一種水平井測井電纜對接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種水平井測井電纜對接裝置，屬于油田水平井生產(chǎn)測井技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的水平井測井對接工具系統(tǒng)大致分為兩種類型:一種是美國ATLAS公司生產(chǎn)的7環(huán)式濕式接頭對接工具系統(tǒng)，另一種是HALLIBURTON公司生產(chǎn)的7針式濕式接頭對接工具系統(tǒng)。目前這兩種類型的工具系統(tǒng)已實現(xiàn)國產(chǎn)化、系列化，是裸眼水平井和套管水平井測井作業(yè)中必不可少的工具，這兩種工具在國內(nèi)推廣使用，豐富了我國的測井工藝手段。但以上對接工具主要用于水平井的完井測井，無法直接用于生產(chǎn)動態(tài)測井。
[0003]目前，在水平井測試工藝中，需要采用一種針對水平井動態(tài)生產(chǎn)測井的電纜對接裝置。首先將測井儀器與挺桿連接，挺桿上部依次連接挺桿懸掛器、挺桿防頂器、水平井測井電纜對接裝置公接頭總成；利用懸掛器將測井儀器和挺桿柱懸掛在油管柱的底部，利用油管柱推動挺桿柱，將測試儀器輸送到預(yù)定位置；在儀器到達測試位置后，利用電纜下入水平井測井電纜對接裝置母接頭總成，與公接頭總成對接鎖緊，上提電纜，使測試儀器可以上提，配合水平井舉升裝置，完成動態(tài)連續(xù)測試。要求電纜對接裝置在高溫高壓井下可以實現(xiàn)對接、保證電路暢通、不短路；在對接過程中不能有液體進入地層、影響測井結(jié)果；對節(jié)后抗拉強度高抗拉力不小于70kN、能夠帶動整個挺桿柱。電纜對接裝置是決定水平井測井成敗的關(guān)鍵部件。
[0004]現(xiàn)有的油管(鉆桿)輸送電纜對接裝置，要在水平段實現(xiàn)對接，就要栗送液體，液體進入地層，直接影響測試結(jié)果。且鎖定性能(鎖拉力)相對較差。
[0005]《石油儀器》雜志2012年第26卷第4期中，“一種單芯濕式接頭對接工具的設(shè)計”一文中介紹了一種單芯濕式接頭對接工具，由外殼、電纜魚雷、母接頭、公接頭、防頂機構(gòu)、放脫機構(gòu)等組成，它可以在測井作業(yè)中，實現(xiàn)單芯電纜的井下對接，實現(xiàn)地面設(shè)備給井下儀器供電和實現(xiàn)信號傳輸?shù)哪康?。但該對接裝置是在ATLAS公司和HALLIBURTON公司7芯電纜對接工具的基礎(chǔ)上演化得來的，該對接裝置可用于直井測井或水平井的靜態(tài)測井，還不能用于水平井動態(tài)測井，無法滿足生產(chǎn)測井的要求；同時該對接裝置是配合油管柱輸送測井儀器，不能與挺桿柱配合完成水平井動態(tài)生產(chǎn)測井。
[0006]中國專利文獻“水平井工具公、母接頭電纜鎖定器”(公開號:CN 1866624A，公開日:2006年11月22日)，公開了一種電纜鎖定裝置，包括連接測井儀電纜的濕式公接頭、連接泥漿栗系統(tǒng)電纜的濕式母接頭及連接公母接頭的鎖鉤，經(jīng)過結(jié)構(gòu)改進及工藝措施后，公、母接頭電纜鎖定器鎖定性能(鎖拉力)4.2-6kN。由于其鎖拉力相對較小，不能達到70kN的抗拉要求，無法直接應(yīng)用于水平井的生產(chǎn)動態(tài)測井。
[0007]中國專利“水平井液壓栗送軟對接電纜輸送器”(授權(quán)公告號:CN 2793321Y，授權(quán)公告日:2006年7月5日)，公開了一種用于水平井、分支井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井的水平井液壓栗送軟對接電纜輸送器，利用它可以在水平井、多底分支井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井內(nèi)順利完成測井、儀器故障處理、打撈等作業(yè)；該裝置采用液壓栗送、液壓解卡。由于該對接裝置需要液壓栗送及解卡，工藝相對復(fù)雜，對井下地層的產(chǎn)液狀態(tài)會造成一定的影響，無法直接應(yīng)用于水平井生產(chǎn)動態(tài)測井工藝。
[0008]大慶油田有限責任公司的實用新型專利，涉及一種潛油電栗井油管內(nèi)電纜的連接方法以及對接裝置。應(yīng)用一種具有電纜上連接體和電纜下連接體的電纜對接裝置，將電纜置于油管內(nèi)，利用對接裝置完成井下電纜的對接。當需要提出電纜時，上提對接裝置中的電纜上連接體，上連接體中母頭上的卡環(huán)將母頭鎖定體內(nèi)的鎖鉤拉斷剪碎，從而提出電纜上連接體及上端電纜。該種方法應(yīng)用后，電纜不再附著于油管之外，避免了電纜損傷。該裝置在上提過程中需要將鎖鉤拉斷剪碎，只能提出電纜，無法滿足上提挺桿柱的要求，無法應(yīng)用于水平井測井工藝。
[0009]武漢地震工程研究院的實用新型專利，公開了一種用于轉(zhuǎn)動信號電纜與靜止信號電纜連接的對接器，在圓形絕緣板上，從外向內(nèi)依次設(shè)置有固定孔、同心銅環(huán)和滾筒轉(zhuǎn)軸，第2插座通過信號電纜內(nèi)的幾根芯線與幾個銅環(huán)分別連接，設(shè)置在觸點座上的幾個彈性觸點的一端分別與幾個銅環(huán)對應(yīng)緊密接觸導(dǎo)通，幾個彈性觸點的另一端、信號電纜、第2插頭和人工讀數(shù)儀前后依次連接。該實用新型能完成轉(zhuǎn)動的信號電纜和固定的信號電纜之間的對接，從而實現(xiàn)探頭自動升降測量的目的；不僅適用鉆孔測斜儀自動化測量，也適用于類似的人工觀測儀器的自動化測量。該裝置的抗拉力無法滿足70kN的抗拉要求，無法滿足水平井動態(tài)測井要求。
[0010]俄羅斯學者SAFIULLIN G G等人的專利，涉及一種連接測井電纜與井口裝置的防水半聯(lián)軸器，防水半聯(lián)軸器可以利用螺栓固定測井電纜的外層鋼絲，燭式過渡橋由一個缸體和柱塞組成，其中包含一個特制的帶有孔眼的襯套，能夠?qū)⒉孱^牢固地固定在上面?；钊幨请娖髟娜肟冢颂幚妹芊馊楦麟娎|信號線建立了獨立的密閉空間，電器元件入口處采用模塊化設(shè)計，公插頭與母插頭之間采用附加密封圈和隔離套密封，可以實現(xiàn)電纜插頭的隔離和定位。該裝置適用于電纜和井口的連接，無法滿足井下對接的要求，不能滿足水平井動態(tài)測井的工藝要求。
[0011]俄羅斯學者TKACHUK V P等人的專利，涉及一種適用于鎧裝電纜的承重電纜連接，電纜連接器由主體部分、支撐橋、依據(jù)電纜芯線數(shù)目的導(dǎo)入部分、依附于玻璃的絕緣體、水力式自密封結(jié)構(gòu)、可控法蘭、防松螺母、安裝電線、備緊螺母、防護帽、填料環(huán)、連接玻璃絕緣塊、機械連接的電纜夾、連接外鎧的連接器組成。該裝置需要在井口人工連接，不能滿足井下自動對接的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0012]本實用新型的目的是:提供一種水平井測井電纜對接裝置，應(yīng)于水平井產(chǎn)液剖面動態(tài)測試。電纜對接裝置在數(shù)千米的井下可以通過重力自動對接；對接后能夠達到地面設(shè)備通過電纜和挺桿內(nèi)部線路給井下儀器供電和信號傳輸?shù)哪康模凰骄疁y井電纜對接裝置對接后，其機械抗拉力不小于70kN，能夠拉動整套挺桿柱及測井僅器，完成水平井動態(tài)測井的要求。
[0013]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種水平井測井電纜對接裝置，由公接頭總成I和母接頭總成2組成。
[0014]公接頭總成I主要由對接公針101、公針壓帽102、公針主體103、公接頭絕緣座104、公針壓環(huán)105組成。
[0015]母接頭總成2主要由電纜頭201、重力短節(jié)202、母針加長針203、密封塞204、拉簧銷A 205、拉簧206、拉簧銷B 207、鎖緊簧銷208、鎖緊簧209、對接母針210、內(nèi)絕緣套211、絕緣套支撐架212、外絕緣套213、對接鎖卡214、對接外筒215組成。
[0016]對接公針101的芯體采用硬質(zhì)合金制成，對接公針101芯體全長90?100mm，按直徑大小可以分為四個部分:第一部分直徑3?6mm，長度10?15mm，頂端有15°?30°圓錐倒角，外部采用鍍金處理；第二部分直徑2?5mm，長度40?45mm ;第三部分直徑6?8mm，長度25?30mm ;第四部分直徑I?2mm，最下端與信號傳輸線連接；對接公針101芯體的第二部分外部、第三部分外部及第四部分外部的上半部分，采用模壓工藝固化有硬塑料絕緣材料；
[0017]對接公針101外部固化的絕緣材料，從上到下，按外徑大小，可以分為四個部分:第一部分位于鍍金芯體的下方，外徑3?6mm，長度35?40mm ;第二部分外徑5?7mm，長度14?16_，在外部有密封槽，安裝有“O”形密封膠圈，與公針主體103的內(nèi)孔形成密封結(jié)構(gòu)；第三部分外徑7?9mm，長度12?14mm ;第四部分外徑2?4mm，長度12?14mm ；
[0018]公針壓帽102上部為45°圓臺型，中部為圓柱形，外徑22?25mm，公針壓帽102內(nèi)部有階梯狀通孔，上部通孔內(nèi)徑3?6mm，與對接公針101上部形成間隙配合，深度10?15mm ;公針壓帽102中部通孔內(nèi)徑5?7mm，下部有M15?M18內(nèi)螺紋與公針主體103連接；
[0019]公針主體103長度80?120mm，公針主體103外部按直徑劃分，從上至下，可以分為五個部分:第一部分為M15?M18外螺紋，可以與公針壓帽102連接；第二部分外徑為22?25mm，第一部分和第二部分之間為直角臺階；第三部分外徑17?20mm，第二部分和第三部分之間有60°?70°的掛鉤槽，能夠與對接鎖卡214下部的掛鉤形成配合，承載拉力；第四部分外徑22?25mm，第三部分和第四部分之間為30°?45°倒角；第五部分外徑32?38mm，第四部分和第五部分之間為30°?45°倒角；公針主體103內(nèi)部有階梯狀通孔，按內(nèi)徑劃分，從上至下可以分為四個部分:第一部分外徑5?7mm，深度14?16mm ;第二部分內(nèi)徑7?9mm，深度12?14mm ;第三部分為M20?M22內(nèi)螺紋，可以與公針壓環(huán)105連接；第四部分為M27?M30內(nèi)螺紋，可以與挺桿懸掛器連接；
[0020]公接頭絕緣座104采用硬質(zhì)尼龍材料制成，外部按直徑大小，從上至下可以分為三個部分:第一部分外徑7?9mm，長度5?6mm ;第二部分外徑19?21mm，長度7?9mm ；第三部分外徑7?9mm，長度7?9mm ;公接頭絕緣座104內(nèi)部有直徑2.5?4.5mm通孔；公接頭絕緣座104套在對接公針101的下端，并安裝在公針主體103的內(nèi)孔里；
[0021]公針壓環(huán)105采用不銹鋼材料制成，外部為M20?M22外螺紋，可以與公針主體103的內(nèi)螺紋連接；公針壓環(huán)105中間為直徑7.5?9.5mm的通孔；公針壓環(huán)105底端環(huán)面上對稱有兩個“一”字型凹槽，用于工具插入，旋緊螺紋；公針壓環(huán)105套在公接頭絕緣座104的下部；
[0022]電纜頭201外徑為32?38mm，下部有M27?M30外螺紋與重力短節(jié)202連接，外螺紋連接處有兩個密封槽安裝有“O”形密封圈；電纜頭201內(nèi)部采用錐套結(jié)構(gòu)固定Φ11.8三鎧電纜；
[0023]重力短節(jié)202長度為500?1000mm，外徑為32?38mm，上部有M27?M30內(nèi)螺紋與電纜頭201連接，連接處有“O”形密封圈；重力短節(jié)202下部有有M27?M30外螺紋與對接外筒215連接，連接處有“O”形密封圈；重力短節(jié)202中心內(nèi)徑為6?1mm的圓孔，用于通過信號傳輸線，圓孔的上下兩端有45°倒角；
[0024]母針加長針203中心為一根長度為75?85mm的金屬針，在金屬針外部，采用模壓工藝，緊密套有一個絕緣套；母針加長針203按外徑大小，從上到下可以分為七個部分:第一部分為外露的金屬針，直徑I?2_，長度8?10_，可以與信號傳輸線連接；第二部分為絕緣套，直徑3?4臟，長度4?5mm ;第三部分為絕緣套，外徑4?5mm，長度4?5mm ;第四部分為絕緣套，外徑5?7mm，長度30?35mm ;第五部分為絕緣套，外徑外徑8?1mm ;第六部分為絕緣套，外徑外徑6?8mm，在外部有一個凹槽，用于捆綁絲線，固定內(nèi)絕緣套211 ;第七部分為外露的金屬針，上面有M2?M4外螺紋，可以與對接母針210連接；
[0025]密封塞204長度36?40mm，外部按直徑不同，從上至下劃分為三個部分:第一部分為M25?M28外螺紋，可以與對接外筒215內(nèi)部螺紋連接；第二部分直徑20?23mm，長度12?16mm，外部有密封槽，安裝有“O”形密封膠圈，與對接外筒215的內(nèi)孔形