电缆固定及密封装置的制作方法

1.本发明涉及油田开采技术领域，具体而言，涉及一种电缆固定及密封装置。


背景技术：

2.随着连续管在钻完井及井下作业的应用普及，及连续管的穿缆技术的成熟，有缆连续管钻完井作业开始兴起，电缆的固定和密封成了需要迫切解决的问题。
3.现有的有缆连续管作业，电缆的固定借鉴了测井行业的电缆固定及密封技术，而测井工况比较简单，且下井时间短暂，使用时安装复杂，这限制了有缆连续管的作业条件，很难适用于连续管钻完井中。在有缆连续管钻完井中，需要使用铠装电缆，电缆直径大，而连续管工具外径较小，大直径电缆需要穿过小直径工具，且需要留出足够的钻井液通道，这要求电缆固定装置结构紧凑，尺寸小巧，并且要方便现场的操作安装；由于电缆是置于钻井液环境中，钻井液流速快，不稳定，电缆长时间受钻井液的冲刷，由于流速不稳电缆会发生颤动，这要求电缆密封固定装置，固定牢固，密封可靠，这就要求需要设计一种满足有缆式连续管钻完井作业用的电缆固定及密封装置。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种电缆固定及密封装置，以对电缆进行固定和密封，满足有缆式连续管钻完井作业需求。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种电缆固定及密封装置，用于对电缆进行固定和密封，所述电缆从外至内具有铠甲层、绝缘层和导线，其特征在于，所述电缆固定及密封装置包括：第一壳体，所述第一壳体内具有锥形腔；卡套，可拆卸地设置在所述锥形腔内，所述卡套包括环形件和间隔设置在所述环形件上的多个弹性爪，多个所述弹性爪的外周呈锥形设置；第二壳体，可拆卸地与所述第一壳体连接，所述第二壳体的一端位于所述锥形腔内，以与多个所述弹性爪的端部抵接；第三壳体，可拆卸地与所述第二壳体连接，所述第三壳体内具有密封腔；密封套，设置在所述密封腔内；压套，与所述第三壳体连接，所述压套的端部用于对位于所述密封腔内的密封套施加压力；插座，与所述压套连接；插头，设置在所述插座内，所述插头用于与所述电缆的导线连接；所述第一壳体、所述卡套、所述第二壳体、所述第三壳体、所述密封套和所述压套可供所述电缆依次穿过，其中，所述卡套的多个弹性爪用于夹紧所述电缆的铠甲层，所述密封套用于对所述电缆的绝缘层进行密封。
6.进一步地，每个所述弹性爪上均设置有多个凸牙，多个所述凸牙沿所述弹性爪的长度方向间隔设置，多个所述凸牙用于与所述电缆的铠甲层卡接。
7.进一步地，所述电缆固定及密封装置还包括：两个第一轴承，其中，一个所述第一轴承位于所述密封腔的底壁与所述密封套之间，另一个所述第一轴承位于所述密封套和所述压套的端面之间。
8.进一步地，所述第二壳体内具有防振腔，所述电缆固定及密封装置还包括：防振套，设置在所述防振腔内，所述防振套用于套设在所述电缆的铠甲层上，所述第二壳体的端
部用于对位于所述防振腔内的防振套施加压力。
9.进一步地，所述电缆固定及密封装置还包括：两个第二轴承，其中，一个所述第二轴承位于所述防振腔的底壁与所述防振套之间，另一个所述第二轴承位于所述防振套和所述第二壳体的端面之间。
10.进一步地，所述电缆固定及密封装置还包括：筒状结构的背母，所述背母套设在所述压套上，所述插座的一部分穿设在所述背母内，所述插座的端面与所述压套的端面抵接。
11.进一步地，所述背母的内壁上具有第一台阶，所述压套的外壁上具有第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶限位配合，以限定所述背母和所述压套在轴向的相对位置。
12.进一步地，所述第一壳体与所述第二壳体螺纹连接，所述第二壳体的外壁上具有第三台阶，所述第三台阶与所述第一壳体的端面抵接。
13.进一步地，所述第三壳体的一部分穿设在所述第二壳体内，所述第三壳体与所述第二壳体螺纹连接，所述第三壳体的外壁上具有第四台阶，所述第四台阶与所述第二壳体的端面抵接。
14.进一步地，所述压套的一部分穿设在所述第三壳体内，所述压套与所述第三壳体螺纹连接，所述压套的外壁上具有第五台阶，所述第五台阶与所述第三壳体的端面抵接。
15.应用本发明的技术方案，提供了一种电缆固定及密封装置，电缆固定及密封装置包括：第一壳体，第一壳体内具有锥形腔；卡套，可拆卸地设置在锥形腔内，卡套包括环形件和间隔设置在环形件上的多个弹性爪，多个弹性爪的外周呈锥形设置；第二壳体，可拆卸地与第一壳体连接，第二壳体的一端位于锥形腔内，以与多个弹性爪的端部抵接；第三壳体，可拆卸地与第二壳体连接，第三壳体内具有密封腔；密封套，设置在密封腔内；压套，与第三壳体连接，压套的端部用于对位于密封腔内的密封套施加压力；插座，与压套连接；插头，设置在插座内，插头用于与电缆的导线连接；第一壳体、卡套、第二壳体、第三壳体、密封套和压套可供电缆依次穿过，其中，卡套的多个弹性爪用于夹紧电缆的铠甲层，密封套用于对电缆的绝缘层进行密封。采用该方案，通过多个零部件的配合实现了对电缆的可靠固定和密封，从而提高了稳定性和可靠性，满足有缆式连续管钻完井作业需求。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了本发明的实施例提供的电缆固定及密封装置的结构示意图；
18.图2示出了图1中的电缆的结构示意图；
19.图3示出了图1中的卡套的结构示意图；
20.图4示出了图3中的卡套的剖视图。
21.其中，上述附图包括以下附图标记：
22.10、第一壳体；20、卡套；21、环形件；22、弹性爪；23、凸牙；30、第二壳体；40、第三壳体；51、密封套；52、第一轴承；60、压套；71、插座；72、插头；81、防振套；82、第二轴承；90、背母；100、电缆；101、铠甲层；102、绝缘层；103、导线。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如附图所示，本发明的实施例提供了一种电缆固定及密封装置，用于对电缆进行固定和密封，电缆从外至内具有铠甲层、绝缘层和导线，其特征在于，电缆固定及密封装置包括：第一壳体10，第一壳体10内具有锥形腔；卡套20，可拆卸地设置在锥形腔内，卡套20包括环形件21和间隔设置在环形件21上的多个弹性爪22，多个弹性爪22的外周呈锥形设置；第二壳体30，可拆卸地与第一壳体10连接，第二壳体30的一端位于锥形腔内，以与多个弹性爪22的端部抵接；第三壳体40，可拆卸地与第二壳体30连接，第三壳体40内具有密封腔；密封套51，设置在密封腔内；压套60，与第三壳体40连接，压套60的端部用于对位于密封腔内的密封套51施加压力；插座71，与压套60连接；插头72，设置在插座71内，插头72用于与电缆的导线连接；第一壳体10、卡套20、第二壳体30、第三壳体40、密封套51和压套60可供电缆依次穿过，其中，卡套20的多个弹性爪22用于夹紧电缆的铠甲层，密封套51用于对电缆的绝缘层进行密封。
25.应用本发明的技术方案，提供了一种电缆固定及密封装置，电缆固定及密封装置包括：第一壳体10，第一壳体10内具有锥形腔；卡套20，可拆卸地设置在锥形腔内，卡套20包括环形件21和间隔设置在环形件21上的多个弹性爪22，多个弹性爪22的外周呈锥形设置；第二壳体30，可拆卸地与第一壳体10连接，第二壳体30的一端位于锥形腔内，以与多个弹性爪22的端部抵接；第三壳体40，可拆卸地与第二壳体30连接，第三壳体40内具有密封腔；密封套51，设置在密封腔内；压套60，与第三壳体40连接，压套60的端部用于对位于密封腔内的密封套51施加压力；插座71，与压套60连接；插头72，设置在插座71内，插头72用于与电缆的导线连接；第一壳体10、卡套20、第二壳体30、第三壳体40、密封套51和压套60可供电缆依次穿过，其中，卡套20的多个弹性爪22用于夹紧电缆的铠甲层，密封套51用于对电缆的绝缘层进行密封。采用该方案，通过多个零部件的配合实现了对电缆的可靠固定和密封，从而提高了稳定性和可靠性，满足有缆式连续管钻完井作业需求。
26.在本实施例中，每个弹性爪22上均设置有多个凸牙23，多个凸牙23沿弹性爪22的长度方向间隔设置，多个凸牙23用于与电缆的铠甲层卡接。这样可通过多个凸牙23与电缆的铠甲层卡接。而且，由于多个弹性爪22的外周呈锥形设置，第一壳体10内具有锥形腔，当电缆受到向外的拉伸力时，弹性爪22和多个凸牙23会将电缆卡的更紧，从而实现固定电缆，避免电缆发生位移。
27.在本实施例中，电缆固定及密封装置还包括：两个第一轴承52，其中，一个第一轴承52位于密封腔的底壁与密封套51之间，另一个第一轴承52位于密封套51和压套60的端面之间。通过设置第一轴承52，可以避免在装配过程中密封套51发生扭曲而损坏。具体地，密封套51可采用橡胶材料。在装配时，压套60压紧密封套51，密封套51轴向收缩，径向扩张，从而夹紧电缆的绝缘层以实现可靠密封。具体地，第一轴承52为止推轴承。
28.在本实施例中，第二壳体30内具有防振腔，电缆固定及密封装置还包括：防振套
81，设置在防振腔内，防振套81用于套设在电缆的铠甲层上，第二壳体30的端部用于对位于防振腔内的防振套81施加压力。通过设置防振套81，可以提高电缆的稳定性，减少电缆振动。具体地，防振套81可采用橡胶制成。
29.在本实施例中，电缆固定及密封装置还包括：两个第二轴承82，其中，一个第二轴承82位于防振腔的底壁与防振套81之间，另一个第二轴承82位于防振套81和第二壳体30的端面之间。通过设置第二轴承82，可以避免在装配时防振套81发生扭曲损坏。具体地，第二轴承82为止推轴承。
30.在本实施例中，电缆固定及密封装置还包括：筒状结构的背母90，背母90套设在压套60上，插座71的一部分穿设在背母90内，插座71的端面与压套60的端面抵接。这样可通过背母90实现压套60和插座71的连接。可选地，插座71和背母90通过螺纹进行连接。
31.可选地，插座71包括套体和设置在套体内的限位环，套体与压套60配合，电缆的导线穿过限位环，以通过限位环进行限位。套体内具有安装腔，插头72设置在安装腔内。
32.可选地，为了提高密封性，在插头72和套体之间设置有密封圈。在限位环和导线之间设置有密封圈。
33.在本实施例中，背母90的内壁上具有第一台阶，压套60的外壁上具有第二台阶，第一台阶与第二台阶限位配合，以限定背母90和压套60在轴向的相对位置。这样可通过第一台阶和第二台阶的配合实现背母90和压套60的定位和限位。
34.在本实施例中，第一壳体10与第二壳体30螺纹连接，第二壳体30的外壁上具有第三台阶，第三台阶与第一壳体10的端面抵接。采用此种结构，操作方便，连接可靠。
35.在本实施例中，第三壳体40的一部分穿设在第二壳体30内，第三壳体40与第二壳体30螺纹连接，第三壳体40的外壁上具有第四台阶，第四台阶与第二壳体30的端面抵接。采用此种结构，操作方便，连接可靠。
36.在本实施例中，压套60的一部分穿设在第三壳体40内，压套60与第三壳体40螺纹连接，压套60的外壁上具有第五台阶，第五台阶与第三壳体40的端面抵接。采用此种结构，操作方便，连接可靠。
37.为了便于理解，下面对该装置的原理和装配进行说明。
38.电缆固定原理：从连续管中穿出的铠装电缆，先对铠装电缆进行处理，剥去一段铠甲层，剥去一段绝缘层；再将第一壳体穿设在铠装电缆的铠甲层，之后将卡套穿设在铠装电缆的铠甲层，同时穿设在第一壳体的内孔中，最后将第二壳体通过螺纹旋入第一壳体下端，旋入时第二壳体上端面顶着卡套移动，同时卡套的弹性爪收缩，当第二壳体完全旋入时，弹性爪收缩后的电缆孔内径小于铠装电缆的外径，此时卡套的凸牙会咬入铠装电缆层。当铠装电缆向左移动时，卡套同时向左移动，弹性爪会继续收缩，卡套的凸牙会咬入铠装电缆层更深，并限制铠装电缆继续向左移动。
39.电缆防振原理：在旋入第二壳体后，将防振套两端各放置一个第二轴承，穿设过铠装电缆的铠装电缆层，并穿设在第二壳体的内孔中，之后旋入第三壳体，在旋入的过程中第三壳体的上端面会顶着第二轴承向左移动，此时防振套会不断压缩。并且第二轴承可以起到在旋转的过程中防止防振套扭曲，保护防振套不受扭曲损伤。在第三壳体旋入到位后，防振套压缩完毕。防振套与铠装电缆层紧密贴合，防振套利用自身的橡胶弹性，来吸收铠装电缆的振动，以达到防振目的。
40.电缆密封原理：在旋入第三壳体后，将密封套两端各放置一个第二轴承，穿设过铠装电缆的绝缘层，并穿设在第三壳体的内孔中，之后旋入压套，在旋入的过程中压套的上端面会顶着第二轴承向左移动，此时密封套会不断压缩。并且第二轴承可以起到在旋转的过程中防止密封套扭曲，保护密封套不受扭曲损伤。在压套旋入到位后，密封套压缩完毕。密封套与绝缘层紧密贴合，密封套利用自身的橡胶弹性，来密封绝缘层，以达到密封目的。
41.然后将压套和插座通过背母进行螺纹连接，再将电缆插头的导线和铠装电缆的导线连接，再将电缆插头穿设在插座上，留出电缆对接插头，所有连接完成。
42.本发明提供了适用于有缆连续管钻完井作业的电缆固定及密封装置，可解决有缆式连续管钻完井作业电缆固定及密封的问题。该装置可以固定电缆，并对电缆进行密封，现场操作简单快捷。
43.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。