二氧化碳地质封存中管线穿越封隔器的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于二氧化碳地质封存技术领域，更具体地，涉及一种二氧化碳地质封存中管线穿越封隔器的方法及装置。
【背景技术】
[0002]二氧化碳地质封存实质上就是将二氧化碳气体压缩至超临界状态，并注入到地下深处具有适当封闭条件的地层中进行长期的封存和隔离，以用于在一段时间内减少大气中二氧化碳排放量，减缓全球变暖与地球环境恶化趋势。
[0003]二氧化碳地质封存中通常也设置有注入井和排放井，捕集的二氧化碳通过注入井注入地层中，同时地层中相应流体通过迀移从所述排放井中排出。为了防止泄露，类似于油井中防止产液或注液的泄露使用封隔器隔绝产层，地质封存中同样采用封隔器进行将管柱与井眼之间以及各管柱之间的环形空间封隔，以隔绝封存地层。
[0004]由于井下存在各种检测或测量仪器，为使仪器正常工作并反馈相应数据，需要将各种电缆、光缆或者其他管线穿过封隔器以达到井下的目的，从而实现与仪器连接。目前在油井中存在多种电缆穿越封隔器的方法或装置，例如中国专利申请201210196016.5中公开了一种分体六通道过电缆封隔器，这种封隔器对常规封隔器进行了改造，在其内部加工预留了多个轴向通孔，以用于电缆、测试管线等通道。但是，这种方案需要对常规封隔器进行定制或结构改进，增加了封隔器的成本和加工难度，特别是地质封存中需要穿越的管线众多、类型复杂，需要对封隔器进行较大改造，而且对于部分特殊的管线也无法适用。
[0005]中国专利申请00123075.1中公开了一种油井中电缆穿越的方法，该方法是在油管上设置电缆转接器，该电缆转接器安装于抽油栗之下和封隔器之上的油管空间，电缆沿着环空下放至油管电缆转接器时经油管电缆转接器上的高压密封塞穿过油管与井下一起相连，从而使电缆顺利绕过封隔器。该方案中通过设置特殊结构的电缆转接器，可以将电缆有效的穿过。但是，在二氧化碳地质封存井中，由于井下仪器种类多，传输管线复杂，它们的连接管线不仅仅是电缆，还包括各种光缆、中空钢管等管线，这种管线的特点是具有防腐蚀防护铠甲，其刚性较大且不宜折弯，这种通过电缆转接器的方法无法适用上述各种管线的穿过。特别是，由于地下环境恶劣复杂，管体中的穿越器以及封隔器等装置极易被腐蚀，使得穿越器的穿越效果受到影响，而且其中穿越的管线容易受到腐蚀或干扰，导致检测精度受到影响。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种二氧化碳地质封存中管线穿越封隔器的装置及方法，其将管线穿过油管壁进入管内，并通过封隔器后再穿过油管壁到达管外，从而成功越过封隔器而无需对封隔器进行改造加工，可适用于包括允许小角度折弯的柔性管线、刚度较大的管线以及不宜大幅度折弯的铠甲管线多种管线通过，特别是通过特殊的密封结构对管体与管体之间的环形空间进行密封，从而可以通过注入防腐液体，实现对穿越器及其中的管线进行防腐，由此解决目前二氧化碳地质封存中各种管线特别是不适于弯折或者刚性较大的管线无法穿越常规封隔器，以及穿越设备和管线易被腐蚀而导致检测精度受到影响的技术问题。
[0007]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种二氧化碳地质封存中管线穿越封隔器的装置，用于实现二氧化碳地质封存中的各种管线穿越设置于两端与管体连接的套管中的封隔器而到达地质下层，其中，该装置包括设置在套管两端部的管体上的穿越器，该穿越器包括套装在管体上并位于套管一端侧的第一穿越机构和套装在管体上并位于所述套管另一端侧且呈对称布置的第二穿越机构，其特征在于，
[0008]该第一穿越机构和第二穿越机构均包括呈中空筒体状的转接接头，其螺纹套装在所述管体外壁，该转接接头的筒壁在其中一端端部设置有多个呈环形布置的沿筒体深度方向贯通筒壁的管线通道，且该管线通道与管体上的用于使管线进入管体的开口相通，使得用于二氧化碳地质封存中的所述各种管线可通过所述第一穿越机构上的转接接头的管线通道进入该转接接头并在穿越其筒壁后进入管体中，并在穿越所述封隔器后从管体中穿出，从而进入所述第二穿越机构的转接接头的管线通道中，并进一步可从其出口穿出，从而实现对封隔器的穿越。
[0009]作为本发明的改进，所述转接接头中的管线通道由沿筒体轴向方向设置的第一通道和与该第一通道连接并呈一定角度设置的第二通道组成，使得管线进入后经过第一通道和第二通道后可产生一定的方向变化。
[0010]该角度可以允许小角度折弯的柔性管线、刚度较大的管线以及不宜大幅度折弯的铠甲管线多种管线通过，实现二氧化碳地质封存中各种管线特别是不适于弯折或者刚性较大的管线的顺利穿越。
[0011]作为本发明的改进，第一通道与第二通道之间的角度为150°以上，优选150°-165。ο
[0012]作为本发明的改进，所述转接接头的第一通道端部设置有密封接头，用于在管线进入所述转接接头或者从转接接头穿出时锁紧该第一通道端部，实现与外界的密封。
[0013]作为本发明的改进，该第一穿越机构或第二穿越机构上还设置有短节，其为中空筒体，且其中心通孔为台阶孔，其通过其中的较小孔固定套装在所述管体外壁，并进而使其中的较大孔套装在所述转接接头外壁一端，从而可承载并密封所述转接接头。
[0014]作为本发明的改进，还包括密封机构，其套装设置在所述管体上并位于所述封隔器与任一穿越器之间，其可实现管体与管套之间环形空间的密封从而可通过预留的管线在其中注入防腐材料而实现对封隔器的防腐保护。
[0015]作为本发明的改进，该密封机构包括密封器和设置在该密封器之外用于作动以驱动该密封器密封管体管套的作动机构，其中所述密封器套装在管体外围，其具有密封所述环形空间的密封层，所述作动机构包括套装在管体外周并与密封器连接的呈筒体结构的缸体，其与管体外周接触的筒壁上开有凹槽，以形成腔体以作为活塞腔，该腔体与管体上的压力注入孔相通，用以通过该注入孔向腔体注入流体，进而可产生压力变化而推动缸体在管体外周壁上轴向往复运动，缸体一端端部与密封器固定连接，其可在缸体驱动下往复运动，从而可压紧或松开密封面，实现对管体与管套之间的环形空间的密封或解封。
[0016]作为本发明的改进，密封机构设置有滑套锁止装置，其优选为棘齿结构，包括位于缸体上的第一棘齿和位于管体外周壁上的第二棘齿，缸体驱动到位后该第一棘齿与第二棘齿匹配形成锁止，且该第一棘齿与缸体连接处设置有解封螺钉，可在缸体回缩带动第一棘齿回位，从而剪断解封螺钉，使得棘齿解锁。
[0017]按照本发明的另一方面，提供一种二氧化碳地质封存中管线穿越封隔器的方法，用于实现二氧化碳地质封存中的各种管线穿越设置在两端与管体连接的套管中的封隔器而到达地质下层，该方法包括:
[0018]在套管两端设置穿越器，其中该穿越器包括套装在管体上并位于套管一端侧的第一穿越机构和套装在管体上并位于所述套管另一端侧且呈对称布置的第二穿越机构，两穿越机构均具有呈中空筒体状并螺纹套装在所述管体外壁的转接接头，且转接接头的管壁设置有多个呈环形布置的沿筒体深度方向贯通筒壁的管线通道，其与管体上的用于使管线进入管体的开口相通；
[0019]将用于二氧化碳地质封存中的所述各种管线通过所述第一穿越机构上的转接接头的管线通道进入该转接接头并在穿越其筒壁后进入管体中，然后在穿越所述封隔器后从管体中穿出，从而进入所述第二穿越机构的转接接头的管线通道中，并进一步可从其出口穿出，从而实现对封隔器的穿越。
[0020]作为本发明的改进，该方法还包括在所述管体上并位于所述封隔器与任一穿越器之间套装设置一密封机构，其可实现管体与管套之间环形空间的密封从而可通过预留的管线在其中注入防腐材料而实现对封隔器的防腐保护。
[0021]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于在封隔器两端均设置穿越机构，能够取得下列有益效果:
[0022](I)本发明中，在管体上的常规封隔器两端均设置穿越机构，一起构成穿越器，使得用于二氧化碳地质封存的各类管线可以经该穿越器进入管体中并从而穿越封隔器，而后从另一端的穿越机构中传出，从而实现顺利对封隔