井下光纤湿连接系统和方法技术方案

一种井下光纤湿连接系统，包括钻具主体的第一和第二可配合部分；接头主体的第一和第二可配合部分。还包括与第一和第二可配合部分之一相关的第一磁铁和与第一和第二可配合部分中另一部分相关的第二磁铁，所述第一和第二磁铁定向为彼此吸引；位于钻具主体的第一和第二可配合部分之一上的第一开口；位于钻具主体的第一和第二可配合部分中另一部分上的第二开口；钻具主体的第一和第二可配合部分上的第一和第二开口至少之一的构造和尺寸设置成在其中宽松地容纳接头主体的第一和第二可配合部分之一。以及一种在井下环境中湿连接光纤的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求提交于2006年3月20日的临时申请60/783,884的优 先权，该临时申请的全部内容在此引入作为参考。
技术介绍
在碳氢化合物勘探和开采领域，越来越常见的是查看处于井下环 境中的监视和/或控制型装置，这需要与远程控制器(包括地面控制器) 的信号连接。因为井下系统通常由多个部件形成，这使在井下环境连 接使信号传输管成为必需，所述井下环境通常是肮脏、潮湿的环境。 接头用以配合和操作所处的肮脏、潮湿环境向接头本身提出挑战。必 需仔细考虑准备适当的接头。另外，因为接头通常与钻井操作者相隔 几英里，必需考虑定位和机械作用力。因为这些问题，可以在井下环 境使用的接头类型比较受限制，通常成本昂贵。
技术实现思路
本专利技术公开了井下光纤湿连接系统。该系统包括钻具主体的第一 和第二可配合部分；接头主体的第一和第二可配合部分。还包括与接 头主体的第一和第二可配合部分之一相关的第一磁铁和与第一和第二 可配合部分中的另一部分相关的第二磁铁，所述第一和第二磁铁定向 为彼此吸引；位于钻具主体的第一和第二可配合部分之一上的第一开 口 ；位于钻具主体的第一和第二可配合部分中另 一部分上的第二开口 ； 以及钻具主体的第一和第二可配合部分上的第一和第二开口至少之一 的构造和尺寸设置成在其中宽松地容纳接头主体的第一和第二可配合 部分之一。本专利技术还公开了一种在井下环境中湿连接光纤的方法。该方法包括利用柔性支撑件将接头主体的第一和第二部分中的一个部分支撑在钻具主体的第一部分的开口内，所述开口宽松地容纳接头主体部分； 使接头主体的第一和第二部分中的另一部分移动而与所述第一和第二 部分中的所述一个部分形成配合接触，该另一部分位于钻具主体的第 二部分内；和使柔性支撑件弯曲以去除通过钻具主体的第一和第二部 分的配合施加在接头主体上的机械载荷。附图说明图1以透视方式显示了处于彼此分解关系的接头主体的阴阳部分；图2以虛线显示了处于配合状态的图1所示部件； 图3显示了接头主体的可选实施例，其中，显示了清洁流体和限 制构件；图4是钻具主体的一部分的示意图，该部分使接头主体的阳部布 置在内部并由柔性支撑件支撑；图5是钻具主体的一部分的示意图，该部分使接头主体的阴部布 置在内部并由柔性支撑件支撑；和图6是处于连接构造的图4和5所示实例的示意图。具体实施例方式参见图1，显示了具有阳部12和阴部14的接头主体10。阴阳部 显示为圆柱体，但应当理解，可以采用任何几何形状。阳部12包括突 起16，其以与凹口 18相对紧密连通的方式容纳在阴部14中。选择凹 口 18的深度尺寸以简单确保可靠的光学接口。阳突起16包括光纤表 面20，当第一部分12和第二部分14配合时，所述光纤表面用于紧密 支撑在阴光纤表面22上(或在一个实施例中物理接触)，从而使阳突 起的长度与凹口 18的深度尺寸相配。所述每段长度分别从阳部12的 肩部27和阴部14的肩部29算起。为了在接头主体10的配合期间使阳部12和阴部14对齐，突起16包括斜边24，其与阴部14中的截锥表面26可以连通，以将阳部 12和阴部14至少之一推到相对于阳部12和阴部14中的另一个更好 的对齐位置。还非常可能的是，阳部12和阴部14两者在斜边24与截 锥表面26接触时相对于彼此移动。在这里4吏用短语"可以连通"，因 为还偶然发现有可能的是阴阳部分在斜边24与表面26之间不接触的 情况下对齐。当阳部12和阴部14由于斜边24和截锥表面26以及阳 突起16和阴凹口 18之间的相互作用而初始对准时，利用磁相互作用 以辅助配合过程。阳部12上的磁铁28和阴部14上的磁铁30布置为 彼此吸引。磁铁28和30将辅助定位，另外还用于拉动接头主体10 的阳部12和阴部14使其形成完全配合接合。磁铁28和30可以为如 图所示的环形或者可以为其他几何形状。进一步地，磁铁28和30之 一或两者可以由多个磁铁代替。当磁铁28和30在接头主体10配合期 间彼此靠近时，吸引力将接头主体10的部分12和14保持在一起。仍然参考图1，显示了从阳部12伸出的光纤段32和从阴部14伸 出的光纤段34。柔性支撑件36和柔性支撑件38分别布置在光纤段32 和34上。柔性支撑件用于分别将接头主体10的阳部12和阴部14支 撑在钻具主体内的希望位置处，如下文参照图4-6所述的那样。人们 注意到，附图4-6在可从Baker Oil Tools购得、产品号码为H488-75 和H444-75 (分别指封隔器和再接合吊卡)的市售钻具的范围内描述 了这里公开的构造。这些钻具的部件不与本专利技术密切相关，因此不再 进行详述。柔性支撑件38例如具有足够的刚度以将接头主体的阴部 14保持在相对固定的位置，从而不在接头主体10的阴部14上施加显 著的附加载荷。选择支撑件38的刚度使其在承受任何大载荷时不足以 保持阴部14的位置。在这种情况下，柔性支撑件38以不损坏位于内 部的光纤34的许多方法中的一种或多种方法压弯。这类方法包括以螺 旋方式、微弓形方式和有助于在光纤中形成光滑大直径弯曲部(而非 降低光纤性能的急弯)的其他方式弯曲。进一步地，就刚度而言，希 望柔性支撑件36或38的刚度使其在没有外力作用于其上时将接头部 分保持在适当位置处，另外，接头部分可以在部分12和部分14对齐期间来回移动以使其位置有效受到外力影响。因此，柔性支撑件36 和38具有三个目的，即，将接头部分支撑在适当位置、弯曲以使其对 齐以及去除接头上的机械载荷。应当理解，所示柔性支撑件之一或两 者可以具有这些性质。当支撑阳部12和阴部14时，如图4-6所示， 可利用具有这些性质的柔性支撑件实现更大的柔性。利用柔性支撑的 两个部分，可以使接头主体具有更大的运动度。柔性支撑件去耦 (decoupling)构思是重要的，因为接头主体部分12和14必须在钻具 主体部分配合之前配合，以免接头主体部分未完全配合。因为这种布 置，刚性安装的接头主体将承受在接头主体完全配合之后为钻具主体 部分的配合所固有的各种载荷。这要求接头主体在不具有这里公开的 构造的情况下要牢固联接到接头上，所述接头主体明显地更为结实以 支撑那些载荷，从而使这种接头的生产成本明显变得更为昂贵，并且 在例如震动和振动的井孔情况下具有短使用寿命预期值。因为柔性支 撑件36和38允许接头主体部分12和14进行运动并仍然支撑它们， 接头主体部分可安装在分别位于钻具主体部分44和46上的宽松容纳 开口 40和42中(参见图4-6)。这与接头主体部分在容纳开口 40紧 配合到接头主体上时位于钻具主体部分44内相比，使接头主体部分 14或12具有更大的自由度。通过柔性支撑件38和/或36提供多自由 度。在图6中，可以从视觉上认识到，出于说明性目的，柔性支撑件 36和38具有弓形。重要的是认识到，可以在任何特定应用中使用柔 性支撑件36、柔性支撑件38或两者36和38。假设接头主体10的至 少一部分由柔性支撑件支撑(否则将硬安装到钻具主体上)，可以实现 本专利技术所述布置的优点。在接头主体110的可选实施例中，参考图3，清洁流体50通过限 制构件52容纳在凹口 18内。在构件52为可破裂膜片的情况下，限制 构件可在阳突起16接近或者阳突起16的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下光纤湿连接系统，包括：　钻具主体的第一和第二可配合部分；　接头主体的第一和第二可配合部分，包括：　与接头主体的第一和第二可配合部分之一相关的第一磁铁和与第一和第二可配合部分中另一个相关的第二磁铁，所述第一和第二磁铁定向为彼此吸引；　位于钻具主体的第一和第二可配合部分之一上的第一开口；　位于钻具主体的第一和第二可配合部分中另一个上的第二开口；和　钻具主体的第一和第二可配合部分上的第一和第二开口至少之一的构造和尺寸设置成在其中宽松地容纳接头主体的第一和第二可配合部分之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MP科罗纳多，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]