环空密封结构和井下电缆穿越器的制作方法

1.本实用新型涉及油气田开发井下工具，具体地说是一种环空密封结构和井下电缆穿越器。


背景技术：

2.目前，石油和天然气的开发作业中对于井下压力、温度的监控非常重要，是智能完井工艺技术中重要组成部分。该监控通过井下电缆连接传感器，将井下产层附近的压力、温度信号传输到地面电控柜，并在电控柜显示和储存，为数据分析、井下情况监测、井下开发作业等工艺技术提供依据。
3.电缆密封装置目前有井口式和井下式两种类别，井口式结构复杂，密封效果好，缺点是密封位置在井口，无法及时有效密封井下液体。井下式结构相对简单，可及时有效密封井下液体，保证从井下封隔器等工具到井口段密封。
4.目前的井下电缆穿越器分为一级密封和二级密封两种，一级密封的密封级数少，并且下井前无法验证电缆穿越器密封效果，密封效果存疑；二级密封的密封级数多，并且可以在装配完成后通过中间打压孔验证密封效果，可以有效保证下入工具的密封性能。但是目前二级密封电缆穿越器在使用中电缆容易在工具内拧结，不但影响工具密封性能，而且容易对电缆绝缘层破坏。
5.为了更加有效、安全的密封电缆，有必要研究一种新型井下电缆穿越器，既可以有效密封井下电缆，又可以下井前验证密封效果，保证电缆密封性的同时兼顾对电缆绝缘层的保护，保证电缆在智能完井工艺技术中正常运转。


技术实现要素：

6.本实用新型为解决现有的问题，旨在提供一种环空密封结构和井下电缆穿越器，其功能可靠、操作便捷和成功率高。
7.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案提供一种环空密封结构，设于套筒内部贯通的腔体内，所述腔体中包括可穿过电缆的密封组件，所述密封组件由若干钢圈、胶圈沿轴向叠加而成；对密封组件施加扭矩，进而胶圈压缩、密封电缆与腔体内壁之间的环空。
8.其中，另一套筒的前端对密封组件施加扭矩。
9.其中，还包括轴承组件，所述轴承组件设于另一套筒的前端、密封组件之间。
10.其中，所述轴承组件依次由轴承护圈、球和轴承底座可转动连接而组成。
11.其中，所述密封组件包括三具钢圈、两具胶圈，并沿轴向交替叠加而成。
12.其中，钢圈、胶圈均设有供电缆穿过的轴向的通孔。
13.其中，所述钢圈为分块结构，所述分块之间的断面穿过通孔的横截面。
14.其中，所述分块之间的断面穿过通孔的圆心。
15.其中，还包括螺钉或销子，所述螺钉或销子用于连接所述分块。
16.其中，所述胶圈设有自其外壁至通孔的切槽。
17.其中，所述胶圈的材质为橡胶。
18.其中，轴承组件的外侧设有保持架。
19.本实用新型还提供一种井下电缆穿越器，穿越器本体包括贯通的上接头、中套筒和下接头，其中，中套筒和下接头的腔体内分别设有密封组件；上接头的下端、中套筒的下端分别对中套筒的密封组件、下接头的密封组件施加扭矩，进而形成所述的环空密封结构。
20.其中，所述上接头的下端与中套筒、中套筒的下端与下接头之间分别通过螺纹连接。
21.其中，所述上接头的下端与中套筒、中套筒的下端与下接头之间还设有放置螺纹退回的螺钉。
22.其中，穿越器本体的侧壁上设有用于测试的打压孔。
23.其中，所述打压孔上设有用于密闭的堵头。
24.其中，所述打压孔位于两个密封组件之间。
25.和现有技术相比，本实用新型通过施加扭矩提供的压力压缩密封模块中的胶圈，使得胶圈密封电缆与工具内径间环空，达到密封效果；通过轴承组件减小了螺旋扭矩施加过程中的摩擦，减弱了电缆在工具内拧结现象，保护电缆绝缘层不被破坏，提高工具的密封效果，有效保证了电缆穿越井下封隔器等工具时正常使用。
附图说明
26.图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；
27.图2为图1中e
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e的剖面示意图；
28.图3为图1中f
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f的剖面示意图；
29.图4为图1中g
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g的剖面示意图；
30.图5为轴承组件的结构示意图；
31.参见附图，上接头1，螺钉2，中套筒3，钢圈4、胶圈5、中钢圈6、堵头7、o形圈8，下接头9，螺钉10、销子11，轴承护圈12、保持架13、球14和轴承底座15。
具体实施方式
32.现结合附图对本实用新型作进一步地说明。
33.参见图1
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图5，图1
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图5展示的是本实用新型的一个实施例，为一种二级密封的井下电缆穿越器，穿越器本体包括依次连接、首尾贯通的上接头1、中套筒3和下接头9。其中，钢圈4、胶圈5、中钢圈6、另一胶圈5、另一钢圈4依次交替叠加，组成了环空密封结构中的密封组件；并分别设在中套筒3和下接头9的内部腔体中。所述钢圈4、胶圈5、中钢圈6的外壁分别与中套筒3和下接头9的内壁相接触、密封。
34.作为优选，参见图2，钢圈4为分块结构，共分成三块。组成钢圈4的三个分块之间沿轴向切断，其两个断面分别穿过一大一小的两个通孔的横截面（本实施例中分别穿过圆心）；三个分块之间通过螺钉10实现可拆卸地连接。这样的设计在穿过电缆时，将电缆两侧的分块对合后即可完成穿过电缆的安装，而不用持电缆的端部穿入通孔中。参见图4，中钢圈6亦为分块结构，共分成两块。其分块之间通过销子11实现可拆卸地连接。
35.参见图3，胶圈5优选橡胶材料。胶圈5设有自其外壁至通孔圆周的切槽。电缆可以通过切槽置入其通孔中。
36.参见图5，轴承护圈12、保持架13、球14和轴承底座15，装配为一个轴承组件。
37.参见图1，装配时，密封组件和轴承组件依次从上端装入下接头9中，o形圈8套入中套筒3后，中套筒3与下接头9通过螺纹连接，并由中套筒3的下端加一定扭矩，使得密封模块中胶圈5压缩密封。
38.再将另一组密封组件和轴承组件依次从上端装入中套筒3，将上接头1与中套筒螺纹连接，并加一定扭矩使得密封模块中胶圈5压缩密封。完成工具装配。
39.作为优选，上接头1的下端与中套筒3、中套筒3的下端与下接头9之间还可以安装螺钉2，螺钉2可以防止拧紧的螺纹回退，保证密封效果，防止工具脱落。
40.作为优选，本实施例的两级密封模块之间的侧壁上设置打压孔，可以装配电缆后通过打压孔测试密封效果；打压孔通过堵头7密封。
41.本实施例是一种可以对穿越井下封隔器等工具的电缆密封的工具，能防止电缆穿越井下工具封隔器等工具时的环空漏压漏液现象。本实施例一般连接在井下过电缆封隔器上端，通过施加扭矩提供的压力压缩密封模块中的胶圈5，使得胶圈5密封电缆与工具内径间环空，达到密封效果。
42.本实施例中，中套筒3通过轴承组件压住密封模块的钢圈4、中钢圈6，上接头1通过轴承组件压住密封模块的钢圈4、中钢圈6，轴承组件在两者中间可以减小工具螺旋扭矩施加过程中与钢圈的摩擦，减弱电缆在工具内拧结现象，提高工具的密封效果，保护电缆绝缘层不被破坏。
43.上面结合附图及实施例描述了本实用新型的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本实用新型的限制，本领域内熟练的技术人员可依据需要做出调整，在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。