二氧化碳地質封存中管線穿越封隔器的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于二氧化碳地質封存技術領域，更具體地，涉及一種二氧化碳地質封存中管線穿越封隔器的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]二氧化碳地質封存實質上就是將二氧化碳氣體壓縮至超臨界狀態，并注入到地下深處具有適當封閉條件的地層中進行長期的封存和隔離，以用于在一段時間內減少大氣中二氧化碳排放量，減緩全球變暖與地球環境惡化趨勢。
[0003]二氧化碳地質封存中通常也設置有注入井和排放井，捕集的二氧化碳通過注入井注入地層中，同時地層中相應流體通過迀移從所述排放井中排出。為了防止泄露，類似于油井中防止產液或注液的泄露使用封隔器隔絕產層，地質封存中同樣采用封隔器進行將管柱與井眼之間以及各管柱之間的環形空間封隔，以隔絕封存地層。
[0004]由于井下存在各種檢測或測量儀器，為使儀器正常工作并反饋相應數據，需要將各種電纜、光纜或者其他管線穿過封隔器以達到井下的目的，從而實現與儀器連接。目前在油井中存在多種電纜穿越封隔器的方法或裝置，例如中國專利申請201210196016.5中公開了一種分體六通道過電纜封隔器，這種封隔器對常規封隔器進行了改造，在其內部加工預留了多個軸向通孔，以用于電纜、測試管線等通道。但是，這種方案需要對常規封隔器進行定制或結構改進，增加了封隔器的成本和加工難度，特別是地質封存中需要穿越的管線眾多、類型復雜，需要對封隔器進行較大改造，而且對于部分特殊的管線也無法適用。
[0005]中國專利申請00123075.1中公開了一種油井中電纜穿越的方法，該方法是在油管上設置電纜轉接器，該電纜轉接器安裝于抽油栗之下和封隔器之上的油管空間，電纜沿著環空下放至油管電纜轉接器時經油管電纜轉接器上的高壓密封塞穿過油管與井下一起相連，從而使電纜順利繞過封隔器。該方案中通過設置特殊結構的電纜轉接器，可以將電纜有效的穿過。但是，在二氧化碳地質封存井中，由于井下儀器種類多，傳輸管線復雜，它們的連接管線不僅僅是電纜，還包括各種光纜、中空鋼管等管線，這種管線的特點是具有防腐蝕防護鎧甲，其剛性較大且不宜折彎，這種通過電纜轉接器的方法無法適用上述各種管線的穿過。特別是，由于地下環境惡劣復雜，管體中的穿越器以及封隔器等裝置極易被腐蝕，使得穿越器的穿越效果受到影響，而且其中穿越的管線容易受到腐蝕或干擾，導致檢測精度受到影響。

【發明內容】

[0006]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種二氧化碳地質封存中管線穿越封隔器的裝置及方法，其將管線穿過油管壁進入管內，并通過封隔器后再穿過油管壁到達管外，從而成功越過封隔器而無需對封隔器進行改造加工，可適用于包括允許小角度折彎的柔性管線、剛度較大的管線以及不宜大幅度折彎的鎧甲管線多種管線通過，特別是通過特殊的密封結構對管體與管體之間的環形空間進行密封，從而可以通過注入防腐液體，實現對穿越器及其中的管線進行防腐，由此解決目前二氧化碳地質封存中各種管線特別是不適于彎折或者剛性較大的管線無法穿越常規封隔器，以及穿越設備和管線易被腐蝕而導致檢測精度受到影響的技術問題。
[0007]為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種二氧化碳地質封存中管線穿越封隔器的裝置，用于實現二氧化碳地質封存中的各種管線穿越設置于兩端與管體連接的套管中的封隔器而到達地質下層，其中，該裝置包括設置在套管兩端部的管體上的穿越器，該穿越器包括套裝在管體上并位于套管一端側的第一穿越機構和套裝在管體上并位于所述套管另一端側且呈對稱布置的第二穿越機構，其特征在于，
[0008]該第一穿越機構和第二穿越機構均包括呈中空筒體狀的轉接接頭，其螺紋套裝在所述管體外壁，該轉接接頭的筒壁在其中一端端部設置有多個呈環形布置的沿筒體深度方向貫通筒壁的管線通道，且該管線通道與管體上的用于使管線進入管體的開口相通，使得用于二氧化碳地質封存中的所述各種管線可通過所述第一穿越機構上的轉接接頭的管線通道進入該轉接接頭并在穿越其筒壁后進入管體中，并在穿越所述封隔器后從管體中穿出，從而進入所述第二穿越機構的轉接接頭的管線通道中，并進一步可從其出口穿出，從而實現對封隔器的穿越。
[0009]作為本發明的改進，所述轉接接頭中的管線通道由沿筒體軸向方向設置的第一通道和與該第一通道連接并呈一定角度設置的第二通道組成，使得管線進入后經過第一通道和第二通道后可產生一定的方向變化。
[0010]該角度可以允許小角度折彎的柔性管線、剛度較大的管線以及不宜大幅度折彎的鎧甲管線多種管線通過，實現二氧化碳地質封存中各種管線特別是不適于彎折或者剛性較大的管線的順利穿越。
[0011]作為本發明的改進，第一通道與第二通道之間的角度為150°以上，優選150°-165。ο
[0012]作為本發明的改進，所述轉接接頭的第一通道端部設置有密封接頭，用于在管線進入所述轉接接頭或者從轉接接頭穿出時鎖緊該第一通道端部，實現與外界的密封。
[0013]作為本發明的改進，該第一穿越機構或第二穿越機構上還設置有短節，其為中空筒體，且其中心通孔為臺階孔，其通過其中的較小孔固定套裝在所述管體外壁，并進而使其中的較大孔套裝在所述轉接接頭外壁一端，從而可承載并密封所述轉接接頭。
[0014]作為本發明的改進，還包括密封機構，其套裝設置在所述管體上并位于所述封隔器與任一穿越器之間，其可實現管體與管套之間環形空間的密封從而可通過預留的管線在其中注入防腐材料而實現對封隔器的防腐保護。
[0015]作為本發明的改進，該密封機構包括密封器和設置在該密封器之外用于作動以驅動該密封器密封管體管套的作動機構，其中所述密封器套裝在管體外圍，其具有密封所述環形空間的密封層，所述作動機構包括套裝在管體外周并與密封器連接的呈筒體結構的缸體，其與管體外周接觸的筒壁上開有凹槽，以形成腔體以作為活塞腔，該腔體與管體上的壓力注入孔相通，用以通過該注入孔向腔體注入流體，進而可產生壓力變化而推動缸體在管體外周壁上軸向往復運動，缸體一端端部與密封器固定連接，其可在缸體驅動下往復運動，從而可壓緊或松開密封面，實現對管體與管套之間的環形空間的密封或解封。
[0016]作為本發明的改進，密封機構設置有滑套鎖止裝置，其優選為棘齒結構，包括位于缸體上的第一棘齒和位于管體外周壁上的第二棘齒，缸體驅動到位后該第一棘齒與第二棘齒匹配形成鎖止，且該第一棘齒與缸體連接處設置有解封螺釘，可在缸體回縮帶動第一棘齒回位，從而剪斷解封螺釘，使得棘齒解鎖。
[0017]按照本發明的另一方面，提供一種二氧化碳地質封存中管線穿越封隔器的方法，用于實現二氧化碳地質封存中的各種管線穿越設置在兩端與管體連接的套管中的封隔器而到達地質下層，該方法包括:
[0018]在套管兩端設置穿越器，其中該穿越器包括套裝在管體上并位于套管一端側的第一穿越機構和套裝在管體上并位于所述套管另一端側且呈對稱布置的第二穿越機構，兩穿越機構均具有呈中空筒體狀并螺紋套裝在所述管體外壁的轉接接頭，且轉接接頭的管壁設置有多個呈環形布置的沿筒體深度方向貫通筒壁的管線通道，其與管體上的用于使管線進入管體的開口相通；
[0019]將用于二氧化碳地質封存中的所述各種管線通過所述第一穿越機構上的轉接接頭的管線通道進入該轉接接頭并在穿越其筒壁后進入管體中，然后在穿越所述封隔器后從管體中穿出，從而進入所述第二穿越機構的轉接接頭的管線通道中，并進一步可從其出口穿出，從而實現對封隔器的穿越。
[0020]作為本發明的改進，該方法還包括在所述管體上并位于所述封隔器與任一穿越器之間套裝設置一密封機構，其可實現管體與管套之間環形空間的密封從而可通過預留的管線在其中注入防腐材料而實現對封隔器的防腐保護。
[0021]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，由于在封隔器兩端均設置穿越機構，能夠取得下列有益效果:
[0022](I)本發明中，在管體上的常規封隔器兩端均設置穿越機構，一起構成穿越器，使得用于二氧化碳地質封存的各類管線可以經該穿越器進入管體中并從而穿越封隔器，而后從另一端的穿越機構中傳出，從而實現順利對封隔