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一种双水平井穿心电缆锁紧保护系统及应用方法


技术摘要:
本发明属于井下钻探技术领域,尤其涉及一种双水平井穿心电缆锁紧保护系统及应用方法。该双水平井穿心电缆锁紧保护系统,包括注入井、钻机、钻杆柱、锁紧保护装置、导航输送装置、穿心电缆、数据处理器和磁导向对接仪器,所述注入井井口安装有钻机,所述钻机与注入井内  全部
背景技术:
随着我国钻探技术的发展,目前在很多能源领域采用钻探双水平井进行开发,如 气化采煤、稠油开发等。采用双水平井进行开发,需要将两口水平井的空间位置精确控制在 一定的范围之内,为了达到精准控制的目的,在施工中,我们需要分别在注入井和生产井中 放置磁导向对接仪器和强磁接头。磁导向对接仪器需要放置在注入井的指定位置,并与地 面设备用电缆线连接,进行传输和处理数据。目前实现这种连接,主要采取穿心电缆连接的 方法,即先把磁导向对接仪器固定在钻具的底部,预先将电缆线从钻具内穿过,并与磁导向 对接仪器连接,通过钻具累加,把磁导向对接仪器送至水平井预定的位置。电缆线是以50m 为一段,通过特殊方法连接起来的。 这种穿心电缆的连接方法,存在明显的缺陷:1.电缆在钻具内处于无规律接触钻 具内壁,起下钻具时,电缆无法固定,容易造成电缆线外皮磨损,而造成短路。2.穿心电缆是 以50m为一段,进行连接起来的,当电缆线接口较多时,容易造成连接处断开或虚接,造成不 能传输信号。3.这种穿心电缆受力为钻具的顶部,并且只有一个受力点,穿心电缆线顶部承 受着较大的拉力,容易拉伤或拉断电缆线。4.这种穿心电缆连接方法使用具有局限性,不能 用在水平井太深的井,水平井越深,电缆线就要越长,承受的拉力就越大,当拉力超过电缆 线本身所能承受的拉力时,电缆线就会断开。5.当电缆线因各种原因断开时,断点下部的电 缆线会掉落到底部,造成缠绕而报废电缆线。
技术实现要素:
本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题,为了使得穿心电缆不易磨 损、穿心电缆承受拉力较小、应用水平井范围较大和故障风险系数较低,本发明提供一种双 水平井穿心电缆锁紧保护系统及应用方法。 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种双水平井穿心电缆锁紧 保护系统,包括注入井、钻机、钻杆柱、锁紧保护装置、导航输送装置、穿心电缆、数据处理器 和磁导向对接仪器,所述注入井井口安装有钻机,所述钻机与注入井内最上部钻杆柱相连, 所述钻杆柱个数至少为两个,相邻两所述钻杆柱之间通过锁紧保护装置相连,所述注入井 内最下部钻杆柱与其下部的导航输送装置通过锁紧保护装置相连,所述穿心电缆上端连接 钻机内数据处理器,所述穿心电缆下端依次穿过钻杆柱、锁紧保护装置直到与导航输送装 置内磁导向对接仪器相连; 所述锁紧保护装置包括专用母体接头、锁紧螺丝、自动调节居中挡板和锁紧橡胶 块,所述专用母体接头左右两侧分别对称设置有两锁紧螺纹孔,所述锁紧螺纹孔内安装有 锁紧螺丝,所述专用母体接头内部放置有自动调节居中挡板和锁紧橡胶块且所述自动调节 4 CN 111550198 A 说 明 书 2/7 页 居中挡板位于锁紧橡胶块下部,所述专用母体接头内部通过自动调节居中挡板和锁紧橡胶 块穿套设置有穿心电缆。 进一步,所述钻杆柱的长度范围为三十米至五十米;所述专用母体接头的长度为 零点五米、外径为一百二十毫米、上端内径为七十二毫米、下端内径为六十毫米。 进一步,所述专用母体接头上下两端分别设置有丝扣,相邻两所述钻杆柱之间通 过锁紧保护装置内专用母体接头上下两端的丝扣相连,所述注入井内最下部钻杆柱与其下 部的导航输送装置通过锁紧保护装置内专用母体接头上下两端的丝扣相连。 进一步,所述自动调节居中挡板包括两个半圆形挡板,所述自动调节居中挡板的 外径为七十毫米、厚度为八毫米,所述自动调节居中挡板的中心设置有直径为十二毫米的 二分之一圆槽。 进一步,所述锁紧橡胶块包括两个半圆柱形橡胶块,所述锁紧橡胶块的外径为七 十毫米、长度为二十毫米,所述锁紧橡胶块的中心设置有直径为八毫米的四分之一圆槽。 一种如上所述的双水平井穿心电缆锁紧保护系统的应用方法,包括以下步骤: 步骤1、在地面上排序放置好所需数量钻杆柱且相邻所述钻杆柱之间放置一个专 用母体接头,将穿心电缆依次穿过排序放置好的钻杆柱和专用母体接头; 步骤2、将导航输送装置固定在注入井井口,并将磁导向对接仪器安装进导航输送 装置内,将所述穿心电缆线上下两端分别连接数据处理器和磁导向对接仪器,并对所述穿 心电缆线进行信号传输测试直到测试成功; 步骤3、安装锁紧保护装置,步骤31、将所述专用母体接头下端连接导航输送装置; 步骤32、将自动调节居中挡板对准穿心电缆线合上形成圆形挡板,并把所述自动调节居中 挡板放进专用母体接头内;步骤33、将锁紧橡胶块对准穿心电缆线合上,并把所述锁紧橡胶 块放进专用母体接头内;步骤34、将所述专用母体接头的锁紧螺纹孔内均拧入锁紧螺丝来 锁紧穿心电缆;步骤35、将所述专用母体接头上端连接钻杆柱; 步骤4、钻机连接钻杆柱并在注入井内下钻,每下入一个钻杆柱都与其上部钻杆柱 连接一个锁紧保护装置,并将所述锁紧保护装置的专用母体接头上下两端分别连接相对应 的钻杆柱,重复步骤3的锁紧保护装置安装方法,直到下入完所需数量的钻杆柱且将所述磁 导向对接仪器输送至预定位置。 进一步,步骤1、在地面上排序放置好所需数量钻杆柱且相邻所述钻杆柱之间放置 一个专用母体接头,进一步包括,根据注入井内磁导向对接仪器输送的预定位置距离,选取 所需数量的长度范围在三十米至五十米之间的钻杆柱,在地面上排序放置好所需数量钻杆 柱且相邻所述钻杆柱之间放置一个专用母体接头。 进一步,步骤31、将所述专用母体接头下端连接导航输送装置,进一步包括,将所 述专用母体接头下端通过丝扣连接导航输送装置; 步骤35、将所述专用母体接头上端连接钻杆柱,进一步包括,将所述专用母体接头 上端通过丝扣连接钻杆柱; 步骤4、并将所述锁紧保护装置的专用母体接头上下两端分别连接相对应的钻杆 柱,进一步包括,并将所述锁紧保护装置的专用母体接头上下两端分别通过丝扣连接相对 应的钻杆柱。 进一步,步骤32、将自动调节居中挡板对准穿心电缆线合上形成圆形挡板,并把所 5 CN 111550198 A 说 明 书 3/7 页 述自动调节居中挡板放进专用母体接头内,进一步包括,将自动调节居中挡板的两个半圆 形挡板对准穿心电缆线合上形成圆形挡板,并把所述自动调节居中挡板放进专用母体接头 内。 进一步,步骤33、将锁紧橡胶块对准穿心电缆线合上,并把所述锁紧橡胶块放进专 用母体接头内,进一步包括,将锁紧橡胶块的两个半圆柱形橡胶块对准穿心电缆线合上,并 把所述锁紧橡胶块放进专用母体接头内。 本发明的有益效果为: 1、相邻两所述钻杆柱之间通过锁紧保护装置相连,所述注入井内最下部钻杆柱与 其下部的导航输送装置通过锁紧保护装置相连,所述专用母体接头内部通过自动调节居中 挡板和锁紧橡胶块穿套设置有穿心电缆,可见,相邻两钻杆柱之间以及钻杆柱与导航输送 装置之间均连接有锁紧保护装置,且锁紧保护装置内部自动调节居中挡板和锁紧橡胶块将 穿心电缆锁紧在锁紧保护装置中间位置,使得穿心电缆线自动居中,减少了穿心电缆与钻 杆柱内壁的接触,从而有效保护穿心电缆线的磨损,从而使得穿心电缆不易磨损。 2、相邻两所述钻杆柱之间通过锁紧保护装置相连,所述注入井内最下部钻杆柱与 其下部的导航输送装置通过锁紧保护装置相连,可见,相邻两钻杆柱之间以及钻杆柱与导 航输送装置之间均连接有锁紧保护装置,使原本集中在穿心电缆顶部的单一拉力,均匀的 分布在各个锁紧保护装置上,每个锁紧保护装置只承受该锁紧保护装置到下一个锁紧保护 装置的电缆自身重量,大大降低穿心电缆本身承受的拉力,使得穿心电缆承受拉力较小;由 于穿心电缆承受拉力较小使得穿心电缆不容易拉伤或拉断,可应用在较深水平井内,使得 本发明应用的水平井范围较大。 3、专用母体接头内部通过自动调节居中挡板和锁紧橡胶块穿套设置有穿心电缆, 所述锁紧螺纹孔内安装有锁紧螺丝,可见,锁紧保护装置内部自动调节居中挡板和锁紧橡 胶块将穿心电缆锁紧在锁紧保护装置中间位置,并将专用母体接头的锁紧螺纹孔内拧入锁 紧螺丝进一步锁紧固定,锁紧电缆后不会对穿心电缆线连接接头施加力的作用,大大降低 穿心电缆线连接接头的虚接问题,降低了故障风险系数。 4、当穿心电缆因其他原因断裂时,在锁紧保护装置的作用下,穿心电缆只会坠落 至下一个锁紧保护装置上,对坠落后的穿心电缆损坏较小,也比较容易处理故障,降低了故 障风险系数。 附图说明 图1为本发明一种双水平井穿心电缆锁紧保护系统的结构示意图。 图2为本发明的锁紧保护装置的结构示意图。 图3为本发明的专用母体接头的结构示意图。 图4为本发明的自动调节居中挡板的结构示意图。 图5为本发明的锁紧橡胶块的结构示意图。 图6为本发明一种双水平井穿心电缆锁紧保护系统的磁导向施工示意图。 图中: 1、注入井            2、钻机                3、钻杆柱 4、锁紧保护装置      5、导航输送装置        6、穿心电缆 6 CN 111550198 A 说 明 书 4/7 页 7、数据处理器        8、磁导向对接仪器      9、专用母体接头 10、锁紧螺丝         11、自动调节居中挡板   12、锁紧橡胶块 13、锁紧螺纹孔       14、丝扣               15、半圆形挡板 16、半圆柱形橡胶块   17、生产井             18、强磁接头 19、钻头
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