6:为图1中卡瓦连接器部分的局部放大图。

图7:为本发明提供的卡瓦的立体图。

图8:为本发明提供的卡瓦的剖视图。

图9:为图8中卡瓦的俯视图。

图10:为本发明提供的下接管的立体图一。

图11:为本发明提供的下接管的立体图二。

图12:为本发明提供的下接管的剖视图。

图13:为图12中下接管的俯视图。

附图标号说明:

1、外管;11、中心通道;12、偏心通道;121、轴向通道;122、倾斜通道;13、斜向通道;131、穿越阶梯孔;14、缺口;15、上管体;151、上限位台阶;16、下管体;161、下限位台阶;17、密封圈;

21、上花环;211、上阶梯孔;22、下花环;221、下阶梯孔;23、中心孔;24、过油孔;

3、卡瓦连接器;

31、上接管;311、外护套;3111、阶梯安装孔;3112、上凸环;312、内锥套;3121、内锥形面;

32、卡瓦;321、齿牙;322、外锥形面;323、纵向切口;324、割缝;3241、第一割缝;3242、第二割缝;325、凹槽;

33、下接管;331、凸起;332、下凸环;

4、上压环;

5、橡胶筒;

6、下压环;

7、空心螺栓。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图13所示,本实施例提供一种钢制连续管井下电缆穿越旁通短节,包括外管1。外管1内具有位于其上部的中心通道11以及位于其下部的偏心通道12和斜向通道13,偏心通道12和斜向通道13均与中心通道11连通。中心通道11向上连通外管1的上端,偏心通道12的轴线偏离中心通道11的中心线,且偏心通道12的下部偏折后与外管1的下端中心连通。在外管1的下部外侧壁开设有缺口14,斜向通道13的下端与缺口14连通,斜向通道13内能供电缆密封穿过。在中心通道11内设有呈上下间隔的上花环21和下花环22,上花环21和下花环22均具有能供电缆穿过的中心孔23以及设在中心孔23周围的多个过油孔24。在上花环21和下花环22之间连接有卡瓦连接器3,卡瓦连接器3的内通径与中心孔23正对设置并能供电缆穿过,卡瓦连接器3内具有能径向收缩且内壁具有齿牙321的卡瓦32,卡瓦32呈收缩状态设置且齿牙321能咬住电缆。

可以理解,该中心通道11的中心线即为外管1的中心线,偏心通道12和斜向通道13并排设置,斜向通道13的轴线与中心通道11的中心线之间存在一定夹角。上述的缺口14可以相对较长,该斜向通道13的长度相对较短,便于加工和安装,具体尺寸根据需要而定。斜向通道13用于穿出电缆,偏心通道12用于过油液,偏心通道12中途偏折通至外管1下端中心,便于使用时与其他工具串相连接。各花环的中心孔23的孔径与铠装电缆的铠管相匹配,应略大于铠管外径,使用时电缆从中心孔23穿过,油液主要从周围的过油孔24中通过。对于过油孔24的数量和形状可以根据实际情况选择,例如本实施例中如图4所示,过油孔24为腰型孔,上花环21和下花环22均具有四个过油孔24。卡瓦32上的齿牙321可以采用锯齿状齿牙或其他形状,只要能在卡瓦32径向收缩后稳固咬紧电缆即可。卡瓦32中对侧齿牙321的牙尖距离与铠装电缆的铠管尺寸相匹配,使用时通过卡瓦32的齿牙321牙尖咬紧铠装电缆的铠管来实现悬挂功能。安装时,将电缆穿过卡瓦连接器3后,将卡瓦32调节至呈收缩状态,便可利用卡瓦32来固定电缆。

由此,本实施例中的钢制连续管井下电缆穿越旁通短节,通过卡瓦连接器3中卡瓦32的径向收缩使得齿牙321能咬紧电缆,实现对电缆的悬挂固定,且悬挂稳定;通过上花环21和下花环22的中心孔23和周围多个过油孔24的配合,使得电缆在内部固定的情况下工具内的过流通径得到保证,且避免了对外管1本身进行铣削工艺的需要,降低了生产成本;通过偏心通道12和斜向通道13的配合,实现了电缆的旁通穿越,且不影响整个旁通短节下端与其他工具串的连接;同时该斜向通道13具有密封功能,避免了使用时油套环空气液进入外管1内。整个旁通短节同时满足了井下电缆的固定、密封和穿越旁通的功能,并能保证过流通径,且结构简单,制造及安装成本低,能够将电缆穿入连续管内部,在井底由连续管内部通过电缆穿越的方式与潜油电泵电缆相连接,可显著降低电缆在作业过程中受到的损害,提高作业的安全性和效率。

需要说明的是,文中所提到的上下方位均是指旁通短节按照图1中示出的外管1的轴向按照竖直放置时的上下方位,本文所提到的“顶”“底”“上”“下”以及类似的表述只是为了说明目的,并不表示唯一的实现方式;在实际使用时该旁通短节既可以竖直放置,也可以按照其他方向放置,具体根据需要而定,一般实际应用时旁通短节按照外管1的轴向竖直放置居多。

在具体实现方式中,为了便于安装时将卡瓦32调节至呈收缩状态,如图1、图6和图7所示,卡瓦连接器3还包括上接管31和下接管33,上接管31和下接管33轴向限位在上花环21和下花环22之间。上接管31内具有直径向下渐扩的内锥形面3121,卡瓦32的外壁为与内锥形面3121相配合的外锥形面322,卡瓦32呈收缩状态穿设在上接管31中。下接管33的上端外壁与上接管31的下端内壁螺纹连接,且下接管33的上端能顶靠在卡瓦32上。

为了使得卡瓦32能顺利径向收缩,如图7至图9所示,卡瓦32为具有纵向切口323的锥形管体,齿牙321形成在锥形管体的内壁上,外锥形面322形成在锥形管体的外壁上。在锥形管体的管壁上形成有多条割缝324,割缝324延伸至锥形管体的其中一个端部。由于纵向切口323和多条割缝324的存在,卡瓦32构成多瓣式结构且每瓣之间均有间隙,使得锥形管体具有一定弹性,利用纵向切口323的宽度变化和割缝324的缝隙宽度变化可以实现卡瓦32整体径向收缩或胀开。

更具体地,卡瓦32的外锥形面322与上接管31的内锥形面3121的锥度应相同,使用时两者能相互贴合,且内锥形面3121的轴向长度应稍长于卡瓦32的长度。同时,当卡瓦32的外锥形面322与上接管31的内锥形面3121自然贴合时(即卡瓦32处于自然胀开并无径向收缩的状态),卡瓦32的上端与上接管31中内锥形面3121上端的台阶之间应具有一定距离(记作第一距离);当下接管33在旋入上接管31的过程中与卡瓦32刚贴合时,下接管33的螺纹台阶(具体是指其螺纹台阶的最下端)与上接管31的底端之间也应有一定距离(记作第二距离),且第二距离应大于第一距离;当下接管33继续旋进时,卡瓦32将向上移动,由于内锥形面3121的直径向上逐渐缩小,卡瓦32的每一瓣都将受压缩小,使得卡瓦32呈收缩状态,卡瓦32中对侧齿牙321的牙尖距离缩小,当该距离缩小至小于铠装电缆的铠管外径尺寸时,卡瓦32的齿牙321牙尖便将电缆的铠管咬入咬紧,铠装电缆便无法移动,实现对电缆的固定。

因此,整个卡瓦连接器3采用上接管31、卡瓦32和下接管33的配合连接,通过下接管33不断旋紧可推动卡瓦32移动,利用下接管33的旋紧和上接管31的内锥形面3121可带动卡瓦32的收缩,从而咬紧电缆的铠管。利用卡瓦32上的齿牙321咬紧作用,无论电缆受到向上或向下的力,都能保证固定不动,悬挂可靠。而且,当电缆受到向上的拉力时,卡瓦32将受拉沿内锥形面3121向上运动,会使得咬合越来越紧,一方面实现了电缆在井下的固定,另一方面卡瓦32的咬合可使电缆承受更大的拉力,保证了电缆在井下的稳固悬挂。

在实际应用中,为了进一步提高电缆的悬挂效果,如图7所示,多条割缝324包括交错设置的多条第一割缝3241和多条第二割缝3242,第一割缝3241向上延伸至锥形管体的上端,第二割缝3242向下延伸至锥形管体的下端。在下接管33旋进并带动卡瓦32收缩的过程中,利用交错分布的第一割缝3241和第二割缝3242,能使得卡瓦32的收缩变形更加均匀,卡瓦32内的齿牙321能更加均匀地咬紧电缆,避免出现部分齿牙321咬合较紧而部分齿牙321咬合较松的情况,使得卡瓦32更牢固的固定电缆。

进一步优选地,下接管33的上端与卡瓦32的下端周向固定连接。

其中,下接管33和卡瓦32的周向固定可以这样实现,如图7和图10所示,在卡瓦32的下端面周向间隔设有多个凹槽325,下接管33的上端周向间隔设有多个凸起331,凸起331的形状与凹槽325的形状相匹配,凸起331能嵌设在凹槽325中。例如本实施例中卡瓦32下端对称设有四个方形槽,在下接管33上端对称设有四个方形凸起。当凸起331卡设在凹槽325后,下接管33和卡瓦32便周向固定,卡瓦32便可以在下接管33的旋入下发生旋转;若后续施工及生产作业时电缆有旋转的趋势,卡瓦32产生的扭矩可通过该凹槽325与凸起331的配合,由下接管33及其啮合的螺纹承担,可以有效避免电缆发生扭曲破坏现象。

进一步地,为了提高加工精度,如图6所示,上接管31包括外护套311和内锥套312,外护套311的内部具有直径向下扩大的阶梯安装孔3111,内锥套312插设在阶梯安装孔3111内并能抵靠在阶梯安装孔3111的顶部孔肩上,内锥形面3121形成在内锥套312的内壁上。

其中,外护套311的上端内通径以及下接管33的内通径应与铠装电缆的铠管尺寸相匹配,上述的第一距离具体是指卡瓦32的外锥形面322与上接管31的内锥形面3121自然贴合时,卡瓦32的上端与阶梯安装孔3111的顶部孔肩之间的距离。采用外护套311和内锥套312两个件构成上接管31,不仅更便于内锥形面3121的加工,而且可以提高内锥形面3121的精度。在安装过程中,该内锥套312相对于外护套311可能旋转,也可能不转,但均不影响卡瓦32对电缆的固定效果。

进一步地,为了便于上接管31和下接管33的轴向固定,如图1、图3和图5所示,在上花环21的中心孔23下部向下形成直径扩大的上阶梯孔211,上接管31的上端形成有上凸环3112,上凸环3112能插设在上阶梯孔211中并能顶靠在上阶梯孔211的顶部孔肩上。在下花环22的中心孔23上部向上形成直径扩大的下阶梯孔221,下接管33的下端形成有下凸环332,下凸环332能插设在下阶梯孔221中并能抵靠在下阶梯孔221的底部孔肩上。可以理解,上凸环3112具体是形成在外护套311的上端,上阶梯孔211向下延伸至上花环21的下端面,下阶梯孔221向上延伸至下花环22的上端面。

为了便于对上花环21和下花环22进行固定,如图1和图2所示,在外管1的内壁形成有上限位台阶151和下限位台阶161,上花环21和下花环22能分别顶抵在上限位台阶151和下限位台阶161上,以利用上限位台阶151和下限位台阶161分别对上花环21和下花环22进行限位。

为了便于加工和安装,如图1和图2所示,外管1包括上下密封连接的上管体15和下管体16,中心通道11的一部分形成在上管体15内,中心通道11的另一部分形成在下管体16的上部,偏心通道12和斜向通道13均形成在下管体16的下部。缺口14形成在下管体16的外壁上,上花环21和下花环22分别设在上管体15和下管体16内。

一般上管体15的下端外壁与下管体16的上端内壁螺纹连接,连接处有沟槽以加入密封圈17来达到密封的目的,防止外管1内腔与外部液体发生泄漏;上管体15为中通式结构,其上端为油管内螺纹,可与井下工具串连接;下管体16的下端为油管外螺纹,可与下端的工具串相连接。上述的上限位台阶151和下限位台阶161分别形成在上管体15和下管体16内。上管体15、下管体16以及卡瓦连接器3等各部件的尺寸应合理设计,以保证卡瓦32对电缆的悬挂效果;比如安装时,当下花环22与下接管33配合时,下管体16上端的内螺纹台阶与上管体15下端的外螺纹台阶的间距应大于下接管33的螺纹台阶与上接管31的底端的空隙,以保证下接管33的螺纹能够完全旋紧直至上接管31与下接管33的螺纹断面重合,从而让卡瓦32与电缆充分咬合。

如此,整个卡瓦连接器3通过上接管31的上凸环3112和下接管33的下凸环332分别与上阶梯孔211的顶部孔肩和下阶梯孔221的底部孔肩配合,实现卡瓦连接器3整体的固定和限位,防止在采油作业的过程中由于电泵的震动引起的电缆晃动,降低使用风险。上花环21、下花环22与卡瓦连接器3又通过外管1内部上限位台阶151和下限位台阶161形成的限位空间进行限位,通过上管体15与下管体16的螺纹连接达到腔内零件完全固定的效果,在内部通入电缆的情形下同时满足了电缆固定、通径与限位方面的需求。

进一步地,为了保证电缆由斜向通道13穿出时的密封性,如图1和图2所示,在斜向通道13的下部向下形成孔径增大的穿越阶梯孔131,在穿越阶梯孔131内从上至下依次嵌设有上压环4、橡胶筒5、下压环6和空心螺栓7,空心螺栓7与穿越阶梯孔131的孔壁螺纹连接且空心螺栓7能顶靠在下压环6上。

其中,该穿越阶梯孔131向下延伸至斜向通道13的底端,穿越阶梯孔131的顶部孔肩能对上压环4限位,在穿越阶梯孔131的末端具有一段内螺纹。橡胶筒5夹设在两个压环之间,最外部的空心螺栓7具有贯穿其两端的内通孔,橡胶筒5、两个压环以及空心螺栓7的内通径应与铠装电缆的铠管外径相匹配。空心螺栓7的前端外螺纹能与穿越阶梯孔131的末端内螺纹连接,空心螺栓7的螺栓头露在外部,当空心螺栓7旋至刚好接触下压环6时,空心螺栓7的螺纹台阶(具体是指其螺纹台阶的最下端,即螺栓头的上端位置)应与穿越阶梯孔口(即斜向通道13的下端口)有一定距离,使空心螺栓7可以继续旋进以压缩橡胶筒5径向膨胀,进而密封铠管与穿越阶梯孔131之间的环空。

由于油田用铠装电缆往往耐腐蚀性强,故无需考虑悬挂部位的密封,只需考虑避免环空液体进入工具内即可。通过各压环、橡胶筒5和空心螺栓7的配合,当空心螺栓7向内持续旋进时,橡胶筒5在下压环6的挤压下径向变形,起到密封电缆铠管和穿越阶梯孔131之间环空的作用,有效保证了电缆穿出端的密封性,避免油套环空液体进入工具内。穿越阶梯孔131的上部(即未加工螺纹的部分)以及与之配合的上压环4、下压环6和橡胶筒5一般不采用正圆形,以防止压环和橡胶筒5构成的密封组件在使用中发生转动,影响密封效果。

进一步地,下管体16的管路采用偏心设计,管路在中途倾斜,以使管路通往下管体16下部的中心和下部工具连通。为了便于加工,上述的偏心通道12包括相互连通的轴向通道121和倾斜通道122,轴向通道121的轴线平行于中心通道11的中心线,倾斜通道122的轴线与轴向通道121的轴线呈一定夹角设置,且倾斜通道122的下端连通至下管体16的下端中心。

下管体16的斜向通道13采用了斜向的设计,电缆的外部包覆有数毫米厚的铠层,弯折困难,若弯折角度过大,有可能发生电缆破坏的风险,使用斜向设计的下管体16可使电缆无需其他内部对接环节即可顺利从下管体16内穿出。由于铠装电缆产品自身弯曲的原因以及考虑到旁通穿越的距离,斜向通道13的轴线与外管1的轴线之间的夹角优选为5~10°,以方便电缆自然穿越。

优选地,缺口14在偏心通道12的轴线和斜向通道13的轴线所在的平面内的截面为梯形,且梯形的下底对应缺口14的开口端,梯形的两个腰均为斜边,且其中一个斜边(即上斜边)与斜向通道13的下端连通并与斜向通道13的轴线垂直。该梯形的两个斜边位置对应的缺口14的上下两个斜面,缺口14的这两个斜面能方便电缆平滑进入油套环空与潜油电泵的引接电缆相接。进一步地,该梯形的上斜边与水平面的夹角以及梯形的下斜边与外管1轴线的夹角应尽可能小,既可以使电缆平滑进入环空,也可以避免电缆发生较大弯折而受到损坏。本实施例中因梯形的上斜边垂直于斜向通道13的轴线,因此梯形的上斜边与水平面的夹角等于斜向通道13的轴线与中心通道11的中心线之间的夹角,均优选为5~10°。梯形中远离斜向通道13的斜边(即下斜边)与外管1的轴线之间的夹角优选小于等于30°。

进一步地,上述电缆穿越旁通短节的安装方法具体如下:

安装时将电缆从连续管内沿着井下工具串的内通道穿过直到本实施例中的电缆穿越旁通短节为止。然后先将电缆穿过上管体15和上花环21,穿出合适距离后将上管体15的上端和井下工具串连接。将套有电缆的上花环21装入上管体15的内腔中并顶靠在上限位台阶151上,使上花环21的上阶梯孔211朝向外端(即朝下),然后将电缆穿过上接管31,将上接管31的上凸环3112插入上花环21的上阶梯孔211中并顶靠在上阶梯孔211的顶部孔肩上。

将卡瓦32套入电缆后将卡瓦32推入上接管31,然后将下接管33穿入,将下接管33的外螺纹与上接管31的内螺纹进行连接,然后将下接管33彻底旋紧,使电缆被卡瓦32紧紧咬住并且不会移动。由于卡瓦32与上接管31的配合面为锥面,当电缆和工具串要发生相对运动时,卡瓦32会被锥面越压越紧,电缆也会被咬的越紧,保证电缆在井下的悬挂和固定。旋紧下接管33后,将下花环22放入下管体16的下限位台阶161上,下花环22的下阶梯孔221朝向下接管33。

将电缆穿入装有下花环22的下管体16上并将电缆从下管体16的斜向通道13穿出,在上管体15套上密封圈17后将下管体16与上管体15连接,旋紧螺纹直至下花环22的下阶梯孔221的底部孔肩和下接管33配合完毕。接下来将电缆依次穿过上压垫、橡胶筒5、下压环6和空心螺栓7,然后将穿入的四个零件依次放入斜向通道13内,将空心螺栓7旋入,空心螺栓7旋入的过程中会推动下压环6,通过推动下压环6进而压迫橡胶筒5发生形变,密封住电缆和斜向通道13之间的环空。

卡瓦32、上接管31和下接管33相互配合实现了该实施例中电缆的固定和悬挂,密封圈17和橡胶筒5实现了该实施例的密封效果,电缆从斜向通道13穿出后将从油套环空与潜油电泵的引接电缆相连接,本实施例的电缆穿越旁通短节安装完成。

综上,本实施例中的钢制连续管井下电缆穿越旁通短节,适合于油气井连续管电潜泵采油或测井仪器的作业。通过卡瓦连接器3中的上接管31、卡瓦32和下接管33的配合,能实现对电缆的牢固悬挂,利用各花环的中心孔23和过油孔24的配合,能保证工具的过流通径。利用偏心通道12和斜向通道13的配合,既便于工具下端与其他工具串连接,又实现了电缆的旁通穿越,并保证了电缆穿出端的密封性。整个电缆穿越旁通短节是一种结构简单,密封牢靠,可带压工作的井下穿越旁通连接器,可实现电缆从管内经过,经过穿越旁通短节后与潜油电泵的引接电缆连接的功能,可极大减小电缆在作业过程中的损伤,无需使用电缆保护器,降低了连续管测井、采油或作业的成本。

以上仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

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