基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统的制作方法

本实用新型是关于石油工业的缆控智能分层注水领域，尤其涉及一种基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统。

背景技术：

分层注水开发是进入开发中后期油田提高采收率的重要措施。缆控智能分层注水是采用载波技术，通过下入的电缆为井下传感器、电机等仪器设备供电及传输控制信号，获得每层的压力、流量等数据，进而对每层的注水量进行合理分配，实现科学开发的先进技术。该技术避免了人工现场投捞、测调等繁杂的体力劳动，降低了后期成本，提高了工作效率。

但是现有技术中，在缆控分层注水管柱下入过程中，固定(绑定)于油管外壁的电缆经常遇到各种问题，影响施工的成功率。比如，管柱下入时，虽然管柱具有电缆保护装置，但在管柱通过井斜角较大的位置时，套管内壁可能会把电缆的保护层磨穿，导致电缆绝缘失效。同时，由于电缆绑缚在油管外壁，也会增大套管通道内的液流摩阻。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，在实现电力传输和信号通信的缆控智能分层注水的同时，能够保护电缆不被磨损，降低通道内的液流摩阻，从而提升缆控分注系统的可靠性。

本实用新型的另一目的在于提供一种基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，能够提高系统防腐蚀、防结垢能力。

本实用新型的目的是这样实现的，一种基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，缆控分层注水系统包括有设置在井口的井口电缆穿越装置，所述井口电缆穿越装置下方通过内置电缆的复合连续油管连接有两层或两层以上的注水机构；每层所述注水机构分别由穿越封隔器及其下部连接的缆控配水器构成；各所述缆控配水器与本层及下层的穿越封隔器之间由内置电缆的复合连续油管连接；最下层注水机构的缆控配水器下方通过尾管连接有一向上导通的单向阀；电缆穿出井口连接于地上集成控制柜；

所述内置电缆的复合连续油管包括由内向外固定连接的内衬层、增强层和保护层；内衬层外侧沿复合连续油管轴向呈螺旋状敷设有电缆；内置电缆的复合连续油管两端分别密封固定连接有金属管接头，所述金属管接头上轴向设有能穿过电缆的穿孔；内置电缆的复合连续油管通过所述金属管接头与两端的工具连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述井口电缆穿越装置包括固定于井口的悬挂器，悬挂器预留电缆穿越通道，悬挂器上方设有固定于井口的井口电缆穿越法兰。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述电缆包括有第一电缆和第二电缆，第一电缆和第二电缆沿内衬层周向对称设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述金属管接头包括有接头本体和接头外壳，接头本体上设有与内置电缆的复合连续油管内壁固定连接的接头本体一端，和与工具连接的接头本体另一端；接头本体两端之间形成有直径扩大的柱形台阶部，所述穿孔轴向贯穿所述柱形台阶部的两端；所述接头外壳一端固定连接于内置电缆的复合连续油管外壁，接头外壳另一端固定连接于柱形台阶部外壁。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述穿孔远离内置电缆的复合连续油管的一端固定设有能穿过电缆的卡套。

在本实用新型的一较佳实施方式中，接头本体一端与内置电缆的复合连续油管内壁为卡接，并设有密封结构；所述接头外壳一端与内置电缆的复合连续油管外壁为卡接；所述接头外壳另一端与柱形台阶部外壁为螺纹联接，并设有密封结构。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述内衬层、内衬层外侧敷设的电缆、增强层和保护层通过热熔一体成型为所述内置电缆的复合连续油管。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述井口电缆穿越装置下方通过内置电缆的复合连续油管连接有三层注水机构。

由上所述，本实用新型基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，由于采用了内置电缆的复合连续油管，不用在油管外绑定电缆，电缆被敷设在复合连续油管的管壁内，电缆不外露，完全不需要使用现有技术中的外部电缆保护装置，能够提高施工效率；在实现电力传输和信号通信的缆控智能分层注水的同时，能够保护电缆，降低通道内的液流摩阻，进而提升缆控分注系统的可靠性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统的结构示意图。

图2:为本实用新型中内置电缆的复合连续油管的横截面剖视图。

图3:为本实用新型中金属管接头的结构示意图一(未连接卡套)。

图4:为本实用新型中金属管接头的结构示意图二(连接卡套)。

图5:为本实用新型中金属管接头与内置电缆的复合连续油管连接的结构示意图。

附图标号：

100、基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统；

1、井口电缆穿越装置；

11、悬挂器；

12、井口电缆穿越法兰；

2、内置电缆的复合连续油管；

21、内衬层；

22、增强层；

23、保护层；

3、注水机构；

31、穿越封隔器；

32、缆控配水器；

4、尾管；

5、单向阀；

6、电缆；

61、第一电缆；

62、第二电缆；

7、集成控制柜；

8、金属管接头；

81、穿孔；

82、接头本体；

821、接头本体一端；

8211、定位台阶；

822、接头本体另一端；

823、柱形台阶部；

83、接头外壳；

9、卡套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下等方向均是以本实用新型所示的图1中的上、下等方向为准，在此一并说明。

如图1～图5所示，本实用新型提出一种基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统100，缆控分层注水系统100包括有设置在井口的井口电缆穿越装置1，所述井口电缆穿越装置1下方通过内置电缆的复合连续油管2连接有两层或两层以上的注水机构3，在本实施方式中以三层注水机构为例进行说明；每层所述注水机构3分别由穿越封隔器31及其下部连接的缆控配水器32构成；各所述缆控配水器32与本层及下层的穿越封隔器31之间由内置电缆的复合连续油管2连接；最下层注水机构的缆控配水器32下方通过尾管4连接有一向上导通的单向阀5；电缆6穿出井口连接于地上集成控制柜7；

如图2～图5所示，所述内置电缆的复合连续油管2包括由内向外固定连接的内衬层21、增强层22和保护层23；内衬层21外侧沿复合连续油管2轴向呈螺旋状敷设有电缆6；内置电缆的复合连续油管2两端分别密封固定连接有金属管接头8，所述金属管接头8上轴向设有能穿过电缆6的穿孔81；内置电缆的复合连续油管2通过所述金属管接头8与两端的工具连接。

由上所述，本实用新型的基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，由于采用了内置电缆的复合连续油管，不用在油管外绑定电缆环节，电缆被敷设在复合连续油管内，不外露完全不需要使用现有技术中的外部电缆保护装置，能够提高施工效率；在实现电力传输和信号通信的缆控智能分层注水的同时，能够保护电缆，降低通道内的液流摩阻，进而提升缆控分注系统的可靠性。

进一步，在本实施方式中，所述井口电缆穿越装置1包括固定于井口四通的悬挂器11，悬挂器11预留电缆穿越通道，悬挂器11上方设有固定于井口的井口电缆穿越法兰12。

本实用新型中所述电缆6适用载波技术的电缆，既是动力缆也是信号缆，电缆6可以包括多根电缆。在本实施方式中，如图2所示，电缆6包括有第一电缆61和第二电缆62，用于信号的一进一出。第一电缆和第二电缆沿内衬层周向对称设置；所述内衬层21、内衬层外侧敷设的电缆61、62、增强层22和保护层23通过热熔一体成型为所述内置电缆的复合连续油管。其中，内衬层21和增强层22的材料根据不同的使用温度进行如下选择：60℃时，内衬层21可以为PE或UHMWPE，保护层22为PE-HT；90℃时，内衬层21和保护层22均为PA；120℃时，内衬层21和保护层22均为PVDF。此外还有别的适用该温度下的满足强度要求的高分子材料。增强层23目前有三种选择：玻纤、碳纤和芳纶，可单独或配合使用。

如图1所示，在本实用新型中，注水机构3由内置电缆的复合连续油管2下入套管中，三层注水机构分别对应各层段位置，注水机构中的穿越封隔器31对应各层段中的岩层位置，缆控配水器32对应各层段中的储层位置；套管上对应各储层的位置形成射孔段；内置电缆的复合连续油管2的实施长度依据各储层之间的井筒轴向距离而定，也就是说，本实施方式中，是根据各储层之间的距离来确定加工相应长度的内置电缆的复合连续油管2，并于其两端的工具进行连接，由此，使各层注水机构能够准确地对应各层段的位置。

在本实施方式中，缆控配水器32为现有技术；缆控配水器32内集成压力传感器、温度传感器、流量传感器、电机及其控制单元，由第一电缆61和第二电缆62供电，并采用载波技术传输实测信号，反馈到地面的地上集成控制柜7中。

地上集成控制柜7为现有技术；地上集成控制柜7内集成了整个注水系统的控制系统，以便于远端的操作者根据缆控配水器的信号反馈控制井下动力元件，完成测调等工作。

在本实施方式中，如图3～图5所示，所述金属管接头8包括有接头本体82和接头外壳83，接头本体82上设有与内置电缆的复合连续油管2内壁固定连接的接头本体一端821，和与工具连接的接头本体另一端822；接头本体两端之间形成有直径扩大的柱形台阶部823，所述穿孔91轴向贯穿所述柱形台阶部823的两端；所述接头外壳83一端固定连接于内置电缆的复合连续油管2外壁，接头外壳83另一端固定连接于柱形台阶部823外壁。所述接头外壳83除具有卡接复合连续油管2而具有一定拉力之外，还可以对电缆6起到防腐蚀、防结垢的作用。

在本实施方式中，所述穿孔81远离内置电缆的复合连续油管2的一端螺纹联接有能穿过电缆6的卡套9。电缆6穿过穿孔81和卡套9的部分，其外部敷设有金属铠皮；卡套9可以起到固定和密封的作用。所述卡套9为标准件。

在本实施方式中，接头本体一端821与内置电缆的复合连续油管2内壁为卡接，并设有密封结构；所述接头外壳83一端与内置电缆的复合连续油管2外壁也为卡接；所述接头外壳83另一端与柱形台阶部823外壁为螺纹联接，并设有密封结构。上述卡接分别由相应部件的对应连接面上设置的锁紧牙来实现。如图5所示，所述接头外壳83一端的内壁面设有能与内置电缆的复合连续油管2外壁面对应卡合的第一锁紧牙；接头本体一端821的外壁面设有能与内置电缆的复合连续油管2内壁面对应卡合的第二锁紧牙；当内置电缆的复合连续油管2被推入金属管接头8一端后，由所述第二锁紧牙进行卡接，之后，由卡扣装置将接头外壳83一端的第一锁紧牙扣合在复合连续油管2外壁面上，使内置电缆的复合连续油管2与金属管接头8不能分离。接头本体一端821外壁还凸设有一定位台阶8211，用以当接头本体一端821胀入内置电缆的复合连续油管2内壁后，定位复合连续油管2端面。

由上所述，本实用新型基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，由于采用了内置电缆的复合连续油管，不用在油管外绑定电缆，电缆被敷设在复合连续油管的管壁内，电缆不外露，完全不需要使用现有技术中的外部电缆保护装置，能够提高施工效率；在实现电力传输和信号通信的缆控智能分层注水的同时，能够保护电缆，降低通道内的液流摩阻，进而提升缆控分注系统的可靠性。

本实用新型基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统，解决了常规缆控注水系统施工成功率不高的问题，消除其电缆的潜在隐患，拓展了该技术在腐蚀、结垢环境的进一步应用。

本实用新型基于内置电缆的复合连续油管的缆控分层注水系统的作业工序为：

1.准备工具、作业设备和施工方案；

2.连接单向阀、尾管、缆控配水器、复合连续油管，同时续接电缆，依次下入；

在复合连续油管与各井下工具连接时，电缆需要进行续接；电缆从复合连续油管中出来需要与井下工具进行连接，该过程称为续接。该过程中需要对电缆进行密封保护。在缆控配水器中只接入和接出电缆，不需要穿越缆控配水器；

3.逐渐下入(复合连续油管由专业注入牵引装置下入或起出井筒)，至第一段复合连续油管上接头，此时坐于井口，连接穿越封隔器及续接电缆，再依次连接并下入复合连续油管、缆控配水器、穿越封隔器及其电缆，如此往复(视层段数量而定)，至悬挂器坐于井口；

4.安装井口，连接集成控制柜(控制柜接入井场电网，其控制信号通过专网或公网通信)，校深；井口装置预留电缆穿越通道，电缆穿出后，采用适当方式密封。

5.打压使穿越封隔器坐封；

6.验封、验窜；

7.连接注水管道正常生产。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。