專利名稱：電纜注入回收系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及石油鉆采設備領域，特別涉及一種連續油管無需展平即可注入電纜的電纜注入回收系統。
背景技術：
隨著連續管相關技術的不斷發展，連續管及其相關設備已經越來越多的應用在水平井、定向井的鉆井和測井上，由于連續管是連續的一段薄壁圓管，相對比常規鉆桿，在作業過程中，不需要連接接頭，構成了一個連接地面設備和井下工具的連續通道，因此，通過在連續管內穿入電纜來構建井下電力和信號通道，進行電動鉆井測井工作比在常規鉆桿下進行電動鉆井和測井具有更高的可行性和更好的優勢。現有技術中，為了將電纜穿入連續管中，常采用以下兩種方式將電纜從電纜卷筒上注入到連續管中、或者將電纜從卷筒上的連續管中收回到電纜卷筒上:一種是將連續管從卷筒上完全放出，伸進一口已經打好的直井內，然后利用重力，將電纜插入連續管中；另一種是將連續管平展到地面上，形成一條很長的直管，利用爬行機構或者液壓缸活塞桿的原理將電纜插入連續管中，上述兩種方式的不足之處在于:兩種方式都必須將連續管從卷筒上放出、形成一根直管以后，再使用爬行機構或者類活塞機構將電纜注入，無法將電纜直接注入到纏繞在卷筒上的連續管內，正是由于這樣的限制，使得實際操作非常不便，需要消耗大量的人力和物力，同時對連續管的壽命也有影響。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種能夠在連續管保持收卷于卷筒之時，將電纜注入到連續管管內的電纜注入回收系統。為了實現上 述發明目的，本發明提供了以下技術方案:
一種電纜注入回收系統，包括電纜卷筒和連續管卷筒，所述電纜卷筒上設置有電纜，所述連續管卷筒上盤卷有連續管，所述電纜卷筒和連續管卷筒之間設置有注入裝置，所述注入裝置內部設置有注入腔，所述注入腔設置有連通至外部的電纜導出口、電纜注入口和流體入口 ；所述電纜導出口設置有連接頭，所述連續管的對接端通過連接頭與注入腔連通；所述電纜由電纜注入口接入至注入腔內，所述電纜的前端通過電纜導出口伸入至連續管內部；在電纜導出口和電纜注入口之間設置有三通閥門，所述三通閥門的第一支管與電纜導出口連接，所述三通閥門的第二支管與電纜注入口連接，所述三通閥門的第三支管通過流體入口與泵送裝置連接，所述第三支管與第一支管的夾角大于90°。優選的，所述泵送裝置包括鉆井泵，所述鉆井泵的進水端設置有吸入管匯，所述吸入管匯將鉆井泵的進水端與儲水罐相連，所述鉆井泵的出水端與所述三通閥門的第三支管之間設置有注入管匯，所述連續管的末端與儲水罐之間設置有回流管匯。優選的，所述注入腔靠近電纜注入口的一側設置有溢流管匯，所述溢流管匯將注入腔和儲水罐連通。
優選的，所述電纜卷筒與電纜注入口之間設置有電纜牽引機構，所述電纜牽引機構包括底座，所述底座連接有驅動輪總成和從動輪總成，所述驅動輪總成和從動輪總成之間的間隙為環形牽引通道，所述電纜穿接于環形牽引通道內。采用這樣的結構，通過環形牽引通道向夾設于其中的電纜施加壓摩擦推力，從而在電纜表面產生一個沿驅動滑輪圓周切線方向的牽引力，克服電纜在注入裝置內運動時的阻力，將電纜不斷送入注入裝置內，進一步驅使電纜順利地向電纜導出口移動。優選的，所述驅動輪總成包括驅動輪架、以及通過轉軸連接于驅動輪架上的驅動滑輪，所述驅動輪架與底座固定連接，所述從動輪總成包括從動輪架、以及通過轉軸連接于從動輪架上的從動滑輪；所述驅動輪架與從動輪架之間設置有銷軸，所述驅動輪架和從動輪架在一側通過鉸鏈連接，所述驅動輪架和從動輪架在另一側通過壓緊螺栓組和自鎖螺母連接，所述壓緊螺栓組的一端與驅動輪架連接，所述壓緊螺栓組的另一端套設有自鎖螺母，所述從動輪架通過自鎖螺母與壓緊螺栓組連接。采用這樣的結構，通過驅動滑輪和從動滑輪的相對位置可調的方式，使得壓緊力可控制在一定適當的范圍內，提高了電纜牽引運動的可靠性，有利于將電纜不斷送入注入裝置內，并且，能夠方便地根據實際情況調節壓緊力的大小，避免過度施壓損壞電纜、或是壓緊力不足等情況。優選的，所述鉸鏈的轉軸為銷軸傳感器。采用這樣的結構，銷軸傳感器即用作鉸鏈的轉軸、又起到實時檢測驅動輪架與從動輪架之間壓力的作用，可隨時換算得到施加在電纜表面的壓緊力，使得此壓緊力可控制在一定適當的范圍內，有利于保護電纜。優選的，所述驅動滑輪和從動滑輪均由鋼制內圈和橡膠外圈組成。由于驅動滑輪和從動滑輪上的橡膠外圈相比金屬外圈具有一定的彈性，并可增大與電纜表面的摩擦系數，壓緊在電纜表面時，施加在電纜表面的壓緊力可提供足夠的摩擦力，并通過橡膠的變形增大與電纜表面的接觸面積，減少對電纜的損傷。
優選的，所述電纜牽引機構還包括封閉通道，所述封閉通道包括導向輪、以及設置于導向輪的上方的限位擋桿，所述限位擋桿與導向輪之間的間隙大于單根電纜的直徑、且小于兩根電纜的直徑之和。采用這樣的結構，在注入裝置靠近電纜卷揚機一側形成一個僅供單根電纜通過的封閉通道，使得電纜在電纜卷揚機上左右移動時，其通過導向輪和擋桿構成的封閉通道后的電纜段中心始終可以和驅動滑輪和從動滑輪構成的環形牽引通道中心保持基本重合，進一步保護電纜，并電纜牽引運動的可靠性。優選的，所述電纜卷筒的驅動軸上設置有計數傳感器。采用這樣的機構，安裝在驅動軸上的計數器可記錄并換算得到電纜的注入長度。優選的，所述注入裝置的電纜注入口與三通閥門的第二支管之間通過耗壓管連通，所述耗壓管的內徑比電纜的直徑大Imm 2mm。與現有技術相比，本發明的有益效果是:上述電纜注入和回收系統，不需要將連續管從連續管卷筒上放出展平，即可實現電纜的注入和回收，并在注入裝置中采用了壓耗管和溢流管，使得密封管內的密封圈和電纜表面的摩擦阻力大大降低，從而使得較小送入和拉出力就可以實現電纜的送入和拉出，結構簡單、操作便捷。
圖1為本發明電纜注入回收系統的注入工況布置 圖2為本發明中連續管和母由壬焊接 圖3為本發明中電纜牽引機構的結構示意 圖4為本發明電纜注入回收系統中注入裝置的立體結構 圖5為圖4又一視向的立體結構示意 圖6為圖4的端部結構側視 圖7為壓耗管的連接方式示意圖。圖中標記:電纜卷筒一 I ;連續管卷筒一2 ;電纜一3 ;連續管一4 ;注入裝置一5 ;電纜導出口一6 ;電纜注入口一7 ;流體入口一8 ;連接頭一9 ;三通閥門一 10 ;第一支管一 IOa ；第二支管一 IOb ;第二支管一IOc ;鉆井泵一11 ;吸入管匯一12 ;儲水罐一13 ;注入管匯一14 ;回流管匯一15 ;溢流管匯一16 ;電纜牽引機構一17 ;底座一18 ;驅動輪總成一19 ;驅動輪架一19a ;驅動滑輪一19b ;從動輪總成一20 ;從動輪架一20a ;從動滑輪一20b ;環形牽引通道一21 ;銷軸一22 ;壓緊螺栓組一23 ；自鎖螺母一24 ;封閉通道一25 ;導向輪一25a ;限位擋桿一 25b ;耗壓管一 26 ;密封管一 27 ;溢流管一 28。
具體實施例方式下面結合試驗例及具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限 于以下的實施例，凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。實施例1
如圖1至圖7所示，本實施例一種電纜注入回收系統，包括電纜卷筒I和連續管卷筒2，電纜卷筒I的驅動軸連接有電纜3卷揚機，電纜卷筒I上設置有電纜3，連續管卷筒2上盤卷有連續管4，電纜卷筒I和連續管卷筒2之間設置有注入裝置5，注入裝置5呈管狀，注入裝置5內部設置有注入腔，注入腔設置有連通至外部的電纜導出口 6、電纜注入口 7和流體入口 8 ;電纜導出口 6、以及電纜注入口 7設置與注入裝置5的兩端，而流體入口 8設置在注入裝置5的側壁、并且其在注入裝置5內側的開口朝向電纜導出口 6，電纜導出口 6設置有連接頭9，本實施例中，連接頭9為母由任，用于密閉對接連續管4，在其余實施方式中，亦可采用其他結構的密封接頭，連續管4的對接端通過連接頭9與注入腔連通；電纜3由電纜注入口 7接入至注入腔內，在注入工作開始前，將電纜3的前端通過電纜導出口 6伸入至連續管4內部預設距離處，保證線纜能夠在推力作用下向連續管4注入移動；
在電纜導出口 6和電纜注入口 7之間設置有三通閥門10，三通閥門10的第一支管IOa與電纜導出口 6連接，三通閥門10的第二支管IOb與電纜注入口 7連接，三通閥門10的第三支管IOc通過流體入口 8與泵送裝置連接,第三支管IOc與第一支管IOa的夾角大于90°，即由第三支管IOc注入的液體大部分朝向電纜導出口 6推出。為了進一步保證電纜3能夠順利注入至連續管4內，在電纜3的端部設置有浮頭，所述浮頭的徑向寬度大于電纜3的直徑，采用這樣的結構，流體推動浮頭、從而更加順利地帶動電纜3向前移動，電纜3在浮頭所受推力的作用下能夠更加順利地推入至連續管4內。本實施例的工作原理如下:利用泵送裝置(如鉆井泵11)向連續管4泵入高速流體(一般是清水)，沖刷電纜3表面，由于高速流體和電纜3表面存在速度差，從而在電纜3表面產生了一個沿高速流體行進方向的粘性摩擦力，高速流體在電纜3表面與連續管4之間的速度差足夠大時，此粘性摩擦力就足以克服電纜3在連續管4中運動時所受到的阻力，帶動電纜3在連續管4中不斷行進，并通過泵送裝置持續壓注來補償高速流體在通過連續管4時沿程阻力損失。實施例2
如圖1至圖7所示，在本實施例中，泵送裝置包括鉆井泵11，鉆井泵11的進水端設置有吸入管匯12，吸入管匯12將鉆井泵11的進水端與儲水罐13相連，鉆井泵11的出水端與三通閥門10的第三支管IOc之間設置有注入管匯14，連續管4的末端與儲水罐13之間設置有回流管匯15，通過吸入管匯12、注入管匯14和回流管匯15構成儲水、注水的循環通道，有利于避免流體浪費、具有節能環保的有益效果。其余結構請參閱實施例1。實施例3
如圖1至圖7所示，在本實施例中，雖然大部分流體沿著連續管4形成的循環通道回到儲水罐13，但為了避免高壓液體在電纜注入口 7高壓反沖，在注入腔靠近電纜注入口 7的一側設置有溢流管匯16，溢流管匯16將注入腔和儲水罐13連通，使得反沖流向電纜注入口 7的流體能夠沿溢流管匯16返回儲水罐13。為了進一步保證電纜注入口 7的連接強度，在溢流管28與電纜注入口 7之間通過密封管27進行連接，密封管27的內壁設置有環狀密封圈，密封管27與電纜3入口、溢流管28螺紋連接，使得密封管27內的環狀密封圈產生變形壓緊電纜3外表面來密封流體。為了進一步避免電 纜注入口 7處壓力過高、影響連接強度，注入裝置5的電纜注入口 7與三通閥門10的第二支管IOb之間通過耗壓管26連通，耗壓管26的內徑比電纜3的直徑大Imm 2_，壓耗管的作用是沿行程損耗流體的壓力，通過耗壓管26對流體的耗壓和泄壓作用，使得密封管27側的流體壓力很低，密封管27和溢流管28的連接螺紋只需保持一個適當的緊度就可以達到良好的密封效果，這就使得密封管27中的環形密封圈和電纜3表面的摩擦阻力大大降低。因此，注入裝置5的電纜注入口 7只要有一個適當的送入力克服密封管27中的環形密封圈和電纜3表面的摩擦阻力以及流體在上述環形間隙內流動時在電纜3表面產生的摩擦阻力，就可以將電纜3送入注入裝置5中，而已經通過三通閥門10進入連續管4的電纜3段，其牽引動力則由高速流體沖刷產生。其余結構請參閱實施例2。實施例4
如圖3至圖6所示，本實施例中，為了順利地送入電纜3，電纜卷筒I與電纜注入口 7之間設置有電纜牽引機構17，電纜牽引機構17包括底座18，底座18連接有驅動輪總成19和從動輪總成20，驅動輪總成19和從動輪總成20之間的間隙為環形牽引通道21，電纜3穿接于環形牽引通道21內，通過環形牽引通道21向夾設于其中的電纜3施加壓摩擦推力，從而在電纜3表面產生一個沿驅動滑輪19b圓周切線方向的牽引力，克服電纜3在注入裝置5內運動時的阻力，將電纜3不斷送入注入裝置5內，進一步驅使電纜3順利地向電纜導出口 6移動。因此，注入裝置5的電纜注入口 7通過電纜牽引機構17產生一個適當的送入力克服密封管27中的環形密封圈和電纜3表面的摩擦阻力以及流體在上述環形間隙內流動時在電纜3表面產生的摩擦阻力，就可以將電纜3送入注入裝置5中，而已經通過三通閥門10進入連續管4的電纜3段，其牽引動力則由高速流體沖刷產生。驅動輪總成19包括驅動輪架19a、以及通過轉軸連接于驅動輪架19a上的驅動滑輪19b，驅動輪架19a與底座18固定連接，從動輪總成20包括從動輪架20a、以及通過轉軸連接于從動輪架20a上的從動滑輪20b ;驅動輪架19a與從動輪架20a之間設置有銷軸22，驅動輪架19a和從動輪架20a在一側通過鉸鏈連接，驅動輪架19a和從動輪架20a在另一側通過壓緊螺栓組23和自鎖螺母24連接，壓緊螺栓組23的一端與驅動輪架19a連接，壓緊螺栓組23的另一端套設有自鎖螺母24，從動輪架20a通過自鎖螺母24與壓緊螺栓組23連接，采用這樣的結構，通過驅動滑輪1%和從動滑輪20b的相對位置可調的方式，使得壓緊力可控制在一定適當的范圍內，提高了電纜3牽引運動的可靠性，有利于將電纜3不斷送入注入裝置5內，并且，能夠方便地根據實際情況調節壓緊力的大小，避免過度施壓損壞電纜3、或是壓緊力不足等情況。驅動滑輪19b和從動滑輪20b均由鋼制內圈和橡膠外圈組成，由于驅動滑輪19b和從動滑輪20b上的橡膠外圈相比金屬外圈具有一定的彈性，并可增大與電纜3表面的摩擦系數，壓緊在電纜3表面時，施加在電纜3表面的壓緊力可提供足夠的摩擦力，并通過橡膠的變形增大與電纜3表面的接觸面積，減少對電纜3的損傷。為了精確控制作用在電纜3上的壓力，鉸鏈的轉軸為銷軸22傳感器，銷軸22傳感器即用作鉸鏈的轉軸、又起到實時檢測驅動輪架19a與從動輪架20a之間壓力的作用，可隨時換算得到施加在電纜3表面的壓緊力，使得此壓緊力可控制在一定適當的范圍內，有利于保護電纜3。電纜牽引機構17還包括封閉通道25，封閉通道25包括導向輪25a、以及設置于導向輪25a的上方的限位擋桿25b，限位擋桿25b與導向輪25a之間的間隙大于單根電纜3的直徑、且小于兩根電纜3的直徑 之和，采用這樣的結構，在注入裝置5靠近電纜3卷揚機一側形成一個僅供單根電纜3通過的封閉通道25，使得電纜3在電纜3卷揚機上左右移動時，其通過導向輪25a和擋桿構成的封閉通道25后的電纜3段中心始終可以和驅動滑輪19b和從動滑輪20b構成的環形牽引通道21中心保持基本重合，進一步保護電纜3，并電纜3牽引運動的可靠性。電纜卷筒I的驅動軸上設置有計數傳感器，采用這樣的機構，安裝在驅動軸上的計數器可記錄并換算得到電纜3的注入長度，供以操作人員按需對施加于電纜3上的壓力進行調整，進一步保護電纜3。其余結構請參閱實施例3。本發明在處于電纜3注入工況時，首先將電纜3從電纜3卷揚機上放出一段合適的長度，并穿過由電纜牽引機構17、密封管27、溢流管28、壓耗管、轉接短節、三通閥門10所構成的環形通道，進入連續管4內部，伸進連續管4內部的電纜3段長度有幾米即可，啟動鉆井泵11，通過注入管匯14往注入裝置5的三通閥門10泵入高速流體，啟動電纜3卷揚機，往外放出電纜3，再啟動電纜牽引機構17，在電纜3表面施加一定的送入力克服上文的摩擦阻力，并連續的往管串內送入電纜3，送入的電纜3段則在高速流體產生的粘性摩擦力的牽引下沿流體行進方向前進。此時，高速流體的入口處在三通閥門10，大部分的流體都經由注入管匯14-三通閥門10-連續管4-連續管卷筒2-回流管匯15構成的通道返回儲水罐13，很少一部分流體經由注入管匯14-三通-轉接短節-壓耗管-溢流管28-溢流管匯
16構成的通道返回儲水罐13，儲水罐13內的流體經吸入管匯12進入鉆井泵11，從而形成一個流體的循環。本發明在處于電纜3回收工況時，與注入工況不同的是，此時高速流體的入口處在連續管卷筒2上的卷筒管匯、即泵送裝置與回流管匯15連通，大部分流體經由回流管匯15-連續管卷筒2-連續管4-三通閥門10-注入管匯14構成的通道返回儲水罐13，很少一部分流體經由回流管路-連續管卷筒2-連續管4-三通閥門10-壓耗管-溢流管28-溢流管匯16構成的通道返回儲水罐13。回收時，啟動鉆井泵11，通過注入管匯14往連續管卷筒2的回流管匯15上泵入高速流體，電纜3在高速流體產生的粘性摩擦力的牽引下沿流體行進方向前進，啟動電纜牽引機構17，將電纜3從管串內拉出，啟動電纜3卷揚機，將電纜3收回至電纜3卷揚機上。本文的電纜牽引機構17并不局限于文中所給出的特定形式，其目的在于注入電纜3是為電纜3提供一個送入力克服管串段的摩擦阻力；回收電纜3時提供一個拉力克服管串段的摩擦阻力將電纜3拉出。人力，液缸夾持推拉均可實現電纜牽引機構17的功能，在此就不再贅述。上述實施例提供了一套電纜3注入和回收系統，不需要將連續管4從連續管卷筒2上放出展平，即可實現電纜3的注入和回收，并在注入裝置5中采用了壓耗管和溢流管28，使得密封管27內的密封圈和電纜3表面的摩擦阻力大大降低，從而使得較小送入和拉出力就可以實現電纜3的送入和·拉出，結構簡單、操作便捷。
權利要求
1.一種電纜注入回收系統，包括電纜卷筒和連續管卷筒，所述電纜卷筒上設置有電纜，所述連續管卷筒上盤卷有連續管，其特征在于:所述電纜卷筒和所述連續管卷筒之間設置有注入裝置，所述注入裝置內部設置有注入腔，所述注入腔設置有連通至外部的電纜導出口、電纜注入口和流體入口 ；所述電纜導出口設置有連接頭，所述連續管的對接端通過所述連接頭與所述注入腔連通；所述電纜由所述電纜注入口接入至所述注入腔內，所述電纜的前端通過所述電纜導出口伸入至所述連續管內部；在所述電纜導出口和所述電纜注入口之間設置有三通閥門，所述三通閥門的第一支管與所述電纜導出口連接，所述三通閥門的第二支管與所述電纜注入口連接，所述三通閥門的第三支管通過所述流體入口與泵送裝置連接，所述第三支管與所述第一支管的夾角大于90°。
2.根據權利要求1所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述泵送裝置包括鉆井泵，所述鉆井泵的進水端設置有吸入管匯，所述吸入管匯將所述鉆井泵的進水端與儲水罐相連，所述鉆井泵的出水端與所述三通閥門的第三支管之間設置有注入管匯，所述連續管的末端與所述儲水罐之間設置有回流管匯。
3.根據權利要求2所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述注入腔靠近所述電纜注入口的一側設置有溢流管匯，所述溢流管匯將所述注入腔和所述儲水罐連通。
4.根據權利要求3所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述電纜卷筒與所述電纜注入口之間設置有電纜牽引機構，所述電纜牽引機構包括底座，所述底座連接有驅動輪總成和從動輪總成，所述驅動輪總成和所述從動輪總成之間的間隙為環形牽引通道，所述電纜穿接于所述環形牽引通道內。
5.根據權利要求4所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述驅動輪總成包括驅動輪架、以及通過轉軸連接于所述驅動輪架上的驅動滑輪，所述驅動輪架與所述底座固定連接，所述從動輪總成包括從動輪架、以及通過轉軸連接于所述從動輪架上的從動滑輪；所述驅動輪架與所述從動輪架之間設置有銷軸，所述驅動輪架和所述從動輪架在一側通過鉸鏈連接，所述驅動輪架和所述從動輪架在另一側通過壓緊螺栓組和自鎖螺母連接，所述壓緊螺栓組的一端與所述驅動輪架連接，所述壓緊螺栓組的另一端套設有所述自鎖螺母，所述從動輪架通過所述自 鎖螺母與所述壓緊螺栓組連接。
6.根據權利要求5所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述鉸鏈的轉軸為銷軸傳感器。
7.根據權利要求5所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述驅動滑輪和所述從動滑輪均由鋼制內圈和橡膠外圈組成。
8.根據權利要求4至7中任一所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述電纜牽引機構還包括封閉通道，所述封閉通道包括導向輪、以及設置于所述導向輪的上方的限位擋桿，所述限位擋桿與所述導向輪之間的間隙大于單根電纜的直徑、且小于兩根電纜的直徑之和。
9.根據權利要求4至7中任一所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述電纜卷筒的驅動軸上設置有計數傳感器。
10.根據權利要求4至7中任一所述的電纜注入回收系統，其特征在于:所述注入裝置的電纜注入口與所述三通閥門的第二支管之間通過耗壓管連通，所述耗壓管的內徑比電纜的直徑大Imm 2mm。
全文摘要
本發明公開了一種電纜注入回收系統，包括電纜卷筒和連續管卷筒，所述電纜卷筒上設置有電纜，所述連續管卷筒上盤卷有連續管，其特征在于所述電纜卷筒和連續管卷筒之間設置有注入裝置，所述注入裝置內部設置有注入腔，所述注入腔設置有連通至外部的電纜導出口、電纜注入口和流體入口；所述電纜導出口設置有連接頭，所述連續管的對接端通過連接頭與注入腔連通；上述電纜注入和回收系統，不需要將連續管從連續管卷筒上放出展平，即可實現電纜的注入和回收，并在注入裝置中采用了壓耗管和溢流管，使得密封管內的密封圈和電纜表面的摩擦阻力大大降低，從而使得較小送入和拉出力就可以實現電纜的送入和拉出，結構簡單、操作便捷。
文檔編號H02G1/08GK103247975SQ20131020410
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月28日 優先權日2013年5月28日
發明者姚宇翔, 單代偉, 夏宏克, 胡曉君, 鐘萍萍, 張波 申請人:四川宏華石油設備有限公司