一种地下电缆连接结构及潜油电泵机组的制作方法

1.本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其涉及的是一种地下电缆连接结构及潜油电泵机组。


背景技术：

2.潜油电泵机组是一种机械采油设备，其作用就是将井下的液体抽送到地面。潜油电泵机组主要由三个部分组成：
3.（1）井下部分：潜油泵、分离器、保护器、潜油电机及潜油电缆；
4.（2）地面设备：
5.定频驱动：降压变压器及控制柜；
6.变频驱动：降压变压器、变频器及升压变压器；
7.（3）辅助设备：扶正器、测温测压装置、单流阀、泄油阀、井口穿越器及接线盒。
8.在潜油电泵供电流程中，控制屏和井口之间有一接线盒；接线盒的作用主要有两个：
9.1、联接控制屏至井口的电缆，即井口出来的电缆接至接线盒上，再由接线盒接至控制屏上；
10.2、使用接线盒后，可以排除由潜油电缆芯线内上升至井口的天然气，起到放空的作用，以防止天然气直接进入控制屏后，使控制屏出现电火花而引起爆炸。所以，在潜油电泵机组中必须使用接线盒。
11.申请号为2020104233379的发明专利申请公布了一种分层采油工艺管柱系统及方法，如图1所示，其包括：套管、设于套管内的采油管柱和封隔器18，所述采油管柱包括连续油管和电潜螺杆泵，其中电潜螺杆泵通过电缆及地面的接线盒14与控制柜13电连接。
12.与之类似的，申请号为202023253408x的实用新型专利公开了一种油气井液体电缆的连接结构，如图2所示，其包括：对接结构1和控制机构5，对接机构1和控制机构5通过动力电缆2依次串联连接有接线盒3和地面操控专用载波电源4。
13.上述两项技术虽然未对接线盒相关的内容进行详细描述，但从其图中不难发现，其采用的仍是传统的接线盒相关技术；对此，《采油井场（站）现场标准化规范》一文在第2章电泵井标准化现场第4节接线盒描述如下：
14.（1）接线盒外观整洁，配件齐全，盒体前后两面有防触电安全标志，接地参照抽油机电动机规范，接地电阻小于10欧姆；
15.（2）接线盒底部应有大小0.5m*0.5m*0.3m的土基础，接线盒摆放平稳牢固；
16.（3）接线盒距离井口10-15m，不能正对套管闸门。该设置的原因是排放渗入地下电缆的气体，防止油井中的易燃气体进入控制屏，发生火灾或爆炸。
17.从以上内容不难发现，传统的接线盒采用的是电表箱式的箱体结构，距离井口位置较远，对于安装环境要求较高，导致在使用时较为不便。
18.可见，现有技术还有待改进和发展。


技术实现要素：

19.鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种地下电缆连接结构及潜油电泵机组，旨在解决现有潜油电泵机组中接线盒采用的是电表箱式的箱体结构，距离井口位置较远，对于安装环境要求较高，导致在使用时较为不便的问题。
20.本实用新型技术方案如下：
21.一种地下电缆连接结构，其包括：接线把手盒，所述接线把手盒包括：盒体、第一接线端子、衔接电缆、第二接线端子及盒盖，所述盒体上下两端分别开设有第一接口及第二接口，所述第一接线端子及第二接线端子分别贯穿第一接口及第二接口设置，所述第一接线端子用于连接地下电缆，所述第二接线端子用于连接地表电缆，所述衔接电缆的两端分别电连接第一接线端子及第二接线端子；所述盒体上开设有排气孔，所述排气孔位于所述第一接口及第二接口之间，用于排出进入地下电缆中的气体。
22.上述方案的效果在于：本实用新型所提供的地下电缆连接结构通过第一接口、第二接口、第一接线端子、第二接线端子及衔接电缆实现了地面电缆及地下电缆之间的电性连接，又通过设置在第一接口与第二接口之间的排气孔将进入地下电缆中的气体在接线把手盒内即排放干净，无需担心易燃气体通过地表电缆进入控制屏，使得接线把手盒可以在井口处就近摆放或固定，既不用制作土基础，又不用将接线盒摆放在距离井口10米之外的位置，降低了其对于安装环境的要求，提高了地下电缆与地表电缆连接的操作方便性。
23.在进一步的优选方案中，所述地下电缆连接结构还包括：盒体固定板，所述盒体固定板与所述接线把手盒可拆卸连接，用于将接线把手盒可拆卸连接于井口处的油管侧方。
24.上述方案的效果在于：正如上段所述，盒体固定板的作用是将接线把手盒间接固定于井口处的油管外侧，相对于传统的接线盒而言，本实用新型所提供的地下电缆连接结构极大的缩短了接线把手盒与井口之间的距离，无论潜油电泵机组的安装环境如何，对于本实用新型而言都无影响，潜油电泵机组的使用方便性及通用性得到了进一步的提高。
25.在进一步优选方案中，所述盒体固定板上开设有两个第一条形固定槽，所述地下电缆连接结构还包括：第一u形固定件，所述第一u形固定件的两端皆设置有螺纹，且第一u形固定件的两端分别穿过两个第一条形固定槽后连接有螺母；所述接线把手盒面向井口一侧延伸有外延连接管，所述外延连接管被紧压在所述第一u形固定件与盒体固定板之间。
26.上述方案的效果在于：本实用新型采用的是活动连接结构，即第一u形固定件与盒体固定板的相对位置并不固定，其可沿着第一条形固定槽来回移动，以调节其相对于盒体固定板的位置所在；故，在进行接线把手盒与盒体固定板连接时，首先将外延连接管对准并放入第一u形固定件的u形槽内，而后将第一u形固定件的两端分别穿过两个第一条形固定槽并预紧在采油平台之外进行预装，最后在现场组装时，视井口油管与接线把手盒之间的位置关系调整第一u形固定件两端在第一条形固定槽内的位置即可，以此可节省大量的花费在采油平台上的潜油电泵机组安装时间，进而一方面提高工作效率，另一方面节省大量采油平台租金。
27.在进一步优选方案中，所述外延连接管的外缘开设有限位槽，所述第一u形固定件的内壁与所述限位槽的底壁相贴合，且所述第一u形固定件在左右方向上的位置被限制在所述限位槽内。
28.上述方案的效果在于：限位槽的作用是限制第一u形固定件相对于接线把手盒的
位置，防止第一u形固定件与外延连接管相脱离，导致地下线缆与第一接线端子的连接中断，发生安全事故。
29.在进一步优选方案中，所述盒体固定板上开设有两个第二条形固定槽，所述地下电缆连接结构还包括：两个第二u形固定件，两个所述第二u形固定件的两端皆设置有螺纹，且两个第二u形固定件分别一一对应穿过两个第二条形固定槽后连接有螺母；所述盒体固定板通过两个所述第二条形固定槽及两个所述第二u形固定件可拆卸连接于井口油管。
30.上述方案的效果在于：通过上述结构进行盒体固定板的安装，一方面可以利用第二u形固定件套接在井口油管外壁的方式迅速完成盒体固定板的固定，另一方面可以通过设置不同型号规格的盒体固定板及第二u形固定件（又或者，以最大规格的井口油管为标准，设计盒体固定板及第二u形固定件）以提高本实用新型所提供地下电缆连接结构的通用性。
31.在进一步优选方案中，所述地下电缆连接结构包括：刚性电缆段及柔性电缆段，所述刚性电缆段设置在油井内；所述柔性电缆段贯穿井口，且两端分别与所述第一接线端子及柔性电缆段相连接。
32.上述方案的效果在于：刚性电缆段设置在油井内部，由于油井是竖直向下的，不需要弯曲，故刚性电缆段有助于电缆对于高温高压环境的抗性，提高电缆的使用寿命及使用可靠性；柔性电缆段贯穿井口设置，若竖直向上则将使接线把手盒过于靠近油管，一方面不利于接线把手盒的安装，另一方面会影响在井口位置处的采油作业，故本实用新型采用不同特性的铠甲以保护内部电缆的同时，提高地下电缆连接结构的安装效率及安装后的采油作业的方便性。
33.在进一步优选方案中，所述地下电缆连接结构还包括：电缆固定座，所述电缆固定座套设在油管的外缘，且开设有穿透孔，所述柔性电缆段穿过所述穿透孔后与所述刚性电缆段相连接。
34.上述方案的效果在于：电缆固定座的主要作用有两个：1、套设在油管的外缘，放置油管在油井内晃动；2、提高柔性电缆段的位置可靠性，防止柔性电缆段受到冲击后位置发生变化，导致其与刚性电缆段连接断开的现象发生，进而提高油井的安全性。
35.在进一步优选方案中，所述电缆固定座的侧面沿周缘方向开设有内窄外宽的锥形槽，所述地下电缆连接结构还包括：若干个座体固定螺栓，所述座体固定螺栓的尾端设置有呈圆锥形的座体固定部，所述座体固定部用于深入锥形槽以使电缆固定座被卡持于套设在电缆固定座外缘的油管座。
36.上述方案的效果在于：相对于一一对应的螺杆及螺孔而言，锥形槽和座体固定部的连接方式不需要一一对应位置，只需要保证在垂直方向上电缆固定座与油管座之间的相对位置即可，极大地降低了操作难度，提高了电缆固定座与油管座的装配效率。
37.在进一步优选方案中，所述地下电缆连接结构还包括：电缆箍带，所述刚性电缆段通过电缆箍带绑扎在油管的外侧。
38.上述方案的效果在于：通过电缆箍带绑扎在油管的外侧的刚性电缆段可以有效预防油井中井液的冲击。
39.一种潜油电泵机组，其包括如上所述的地下电缆连接结构。由于所述潜油电泵机组包括上述地下电缆连接结构的全部技术特征，故其亦包括上述地下电缆连接结构的全部
技术效果，不再赘述。
40.与现有技术相比，本实用新型提供的地下电缆连接结构，包括：盒体、第一接线端子、衔接电缆、第二接线端子及盒盖，所述盒体上下两端分别开设有第一接口及第二接口，所述第一接线端子及第二接线端子分别贯穿第一接口及第二接口设置，所述第一接线端子用于连接地下电缆，所述第二接线端子用于连接地表电缆，所述衔接电缆的两端分别电连接第一接线端子及第二接线端子；所述盒体上开设有排气孔，所述排气孔位于所述第一接口及第二接口之间，用于排出进入地下电缆中的气体。本实用新型所提供的连接结构通过第一接口、第二接口、第一接线端子、第二接线端子及衔接电缆实现了地面电缆及地下电缆之间的电性连接，又通过设置在第一接口与第二接口之间的排气孔将进入地下电缆中的气体在接线把手盒内即排放干净，无需担心易燃气体通过地表电缆进入控制屏，使得接线把手盒可以在井口处就近摆放或固定，既不用制作土基础，又不用将接线盒摆放在距离井口10米之外的位置，降低了其对于安装环境的要求，提高了地下电缆与地表电缆连接的操作方便性。
附图说明
41.图1是2020104233379所公开分层采油工艺管柱系统的结构示意图。
42.图2是202023253408x所公开油气井液体电缆的连接结构的结构示意图。
43.图3是本实用新型中地下电缆连接结构的结构示意图。
44.图4是本实用新型地下电缆连接结构中接线把手盒盒体的结构示意图。
45.图5是本实用新型地下电缆连接结构所用接线把手盒的爆炸图。
46.图6是本实用新型地下电缆连接结构所用盒体固定板与第一u形固定件及第二u形固定件之间的连接关系示意图。
47.图7是本实用新型地下电缆连接结构所用油管座与刚性电缆段及柔性电缆段的位置关系示意图。
48.图8是本实用新型地下电缆连接结构所用电缆固定座与座体固定螺栓的位置关系示意图。
49.图9是本实用新型地下电缆连接结构所用电缆固定座的结构示意图。
具体实施方式
50.本实用新型提供了一种地下电缆连接结构及潜油电泵机组，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。
51.本实用新型提供了一种地下电缆连接结构，其包括：接线把手盒100，指的是接线把手盒100体型较小，便于安装及放置（其具体实施结构之一如图3所示），当然对于其具体形状，本实用新型并不进行具体限定，相对于传统的电表箱式接电盒而言，本实用新型所提供的接线把手盒100设计成小型化的窄边结构，更有利于固定在井口处，且不会影响井口处其他设备的正常操作使用。
52.优选地，如图5所示，所述接线把手盒100包括：盒体150、第一接线端子、衔接电缆170、第二接线端子及盒盖160（接线端子为现有技术，本实用新型并未对此进行改进，故未
对此进行图示），所述盒体150上下两端分别开设有第一接口110及第二接口120，如图4所示；所述第一接线端子及第二接线端子分别贯穿第一接口110及第二接口120设置，所述第一接线端子用于连接地下电缆，所述第二接线端子用于连接地表电缆dbdl（如图3所示），所述衔接电缆170的两端分别电连接第一接线端子及第二接线端子；所述盒体150上开设有排气孔130，如图4所示；所述排气孔130位于所述第一接口110及第二接口120之间，用于排出进入地下电缆中的气体。优选所述衔接电缆170的外侧套设有绝缘套管，以提高多个衔接电缆170之间的绝缘性。
53.在具体实施时，所述第二接口120处设置有密封接头180，如图5所示，以进一步提高地表电缆与控制屏的安全性。
54.本实用新型所提供的地下电缆连接结构通过第一接口110、第二接口120、第一接线端子、第二接线端子及衔接电缆170实现了地面电缆及地下电缆之间的电性连接，又通过设置在第一接口110与第二接口120之间的排气孔130将进入地下电缆中的气体在接线把手盒100内即排放干净，无需担心易燃气体通过地表电缆dbdl进入控制屏，使得接线把手盒100可以在井口处就近摆放或固定，既不用制作土基础，又不用将接线盒摆放在距离井口10米之外的位置，降低了其对于安装环境的要求，提高了地下电缆与地表电缆dbdl连接的操作方便性。
55.通过以上说明，不难发现本实用新型所提供的地下电缆连接结构解决了现有潜油电泵机组中接线盒采用的是电表箱式的箱体结构，距离井口位置较远，对于安装环境要求较高，导致在使用时较为不便的问题。
56.较佳地是，所述地下电缆连接结构还包括：盒体固定板200，如图3所示，所述盒体固定板200与所述接线把手盒100可拆卸连接，用于将接线把手盒100可拆卸连接于井口处的油管yg侧方。正如上段所述，盒体固定板200的作用是将接线把手盒100间接固定于井口处的油管yg外侧，相对于传统的接线盒而言，本实用新型所提供的地下电缆连接结构极大的缩短了接线把手盒100与井口之间的距离，无论潜油电泵机组的安装环境如何，对于本实用新型而言都无影响，潜油电泵机组的使用方便性及通用性得到了进一步的提高。
57.较佳地是，如图3所示，所述盒体固定板200上开设有两个第一条形固定槽210，所述地下电缆连接结构还包括：第一u形固定件300，如图6所示；所述第一u形固定件300的两端皆设置有螺纹，且第一u形固定件300的两端分别穿过两个第一条形固定槽210后连接有螺母lm，如图6所示；所述接线把手盒100面向井口一侧延伸有外延连接管140（如图3及图4所示），所述外延连接管140被紧压在所述第一u形固定件300与盒体固定板200之间。
58.本实用新型采用的是活动连接结构，即第一u形固定件300与盒体固定板200的相对位置并不固定，其可沿着第一条形固定槽210来回移动，以调节其相对于盒体固定板200的位置所在；故，在进行接线把手盒100与盒体固定板200连接时，首先将外延连接管140对准并放入第一u形固定件300的u形槽内，而后将第一u形固定件300的两端分别穿过两个第一条形固定槽210并预紧在采油平台之外进行预装，最后在现场组装时，视井口油管yg与接线把手盒100之间的位置关系调整第一u形固定件300两端在第一条形固定槽210内的位置即可，以此可节省大量的花费在采油平台上的潜油电泵机组安装时间，进而一方面提高工作效率，另一方面节省大量采油平台租金。需要知道的是，采油平台的租金平均约50元/秒，若按照传统的接线盒接线方法，需要现场制作大小0.5m*0.5m*0.3m的土基础，而后设计接
线盒与地下电缆之间的地表电缆dbdl的走线方式，整个过程十分耗费时间，不仅降低了工作效率，还需要浪费大量的采油平台租金。
59.具体地，所述外延连接管140的外缘开设有限位槽，所述第一u形固定件300的内壁与所述限位槽的底壁相贴合，且所述第一u形固定件300在左右方向上的位置被限制在所述限位槽内。限位槽的作用是限制第一u形固定件300相对于接线把手盒100的位置，防止第一u形固定件300与外延连接管140相脱离，导致地下线缆与第一接线端子的连接中断，发生安全事故。
60.在具体实施时，限位槽的形成有多种方式，其一、直接在外延连接管140的外壁上加工出凹槽；其二、在外延连接管140的外壁上加工出台阶，台阶相对一侧套设与外延连接管140过盈配合的环体；其三、在外延连接管140的外壁上套设隔开的两个皆与外延连接管140过盈配合的环体等等，这些皆属于本实用新型地保护范围，不再一一赘述。
61.如图3所示，所述盒体固定板200上开设有两个第二条形固定槽220，所述地下电缆连接结构还包括：两个第二u形固定件400，如图3及图6所示；两个所述第二u形固定件400的两端皆设置有螺纹，且两个第二u形固定件400分别一一对应穿过两个第二条形固定槽220后连接有螺母lm；所述盒体固定板200通过两个所述第二条形固定槽220及两个所述第二u形固定件400可拆卸连接于井口油管yg。通过上述结构进行盒体固定板200的安装，一方面可以利用第二u形固定件400套接在井口油管yg外壁的方式迅速完成盒体固定板200的固定，另一方面可以通过设置不同型号规格的盒体固定板200及第二u形固定件400（又或者，以最大规格的井口油管yg为标准，设计盒体固定板200及第二u形固定件400）以提高本实用新型所提供地下电缆连接结构的通用性。
62.需要注意的是，虽然第一条形固定槽210及第一u形固定件300与第二条形固定槽220及第二u形固定件400的零件配置非常相似，但二者所具有的效果并不完全相同，第一条形固定槽210及第一u形固定件300的设置主要是为了接线把手盒100与盒体固定板200能够预先安装，第二条形固定槽220及第二u形固定件400则是为了提高地下电缆连接结构的通用性。
63.根据本实用信息地另一方面，所述地下电缆连接结构包括：刚性电缆段600（如图7所示）及柔性电缆段500（如图3所示），所述刚性电缆段600设置在油井内；所述柔性电缆段500贯穿井口，且两端分别与所述第一接线端子及柔性电缆段500相连接。刚性电缆段600设置在油井内部，由于油井是竖直向下的，不需要弯曲，故刚性电缆段600有助于电缆对于高温高压环境的抗性，提高电缆的使用寿命及使用可靠性；柔性电缆段500贯穿井口设置，若竖直向上则将使接线把手盒100过于靠近油管yg，一方面不利于接线把手盒100的安装（都采用刚性铠甲将极大的限制接线把手盒100的位置，某些油井未必能够满足安装条件），另一方面会影响在井口位置处的采油作业，故本实用新型采用不同特性的铠甲以保护内部电缆的同时，提高地下电缆连接结构的安装效率及安装后的采油作业的方便性。如上所述，刚性电缆段600与柔性电缆段500之间的不同在于外部铠甲（也称之为护套），具体地铠甲材质本实用新型并不进行限定。优选所述地下电缆连接结构还包括：电缆箍带，所述刚性电缆段600通过电缆箍带绑扎在油管yg的外侧。通过电缆箍带绑扎在油管yg的外侧的刚性电缆段600可以有效预防油井中井液的冲击。
64.进一步地，所述地下电缆连接结构还包括：电缆固定座900，如图8及图9所示，所述
电缆固定座900套设在油管yg的外缘，且开设有穿透孔，所述柔性电缆段500穿过所述穿透孔后与所述刚性电缆段600相连接。电缆固定座900的主要作用有两个：1、套设在油管yg的外缘，放置油管yg在油井内晃动（油管yg的长度少则几百米，多则几千米，若晃动幅度过大，则很容易发生断裂或破损等问题；由于地下电缆的存在，油管yg与油井之间必然要预留出足够的间隙，否则地下电缆无法深入油井深处；而且也不能通过计算使油管yg与地下电缆深入后与油井内壁之间的间隙小到足以保证油管yg不会大幅度晃动，一则操作难度大幅度增加，二则即使实现也会导致油管yg及地下电缆的深入变得困难；故，电缆固定座900的设置可以有效提高油管yg的位置精确性及使用过程中的安全性）；2、提高柔性电缆段500的位置可靠性，防止柔性电缆段500受到冲击后位置发生变化，导致其与刚性电缆段600连接断开的现象发生，进而提高油井的安全性。
65.进一步地，所述电缆固定座900的侧面沿周缘方向开设有内窄外宽的锥形槽910（如图9所示），所述地下电缆连接结构还包括：若干个座体固定螺栓800（如图7及图8所示），所述座体固定螺栓800的尾端设置有呈圆锥形的座体固定部，所述座体固定部用于深入锥形槽910以使电缆固定座900被卡持于套设在电缆固定座900外缘的油管座700（如图7所示）。相对于一一对应的螺杆及螺孔而言，锥形槽910和座体固定部的连接方式不需要一一对应位置，只需要保证在垂直方向上电缆固定座900与油管座700之间的相对位置即可，极大地降低了操作难度，提高了电缆固定座900与油管座700的装配效率。
66.本实用新型还提供了一种潜油电泵机组，其包括如上所述的地下电缆连接结构。由于所述潜油电泵机组包括上述地下电缆连接结构的全部技术特征，故其亦包括上述地下电缆连接结构的全部技术效果，不再赘述。
67.应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。