[發明專利]一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置及方法

有效

• 申請號: 201710499110.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107221792B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 李旺;唐洋;王國榮;劉清友
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: H01R13/62
• 分類號: H01R13/62;H01R13/631;H01R43/26;E21B17/02
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置，它包括注水管柱（1）、依次連接于注水管柱（1）下端部的水力錨（2）、過電纜封隔器（3）、智能配水器（4）、液壓支撐錨（5）和堵頭（6），其特征在于：所述注水管柱（1）內設置有電纜下放機構，電纜下放機構包括電纜（7）、電纜母接頭（8）、電機（9）和受力葉片（10），電纜（7）的末端套設有外殼（11），外殼（11）的柱面上且沿其圓周方向均勻鉸接有多個受力葉片（10），受力葉片（10）的另一端旋轉安裝有滾輪（12），每個滾輪（12）均與注水管柱（1）內壁相切，外殼（11）的兩側均開設有位于受力葉片（10）上方的通槽（13），外殼（11）的外部套設有左半圓形件（14）和右半圓形件（15），兩個半圓形件組成套環，左半圓形件（14）與右半圓形件（15）固連，半圓形件上鉸接有連桿（16），連桿（16）的另一端鉸接于受力葉片（10）上，左半圓形件（14）和右半圓形件（15）上均固設有貫穿通槽（13）的連接桿（17），兩個所述連接桿（17）之間固設有螺母（18），電機（9）固設于外殼（11）內，電機（9）的輸出軸處連接有絲桿（19），絲桿（19）與螺母（18）螺紋連接，所述的電纜母接頭（8）包括母接頭外殼體（20）、插孔絕緣板（21）和電磁鐵（22），母接頭外殼體（20）固設于外殼（11）底部且與外殼（11）連通，電磁鐵（22）設置于插孔絕緣板（21）的底部，插孔絕緣板（21）固設于母接頭外殼體（20）且與母接頭外殼體（20）內壁之間設置有環形槽（23），母接頭外殼體（20）的底面為斜向左傾斜的導向面（24），母接頭外殼體（20）的右側柱面上開設有導向凹槽（25），插孔絕緣板（21）內開設有垂向設置的插孔（26），插孔（26）的頂部固設有插孔電線焊接點（27），插孔（26）內設置有導電套（28），導電套（28）與插孔電線焊接點（27）一端固連，插孔電線焊接點（27）另一端與電纜（7）連接；

所述注水管柱（1）內還固設有電纜公接頭（29），所述電纜公接頭（29）包括公接頭外殼體（30）、插針絕緣板（31）和汝鐵硼磁鐵（32），插針絕緣板（31）固設于公接頭外殼體（30）內，汝鐵硼磁鐵（32）設置于插針絕緣板（31）的頂部，公接頭外殼體（30）的中部設置有與導向面（24）相配合的錐面（33），插針絕緣板（31）的右側柱面上設置有與導向凹槽（25）相配合的導向插銷（34），插針絕緣板（31）頂部和底部分別設置有插針（35）和插針電線焊接點（36），插針電線焊接點（36）與智能配水器（4）上的傳感器電連接，插針（35）和插針電線焊接點（36）之間連接有位于插針絕緣板（31）內的導線（37）。

2.根據權利要求1所述的一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置，其特征在于：所述的公接頭外殼體（30）的頂部設置有密封環I（38）。

3.根據權利要求1所述的一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置，其特征在于：所述的公接頭外殼體（30）內固設有卡簧（39）。

4.根據權利要求1所述的一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置，其特征在于：所述的插針絕緣板（31）固設于卡簧（39）上。

5.根據權利要求1所述的一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置，其特征在于：所述的插孔絕緣板（21）的柱面上設置有密封環II（40）。

6.根據權利要求1所述的一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置，其特征在于：所述的電纜（7）內設置有通訊電纜、控制電纜和動力電纜。

7.根據權利要求1所述的一種用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接裝置，其特征在于：所述的汝鐵硼磁鐵（32）為永久磁鐵。

8.根據權利要求1~7中任意一項所述的裝置用于智能分層注水的管柱內置測調電纜井下自動連接的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、將注水管柱（1）下入油氣井中；將電纜下放機構的電纜（7）下入注水管柱（1）中，所有的滾輪（12）均與注水管柱（1）內壁接觸，再向注水管柱（1）內注水，水流為電纜下放機構提供向下運動的動力，即受力葉片（10）受到水沖擊后，滾輪（12）沿著注水管柱（1）向下移動；

S2、電纜下入到達預定的深度時，即電纜母接頭（8）快要接觸到電纜公接頭（29）時，給電磁鐵（22）和汝鐵硼磁鐵（32）通電，電纜母接頭（8）與電纜公接頭（29）相互吸引，公接頭外殼體（30）的上端部插入母接頭外殼體（20）的環形槽（23）內，隨后母接頭外殼體（20）底面的導向面（24）與公接頭外殼體（30）中部的錐面（33）逐漸吻合，能夠保證連接的方向性，當導向面（24）與錐面（33）完全配合后，導向插銷（34）剛好插入于導向凹槽（25）內，且插針（35）插入于導電套（28）內，實現了電纜母接頭與電纜公接頭的對接；

S3、步驟S2結束后，控制電機（9）正轉，電機（9）帶動絲桿（19）轉動，螺母18沿著絲桿（19）向下移動，從而套環向下移動，連桿（16）帶動受力葉片（10）繞其與外殼（11）的鉸接點轉動，以將受力葉片（10）收攏；

S4、智能配水器（4）上的流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器分別檢測注水的流量、注水壓力以及溫度，并將這些參數轉換為電信號，電信號順次經插針電線焊接點（36）、導線（37）、插針（35）、導電套（28）、插孔電線焊接點（27）、電纜（7）最后傳遞給地面監測或控制設備，實現了地面與井下實時通訊，進一步的實現了對注水壓力和流量的控制。