КАБЕЛЬНЫЙ ВЫВОД ДЛЯ СКВАЖИННОГО ДАТЧИКА
CABLE LEAD FOR DOWNHOLE SENSOR

Изобретение относится к скважинному оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности, а именно к узлу соединения глубинного кабеля с корпусом скважинного датчика.
Известна конструкция узла соединения глубинного кабеля с корпусом скважинного датчика, фирмы DataCan, опубликованная в сети Интернет: https://datacan.com/docs/Cableheads.pdf, состоящего из корпуса, гайки поджимной, обжимных медных колец, резиновых колец, трёх независимых якорей, верхней втулки.
Основным недостатком известной конструкции является невозможность опрессовки соединения скважинного датчика с кабельным выводом.
В качестве прототипа выбран патент на изобретение «Интеграционная конструкция для скважинного датчика», RU2601347, E21B47/016, опубл. 10.11.2016. Известная конструкция объединяет в себе корпус, блок подвода погружного кабеля и переходник. Внутри корпуса выполнено установочное устройство, в котором размещена металлическая трубка с датчиком. С одной стороны, корпус соединен с переходником, имеющим наружную резьбу для соединения с корпусом и внутреннюю резьбу для соединения с устройством. Устройство содержит уплотнительный узел, состоящий из уплотнений для герметизации устройства с переходником и из последовательно расположенных уплотнительных колец, охватывающих трубку. Устройство содержит защитный узел от ударных воздействий в виде протяжного винтового канала, образованного резьбой устройства и штуцером. С другой стороны, корпус соединен с блоком кабеля, содержащим устройство для внешнего крепления кабеля и внутренний канал для подвода кабеля. Кабель снабжен уплотнительным узлом, включающим последовательно установленные уплотнительные кольца, охватывающие его. На блоке расположен механизм фиксирования корпуса на переходнике. Переходник выполнен с отверстиями под крепежные элементы и снабжен каналом для связи датчика с пространством внутри колонны насосно-компрессорных труб.
Недостатками известной конструкции являются: возможность просачивания жидкости из скважины внутрь конструкции в случае недостаточной герметизация соединения; возможность вибрации и прокручивания глубинного кабеля в корпусе скважинного датчика при выполнении перфорации, гидроразрыва пласта или освоении скважины; недостаточная надёжность соединения глубинного кабеля со скважинным датчиком, выполненного с использованием обжимных элементов.
Решаемой технической проблемой является недостаточная надёжность соединения глубинного кабеля со скважинным датчиком.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении надёжности соединения глубинного кабеля со скважинным датчиком.
Указанный технический результат достигается за счёт того, что применяют кабельный вывод, содержащий корпус, и отличающийся тем, что:
- Для обеспечения большей герметизации соединения глубинного кабеля со скважинным датчиком к корпусу последовательно присоединены колпак и мост, на каждом из которых установлены по одному фитингу, служащими для герметизации глубинного кабеля по его внешней металлической оболочке, при этом для проверки герметичности соединения в колпаке между фитингами установлен опрессовочный порт;
- Для предотвращения вибрации и прокручивания глубинного кабеля в корпусе кабельного вывода установлена двусторонняя цанга, поджим которой регулируют при помощи удлинителя, воздействующего на цангу через конусные втулки;
- Соединение глубинного кабеля со скважинным датчиком выполнено при помощи пайки, а не с помощью обжимных элементов, как это сделано в аналогах и других известных конструкциях.
Таким образом, кабельный вывод содержит следующие основные конструктивные элементы: корпус, колпак, мост и удлинитель, а также два фитинга, цангу и опрессовочный порт.
Заявляемая конструкция поясняется чертежами:
- на фиг. 1 показан собранный кабельный вывод в разрезе;
- на фиг. 2 показан разнесенный вид кабельного вывода;
Конструкция кабельного вывода (фиг. 1) включает в себя мост (1), с одной стороны которого выполнена резьба для его прикрепления к корпусу скважинного датчика, а с его другой стороны при помощи резьбового соединения установлен первый фитинг (2), имеющий переднее (3) и заднее (4) обжимные кольца.
Также к мосту (1) при помощи резьбового соединения присоединён колпак (5), на котором при помощи резьбового соединения установлен второй фитинг (6), также имеющий переднее (7) и заднее (8) обжимные кольца, и, кроме того, в колпаке (5) выполнен опрессовочный порт (9), предназначенный для проверки герметичности пространства между фитингами (2) и (6), а для герметизации опрессовочного порта (9) используют винт (10) и медное кольцо (11).
Кроме того, между мостом (1) и корпусом скважинного датчика, а также между мостом (1) и колпаком (5) установлено по два уплотнительных кольца (12), предназначенных для герметизации этих соединений.
В свою очередь к колпаку (5) при помощи резьбового соединения присоединён корпус (13), в котором установлена цанга (14), предназначенная для предотвращения прокручивания и фиксации глубинного кабеля внутри кабельного вывода, для зажатия которой с двух сторон используют конусные втулки (15) и (16).
Также к корпусу (13) при помощи резьбового соединения присоединён удлинитель (17), предназначенный для активации цанги (14) и надежной фиксации конусных втулок (15) и (16), который закрепляется от перемещений с помощью контргайки (18).
При этом во всех элементах конструкции кабельного вывода выполнены сквозные отверстия для размещения глубинного кабеля.
Заявляемая конструкция работает следующим образом.
Перед началом использования осуществляют сборку кабельного вывода в определенной последовательности: сначала для обеспечения передачи электрического сигнала на плату управления скважинного датчика медный повив глубинного кабеля присоединяют при помощи пайки к подпружиненному фиксатору, установленному в корпусе скважинного датчика (на фиг. не показано); далее мост (1), оснащённый первым фитингом (2) и имеющим переднее (3) и заднее (4) обжимные кольца, вкручивают в корпус скважинного датчика; далее на мост (1) накручивают колпак (5), который также оснащен вторым фитингом (6), имеющим переднее (7) и заднее (8) обжимные кольца, при этом в колпаке (5) выполнен опрессовочный порт (9), для герметизации которого установлен винт (10) и резиновое кольцо (11), а также, для обеспечения герметизации соединений моста (1) с корпусом скважинного датчика и с колпаком (5) в местах этих соединений установлены уплотнительные кольца (12); далее на колпак (5) накручивают корпус (13), в котором установлена цанга (14), с двух сторон которой установлены конусные втулки (15) и (16); далее в корпус (13) при помощи резьбы прикреплён удлинитель (17), который фиксируется контргайкой (18).
Таким образом, за счёт использования двух фитингов обеспечивается надёжная герметизация соединения поскольку уплотнение и обхват глубинного кабеля в каждом фитинге распределены по его поверхности между двумя обжимными кольцами, при этом переднее обжимное кольцо прижимается изнутри к фитингу и к внешней металлической оболочке глубинного кабеля, создавая первичное уплотнение, в то время как заднее обжимное кольцо вдвигается внутрь, обеспечивая плотный обхват внешней металлической оболочки глубинного кабеля.
Также, наличие опрессовочного порта, установленного между фитингами и рассчитанного на высокое давление опрессовки, позволяет производить проверку герметичности внутреннего пространства кабельного вывода, расположенного между двумя фитингами.
Кроме того, соединение медного повива глубинного кабеля с подпружиненным фиксатором, установленным в корпусе скважинного датчика при помощи пайки, обеспечивает дополнительную надёжность соединения, а установленная в корпусе кабельного вывода двусторонняя цанга предотвращает вибрацию и прокручивание глубинного кабеля при выполнении таких работ, как перфорация, гидроразрыв пласта или освоение скважины.
Для проверки работоспособности предложенной конструкции кабельного вывода для скважинного датчика, входящего в состав подземного скважинного оборудования были проведены проектно-конструкторские и технологические проработки и опытные испытания в газовом стенде ООО «Научно-производственная фирма Завод «Измерон» с поддержанием скважинных условий по температуре и давлению, а также на скважинах Бованенковского и Чаяндинского газовых месторождений.
В результате проведённых испытаний при использовании известных технологий, широко применяемых в нефтегазодобывающей промышленности, применительно к газовым и газоконденсатным скважинам, была доказана работоспособность заявляемого устройства и высокая надёжность соединения глубинного кабеля со скважинным датчиком при выполнении таких работ, как: перфорация, гидроразрыв пласта и освоение скважины.