橋式偏心分注的電動驗封方法
【專利摘要】本發明涉及一種橋式偏心分注管柱的電動驗封方法，該方法主要包括以下步驟：現場組配電動驗封地面系統及電動驗封儀；關閉井口注水閥門，利用電纜將電動驗封儀通過防噴管下入橋式偏心分注井筒中，直至驗封目標層上方；地面控制器發送指令張開定位爪，并緩慢下放電動驗封儀，實現與橋式偏心配水器對接；地面控制器發送坐封指令使密封段坐封在橋式偏心配水器中心通道內；井口不斷進行“開-關-開”變換使注水壓力發生變化；通過觀察地面控制器監測的上、下壓力計測得的油管內注水壓力和注水層段地層壓力的變化情況確定封隔器密封情況。本發明方法主要用于橋式偏心分注管柱配套封隔器的驗封，一次下井能逐層驗證各封隔器的密封性。
【專利說明】橋式偏心分注的電動驗封方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于石油工業分層注水用橋式偏心分注的電動驗封方法。
【背景技術】
[0002]目前，各油田在多油層油藏分層注水開發過程中，普遍使用橋式偏心分注管柱。橋式偏心分注管柱主要包括封隔器、橋式偏心配水器、水井雙向錨、雙球座、篩管、絲堵等，其中封隔器是油田注水井中分注管柱配套的重要工具，主要用來分隔不同的注水層段以滿足各層段的不同配注需求，如果封隔器密封不嚴會導致分注層段不能正常配水、測試資料失真、分注有效期短，嚴重影響油田注水開發效果，因此檢驗分注管柱配套封隔器的密封性能顯得極為重要。目前國內橋式偏心分注管柱配套的驗封技術主要為機械式驗封，應用中存在以下主要問題:
[0003]一是采用鋼絲起下作業，驗封時密封段上下壓差較大，而密封段上下又難以泄壓，上提解封時鋼絲負荷大，極易出現鋼絲被拉斷等嚴重事故，且密封段皮碗也極易拉翻、破損或脫落，很難保證坐封可靠性，影響驗封一次成功率。
[0004]二是驗封儀密封段是依靠上部儀器的重力和水柱壓力的聯合作用坐封在橋式偏心配水器工作筒中心通道內，坐封成功率低，密封可靠性差，且安全風險大。
[0005]三是驗封儀安裝的壓力計為存儲式壓力計，井下所測得的驗封數據不能實時直讀，驗封完成后需進行地面數據回放才能判斷封隔器的密封性，造成數據準確度低，工作效率不高。
【發明內容】
[0006]針對上述現有技術存在的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種橋式偏心分注的電動驗封方法，實現驗封儀密封段電動坐封、驗封和解封，有效避免驗封儀卡、掉和密封段破損、脫落等井下事故的風險，提聞驗封成功率和數據精確性。
[0007]為解決上述技術問題，本發明橋式偏心分注的電動驗封方法，包括以下步驟:
[0008]第一步，組配電動驗封地面系統及電動驗封儀，電動驗封地面系統包括地面配套車載測調系統1、地面控制器2、電纜滾筒3、電纜4和電纜接頭5，地面控制器2和電纜滾筒3安裝在車載測調系統I上，電纜4分別與地面控制器2和電纜接頭5連接，電動驗封儀由上接頭6、磁定位7、控制系統8、電機9、傳動絲杠10、上壓力計11、皮碗12、下壓力計13、傳動絲杠14、定位爪15和密封段16組成，電纜接頭5和上接頭6連接；
[0009]第二步，下入電動驗封儀，關閉注水井井口注水閥門，在井口安裝防噴管，使用電纜滾筒3利用電纜4將電動驗封儀通過防噴管下入橋式偏心分注井筒中，地面控制器2通過磁定位7實時監測電動驗封儀，直至電動驗封儀下到驗封目標層上方；
[0010]第三步，打開定位爪15，地面控制器2發送動作指令使電動驗封儀內控制系統8驅動電機9正轉，帶動傳動絲杠14張開電動驗封儀下部的定位爪15，地面控制器2實時監測并顯示定位爪15的狀態；
[0011]第四步，實現電動驗封儀和橋式偏心配水器對接，緩慢下放電動驗封儀，定位爪15與橋式偏心配水器的定位槽對接，實現電動驗封儀密封段16在橋式偏心配水器工作筒中心通道內精確定位，地面控制器2實時監測過程；
[0012]第五步，坐封電動驗封儀，地面控制器2發送坐封指令，通過電纜4使電動驗封儀內控制系統8工作驅使電機9正轉，帶動傳動絲杠10壓縮并撐開密封段16處的皮碗12，從而使電動驗封儀密封段16坐封在橋式偏心配水器中心通道內“ Γ ”型橋式通道的進水口上偵牝分注管柱下部形成一個密閉空間；
[0013]第六步，調控注水壓力，打開注水井井口注水閥門，并不斷進行“開-關-開”工作制度變換使注水壓力發生變化，密封段16上側的上壓力計11和下側的壓力計8分別測得的連續壓力變化通過電纜4實時傳輸到地面控制器2中并顯示出來；
[0014]第七步:分析驗封數據，確定驗封結果，觀察密封段16上側的上壓力計11測得的油管內注水壓力與密封段16下側的下壓力計13測得的注水層段地層壓力的變化情況確定分注管柱配套封隔器驗封結果；
[0015]第八步，解封電動驗封儀，該注水層段封隔器驗封完成后，關閉井口注水閥門，地面控制器2通過電纜4發送解封指令，使電動驗封儀內控制系統8工作驅使電機9反轉，帶動傳動絲杠10拉伸并縮回密封段16處的皮碗12，解封完成后地面控制器2進行顯示；
[0016]第九步，收回定位爪15，提出電動驗封儀，地面控制器2發送動作指令使電動驗封儀內控制系統8驅動電機9反轉，帶動傳動絲杠14收回電動驗封儀下部張開的定位爪15，地面控制器2實時監測并顯示定位爪15的收回動作直至結束。
[0017]上述方法重復第三步至第七步能進行逐層驗證不同分注層段封隔器的密封性。
[0018]與現在技術方案相比，本發明橋式偏心分注的電動驗封方法有以下優點:
[0019]1.地面控制器通過電纜控制及實時監測、顯示電動驗封儀與橋式偏心配水器對接定位以及在橋式偏心配水器中心通道內的坐封、驗封和解封，降低了驗封儀卡掉、鋼絲拉斷以及密封段皮碗破損、脫落等井下事故的風險，提高了驗封一次成功率。
[0020]2.地面控制器能夠直讀、顯示與實時監測各分注層段封隔器的驗封數據和電動驗封儀各個動作，保證了驗封數據精確度、可靠性以及驗封成功率，現場資料錄取更加真實、方便、高效，避免了機械式驗封數據需地面回放、數據分析、下井復測、工作強度大等弊端。
[0021]3.利用電纜進行電動坐封、驗封和解封，不受順序先后限制，可以驗封任一層段封隔器的密封性能，實現一趟下井逐層驗證不同分注層段封隔器的密封性，避免橋式偏心分注管柱驗封時需鋼絲頻繁起下作業，工作效率得到顯著提高，并降低了工人勞動強度。
[0022]4.增加磁定位功能，能實時監測和顯示電動驗封儀在井筒內的下入位置，實現電動驗封儀在橋式偏心分注管柱中的精準定位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為電動驗封地面系統結構示意圖；
[0024]圖2為電動驗封儀結構示意圖；
[0025]圖3為本發明驗封時測得的壓力變化曲線圖(以三級四段為例)。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0027]本發明橋式偏心分注的電動驗封方法可以實現驗封儀密封段電動坐封、驗封和解封，有效減少作業時出現驗封儀卡、掉和密封段破損、脫落等井下事故的風險，避免鋼絲頻繁起下作業，一次下井即可逐層驗證不同分注層段封隔器的密封性，且驗封數據能夠地面直讀和實時監測，保證了驗封數據精確性，同時增加磁定位功能，實現驗封儀精準定位。
[0028]本發明電動驗封方法包括:1.電動驗封地面系統；2.電動驗封儀，其中:
[0029]電動驗封地面系統包括:車載測調系統1、地面控制器2、電纜滾筒3、電纜4、電纜接頭5等，其中車載測調系統I用于裝載電動驗封設備、人員、物品等；地面控制器2用于實時監測、顯示、控制電動驗封儀及驗封數據輸出等；電纜滾筒3主要用于電纜4的布放；電纜4主要用于電動驗封儀起下作業及各種數據信號和電流傳輸等；電纜接頭5用于連接電纜4和電動驗封儀上接頭6，如圖1所示。
[0030]電動驗封儀包括:上接頭6、磁定位7、控制系統8、電機9、傳動絲杠10、上壓力計
11、皮碗12、下壓力計13、傳動絲杠14、定位爪15和一個密封段16，其中上接頭6連接電纜接頭5等主要結構。密封段16上側安裝有上壓力計11，下側安裝有下壓力計13，能夠分別感應并向地面控制器2傳送測得的密封段16上下不同的壓力連續變化值，其中密封段16上側的上壓力計11反映油管內注水壓力變化，密封段16下側的下壓力計13反映各注水層段的地層壓力變化；電動驗封儀密封段16下部設計定位爪15，通過控制系統8能夠使電機9帶動傳動絲杠14正轉張開定位爪15，張開后能夠和橋式偏心配水器結構中的定位槽對接，實現電動驗封儀在橋式偏心配水器工作筒的固定，驗封完成后通過控制系統8能夠使電機9帶動傳動絲杠14反轉收回定位爪15 ;通過控制系統8能夠使電機9帶動傳動絲杠10向下移動擠壓密封段16處的皮碗12，從而實現密封段16在橋式偏心配水器中心通道內坐封，其中電動驗封儀在橋式偏心配水器中心通道內座封成功后必須保證密封段16坐封位置在橋式偏心配水器內“ Γ ”型橋式通道的進水口上側；電機9上部安裝有磁定位7功能，實現電動驗封僅在井筒內的精確定位，如圖2所不。
[0031]本發明橋式偏心分注的電動驗封方法由以下具體步驟可以實現:
[0032]第一步:組配電動驗封地面系統。主要包括地面配套車載測調系統1、地面控制器
2、電纜滾筒3、電纜4、電纜接頭5和電動驗封儀等，其中地面控制器2和電纜滾筒3安裝在車載測調系統I上，電纜4分別與地面控制器2和電纜接頭5連接，電纜接頭5與電動驗封儀上接頭6連接。電動驗封儀組成主要包括上接頭6、磁定位7、控制系統8、電機9、傳動絲杠10、上壓力計11、皮碗12、下壓力計13、傳動絲杠14、定位爪15和一個密封段16，如圖1和圖2所示。
[0033]第二步:關閉注水井井口注水閥門，并在井口安裝防噴管。使用車載測調系統I上配置的電纜滾筒3利用電纜4把電動驗封儀通過防噴管下入橋式偏心分注井筒中。
[0034]第三步:下入電動驗封儀。地面控制器2通過磁定位7實時監測并顯示電動驗封儀在井筒中的下入位置，直至電動驗封儀下到驗封目標層上方。
[0035]第四步:打開定位爪。通過地面控制器2發送動作指令使電動驗封儀內控制系統8驅動電機9正轉，帶動傳動絲杠14張開電動驗封儀下部的定位爪15直至結束，地面控制器2在地面實時監測并顯示定位爪15的張開動作。
[0036]第五步:電動驗封儀和橋式偏心配水器實現對接。緩慢下放電動驗封儀，定位爪15與橋式偏心配水器結構中的定位槽對接,實現電動驗封儀密封段16在橋式偏心配水器工作筒中心通道內精確定位，對接成功后地面控制器2進行顯示。
[0037]第六步:坐封電動驗封儀。地面控制器2發送坐封指令，通過電纜4使電動驗封儀內控制系統8工作驅使電機9正轉，帶動傳動絲杠10壓縮并撐開密封段16處的皮碗12，從而使電動驗封儀密封段16坐封在橋式偏心配水器Φ46_中心通道內“ Γ ”型橋式通道的進水口上側，分注管柱下部形成一個密閉空間。
[0038]第七步:調控注水壓力。打開注水井井口注水閥門，并不斷進行“開-關-開”工作制度變換使注水壓力發生變化，密封段16上側的上壓力計11和下側的壓力計8分別測得的連續壓力變化通過電纜4實時傳輸到地面控制器2中，并以不同顏色的變化曲線形式在地面控制器2中顯示出來，如圖3所示。
[0039]第八步:分析驗封數據，確定驗封結果。觀察密封段16上側的上壓力計11測得的油管內注水壓力與密封段16下側的下壓力計13測得的注水層段地層壓力的變化情況確定分注管柱配套封隔器驗封結果，如果密封段16上側的上壓力計11測得油管內注水壓力變化和密封段16下側的下壓力計13測得的注水層段地層壓力變化一致時，則說明分注管柱配套工具中電動驗封儀坐封的橋式偏心配水器的上部封隔器是不密封的，反之，當密封段16上側的上壓力計11測得油管內注水壓力變化和密封段16下側的下壓力計13測得的注水層段地層壓力變化不一致時，則說明分注管柱配套工具中電動驗封儀坐封的橋式偏心配水器的上部封隔器是密封的，如圖3所示為三級四段橋式偏心分注管柱電動驗封壓力變化曲線，其驗封結果為封隔器I密封、封隔器II不密封、封隔器III密封。
[0040]第九步:解封電動驗封儀。該注水層段封隔器驗封完成后，關閉井口注水閥門，地面控制器2通過電纜4發送密封段16處的皮碗12解封指令使電動驗封儀內控制系統8工作驅使電機9反轉，帶動傳動絲杠10拉伸并縮回密封段16處的皮碗12，解封完成后地面控制器2進行顯示。
[0041]第十步:收回定位爪。地面控制器2發送動作指令使電動驗封儀內控制系統8驅動電機9反轉，帶動傳動絲杠14收回電動驗封儀下部張開的定位爪15，地面控制器2實時監測并顯示定位爪15的收回動作直至結束。
[0042]第十一步:調整改變電動驗封儀位置以進行其它層段封隔器的驗封。車載測調系統I通過配置的電纜滾筒3和電纜4上提(下放)電動驗封儀進行逐層驗證不同分注層段封隔器的密封性，重復第三-第七步。
[0043]第十二步:提出電動驗封儀。完成封隔器驗封任務后，利用電纜4將電動驗封儀提出安裝在井口處的防噴管，拆卸并清洗干凈，放好歸位。
[0044]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進和延伸等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0045]本發明電動驗封方法在橋式偏心分注井中驗封后電動驗封儀密封段皮碗均無損傷、無遇卡現象，驗封效率顯著提高，體現出較好的適應性，驗封成功率、工作效率和數據準確性顯著提高，體現出較好技術先進性。
【權利要求】
1.一種橋式偏心分注的電動驗封方法，其特征是該方法包括以下步驟: 第一步，組配電動驗封地面系統及電動驗封儀，電動驗封地面系統包括地面配套車載測調系統(I)、地面控制器(2)、電纜滾筒(3)、電纜(4)和電纜接頭(5)，地面控制器(2)和電纜滾筒(3)安裝在車載測調系統(I)上，電纜(4)分別與地面控制器(2)和電纜接頭(5)連接，電動驗封儀由上接頭(6)、磁定位(7)、控制系統(8)、電機(9)、傳動絲杠(10)、上壓力計(11)、皮碗(12)、下壓力計(13)、傳動絲杠(14)、定位爪(15)和密封段(16)組成，電纜接頭(5)和上接頭(6)連接； 第二步，下入電動驗封儀，關閉注水井井口注水閥門，在井口安裝防噴管，使用電纜滾筒(3 )利用電纜(4 )將電動驗封儀通過防噴管下入橋式偏心分注井筒中，地面控制器(2 )通過磁定位(7)實時監測電動驗封儀，直至電動驗封儀下到驗封目標層上方； 第三步，打開定位爪(15)，地面控制器(2)發送動作指令使電動驗封儀內控制系統(8)驅動電機(9)正轉，帶動傳動絲杠(14)張開電動驗封儀下部的定位爪(15)，地面控制器(2)實時監測并顯示定位爪(15)的狀態； 第四步，實現電動驗封儀和橋式偏心配水器對接，緩慢下放電動驗封儀，定位爪(15)與橋式偏心配水器的定位槽對接，實現電動驗封儀密封段(16)在橋式偏心配水器工作筒中心通道內精確定位，地面控制器(2)實時監測過程； 第五步，坐封電動驗封儀，地面控制器(2)發送坐封指令，通過電纜(4)使電動驗封儀內控制系統(8)工作驅使電機(9)正轉，帶動傳動絲杠(10)壓縮并撐開密封段(16)處的皮碗(12)，從而使電動驗封儀密封段(16)坐封在橋式偏心配水器中心通道內“ Γ ”型橋式通道的進水口上側，分注管柱下部形成一個密閉空間； 第六步，調控注水壓力，打開注水井井口注水閥門，并不斷進行“開-關-開”工作制度變換使注水壓力發生變化，密封段(16)上側的上壓力計(11)和下側的壓力計(8)分別測得的連續壓力變化通過電纜(4)實時傳輸到地面控制器(2)中并顯示出來； 第七步:分析驗封數據，確定驗封結果，觀察密封段(16)上側的上壓力計(11)測得的油管內注水壓力與密封段(16)下側的下壓力計(13)測得的注水層段地層壓力的變化情況確定分注管柱配套封隔器驗封結果； 第八步，解封電動驗封儀，該注水層段封隔器驗封完成后，關閉井口注水閥門，地面控制器(2)通過電纜(4)發送解封指令，使電動驗封儀內控制系統(8)工作驅使電機(9)反轉，帶動傳動絲杠(10)拉伸并縮回密封段(16)處的皮碗(12)，解封完成后地面控制器(2)進行顯示； 第九步，收回定位爪(15)，提出電動驗封儀，地面控制器(2)發送動作指令使電動驗封儀內控制系統(8)驅動電機(9)反轉，帶動傳動絲杠(14)收回電動驗封儀下部張開的定位爪(15)，地面控制器(2)實時監測并顯示定位爪(15)的收回動作直至結束。
2.根據權利要求1所述的電動驗封方法，其特征是:所述方法重復第三步至第七步能進行逐層驗證不同分注層段封隔器的密封性。
【文檔編號】E21B47/00GK104514540SQ201310449556
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】劉揚, 宋祖廠, 蓋旭波, 賴學明, 竇守進, 鄭雪軍, 李巧偉, 張樂, 杜景蔚 申請人:中國石油天然氣股份有限公司