水平井濕接頭的改進(jìn)

鄭占樹，吳依東，賈明賓

(長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司 遼寧 盤錦 124011)

·經(jīng)驗(yàn)交流·

水平井濕接頭的改進(jìn)

鄭占樹，吳依東，賈明賓

(長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司 遼寧 盤錦 124011)

濕接頭鉆具傳輸水平井測(cè)井施工工藝在國(guó)內(nèi)日臻成熟，然而現(xiàn)用水平井濕接頭公母槍依然存在維護(hù)和保養(yǎng)周期長(zhǎng)、易損件多、安裝繁瑣等設(shè)計(jì)上的缺陷。對(duì)現(xiàn)用水平井濕接頭公母槍進(jìn)行分析總結(jié)，指出了其設(shè)計(jì)上的缺陷，并提出了改進(jìn)方案。

水平井；濕接頭；公槍；母槍；連桿；正八邊形；止口鍵

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步以及石油工業(yè)的發(fā)展，大斜度定向井、水平井在各個(gè)油田不斷出現(xiàn)。隨著水平井測(cè)井技術(shù)不斷提高，濕接頭得到廣泛應(yīng)用[1]。濕接頭分公濕接頭和母濕接頭，它們是成對(duì)使用的。

雖然濕接頭鉆具傳輸水平井測(cè)井施工流程簡(jiǎn)單，但是在現(xiàn)場(chǎng)水平井施工中電纜受傷、濕接頭對(duì)接失敗、儀器損壞、資料失真等問題仍然層出不窮，因此公濕接頭的保養(yǎng)維護(hù)就顯得尤為重要[2]。但是由于現(xiàn)有公濕接頭設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了公濕接頭維護(hù)和保養(yǎng)的周期長(zhǎng)、易損件多、安裝繁瑣的情況，很不利于測(cè)井生產(chǎn)[3]。

1 濕接頭鉆具傳輸水平井測(cè)井工藝

濕接頭測(cè)井時(shí)把普通的電纜測(cè)井儀器串通過一個(gè)公頭外殼連接到鉆桿(油管)底部，然后由鉆桿(油管)把儀器輸送到目的層頂部。當(dāng)儀器到達(dá)該點(diǎn)(目的層頂部)后，在鉆桿(油管)柱的上端接上一個(gè)旁通短節(jié)，把電纜(電纜末端接有一個(gè)母接頭)通過旁通短節(jié)下入鉆桿(油管)內(nèi)，最后用泥漿泵把電纜泵下，使公、母接頭在機(jī)械上鎖定，在電氣上絕緣，在電路上接通。對(duì)接成功后就可進(jìn)行下鉆桿(油管)下測(cè)或起鉆桿(油管)上測(cè)。

2 現(xiàn)用水平井濕接頭的主要技術(shù)缺陷

2.1 公濕接頭存在的主要技術(shù)缺陷

1)連桿為圓柱形，公槍桿頭、公槍絕緣體、公槍導(dǎo)電體和公槍連桿之間的橫向定位是通過兩個(gè)防轉(zhuǎn)銷實(shí)現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)抗扭矩很小，在對(duì)接時(shí)如果產(chǎn)生扭矩就會(huì)造成公濕接頭的損壞，而且安裝時(shí)兩個(gè)防轉(zhuǎn)銷很不容易對(duì)正，一旦防轉(zhuǎn)銷出現(xiàn)損壞，公槍絕緣體、公槍導(dǎo)電體就會(huì)發(fā)生相對(duì)于公槍連桿的旋轉(zhuǎn)，繼而導(dǎo)致內(nèi)部連接導(dǎo)線扭斷而不能使用[4]。

2)各部件是靠鍵定位的，在鉚接鍵時(shí)很容易出現(xiàn)鉚死現(xiàn)象，一旦損壞無法再拆卸，造成成本嚴(yán)重浪費(fèi)。

3)公槍連桿與公槍連桿座、連桿頭之間的固定是通過壓緊螺母實(shí)現(xiàn)的，防松效果不好。

2.2 母濕接頭存在的主要技術(shù)缺陷

絕緣體和導(dǎo)電體之間以及最末端絕緣體與平衡閥主體之間，是通過兩個(gè)防轉(zhuǎn)銷定位的，如果中間某個(gè)導(dǎo)電體絕緣不好，在拆卸更換時(shí)，中間的兩個(gè)防轉(zhuǎn)銷是很不容易對(duì)正的，弄不好就得從頭來，重新裝；而且一旦防轉(zhuǎn)銷出現(xiàn)損壞，母槍絕緣體、母槍導(dǎo)電體就會(huì)發(fā)生相對(duì)于母槍主體的旋轉(zhuǎn)，繼而導(dǎo)致內(nèi)部連接導(dǎo)線扭斷而不能使用[5]。絕緣體和導(dǎo)電體之間以及最末端絕緣體與平衡閥主體的防轉(zhuǎn)銷定位如圖1所示。

圖1 絕緣體和導(dǎo)電體之間以及最末端絕緣體與平衡閥主體的防轉(zhuǎn)銷定位

3 水平井濕接頭的改進(jìn)方案

3.1 公濕接頭的改進(jìn)方案

1)在結(jié)構(gòu)上公槍連桿與公槍導(dǎo)電體、絕緣體間的固定設(shè)計(jì)為正八邊形固定，完全替代了通過兩個(gè)防轉(zhuǎn)銷實(shí)現(xiàn)的橫向固定防轉(zhuǎn)功能。此項(xiàng)改進(jìn)是本改進(jìn)方案中最具特色也是最有價(jià)值的地方。

2)公絕緣體與公導(dǎo)電體的內(nèi)孔均為正八邊形，公絕緣體與公導(dǎo)電體、連桿之間套接都是通過正八邊形定位配合；連桿頭的內(nèi)壁同樣設(shè)計(jì)為正八邊形。采用正八邊形定位，定位效果好，防轉(zhuǎn)效果好，而且安裝方便，直接套接即可。改造前后的公槍絕緣體與導(dǎo)電體見圖2、圖3。

圖2 改造前的公槍絕緣體與導(dǎo)電體

圖3 改造后的公槍絕緣體與導(dǎo)電體

3)為了將連桿頭的內(nèi)壁也設(shè)計(jì)為正八邊形，采用正八邊形定位，將連桿頭拆分為兩個(gè)部件，并采用防松扣設(shè)計(jì)。

3.2 母濕接頭的改進(jìn)方案

1)在結(jié)構(gòu)上母絕緣體之間、母絕緣體與母平衡閥主體之間采用止口鍵定位，同時(shí)設(shè)有8個(gè)走線孔，每一個(gè)母絕緣體上設(shè)有兩個(gè)半圓公鍵，止口鍵連接可有效防止絕緣體之間的轉(zhuǎn)向位移，如圖4所示。

圖4 母絕緣體兩端圖示

2)母導(dǎo)電體上設(shè)有8個(gè)半圓鍵槽，同時(shí)設(shè)有10個(gè)走線孔，8個(gè)半圓鍵槽與母絕緣體上的公鍵進(jìn)行相互套接，可有效地防止絕緣體與導(dǎo)電體之間的轉(zhuǎn)向位移。

3)母絕緣體上的走線孔的孔距與母導(dǎo)電體上走線孔的孔距相同，孔徑相同；母絕緣體上的半圓公鍵與母導(dǎo)電體上的半圓鍵槽相配合，母絕緣體與母導(dǎo)電體相互套接，定位效果好，安裝工藝簡(jiǎn)單，直接套接即可。

4 結(jié) 論

改進(jìn)后的公濕接頭在結(jié)構(gòu)上采用八邊形定位，取代了防轉(zhuǎn)銷定位，防轉(zhuǎn)效果好，定位效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，直接套接即可，極大地節(jié)省對(duì)公濕接頭維護(hù)維修保養(yǎng)的人力和時(shí)間；在連桿與連桿座、連桿頭之間的連接上采用防松螺母，有效地提高了防松固定效果。

改進(jìn)后的母濕接頭在結(jié)構(gòu)上母絕緣體與母導(dǎo)電體之間、母絕緣體與母平衡閥主體之間采用止口鍵定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位效果好，安裝工藝簡(jiǎn)單，直接套接即可，利于維護(hù)和保養(yǎng)。

[1] 劉俊霞,向素利,李新芳.水平井測(cè)井技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用[J].斷塊油氣田，2003,10(6):86-88.

[2] 萬(wàn)平杰;濕接頭水平井測(cè)井中的技術(shù)難點(diǎn)[J];測(cè)井技術(shù)，2005,29(3):268-271.

[3] 盧世春,王愛英,雷真田,等.濕接頭式水平井測(cè)井原理和儀器改進(jìn)[J].石油儀器， 2012, 26(6):44-45.

[4] 陳 順,吳依東,白延輝. 一種石油測(cè)井用公濕接頭. E21B47/00(2012.01)I.

[5] 陳 順,吳依東,白延輝. 一種石油測(cè)井用母濕接頭.E21B47/00(2012.01)I

Improvement of Wet-connector Used in Horizontal Wells

ZHENG Zhanshu, WU Yidong, JIA Mingbin

(WellLoggingCompany,GreatWallDrillingEngineeringCo.Ltd.,CNPC,Panjin,Liaoning124010,China)

The construction technology of wet-connector logging system conveyed by drill pipe in the horizontal well is becoming more and more mature. However, there are some design defects in the male and female gun of the current wet-connector, such as the long period of maintenance, many fragile parts and uneasy installation. This paper analyzes and summarizes the male gun and female gun of wet-connector in horizontal well, points out its defects of the design, and puts forward the improved plan.

horizontal well; wet-connector; male gun; female gun; connecting rod; regular octagon; stop key

鄭占樹，男，1987年生，工程師。2010年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)，現(xiàn)為長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司過套管項(xiàng)目部小隊(duì)長(zhǎng)。E-mail: zhengzhanshu@126.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)03-0096-02

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.03.023

2016-08-02 編輯：姜 婷)