CN103452524A - 注水井用可电动洗井封隔器和可电动洗井插入密封 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注水井用可电动洗井封隔器和可电动洗井插入密封，在封隔器和插入密封上均形成有洗井通道和洗井通道入口，洗井通道入口设有反洗阀，反洗阀由电机驱动。本发明突破了常规可洗井封隔器/可洗井插入密封的压差控制洗井方式，实现了洗井作业的电动控制，并且洗井阀的密封状态可在线监测。可电动洗井封隔器能够适用套管井，可洗井插入密封能够适用海上油田的防砂分注井。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于油田的井下工具，特别是涉及一种注水井用可电动洗井封隔器和可电动洗井插入密封。
背景技术
目前，油田常用的井下洗井工艺方法是采用液压控制方式打开井下可洗井封隔器或可洗井插入密封上的反洗阀来实现反洗井。主要依靠压差控制洗井通道的开关状态，所使用的井下工具主要是可洗井封隔器/可洗井插入密封，该类型的可洗井封隔器/可洗井插入密封设计有洗井通道，通过油管与油套间压差的大小控制洗井通道开和关。正常注水时，洗井活塞受油管与油套间正压差的作用而不动作，洗井通道始终处于关闭状态；洗井时向油套环空内注水，洗井活塞受油管与油套间负压差作用而动作，洗井通道打开，实施洗井；恢复注水后，洗井活塞在油管与油套间正压差的作用下归位，洗井通道被关闭，正常注水。上述控制方式存在两个问题：一是对一些内外压差小的注水层，存在反洗阀关闭不严的问题，对一些压力系统不确定的注水井无法实现反洗，例如多管注水井；二是不能在地面判断反洗阀是否关闭到位。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种注水井用可电动洗井封隔器和一种可电动洗井插入密封。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种注水井用可电动洗井封隔器，包括从上至下依次连接的上中心管、中间接头和下中心管，所述上中心管的上端外部与上接头的下端内部连接，所述上中心管的下端外部与所述中间接头的上端内部连接，所述中间接头的下端内部与所述下中心管的上端外部连接，所述下中心管的下端外部与下接头的上端内部连接；所述中间接头的上端外部与上密封筒的下端内部连接，所述上密封筒的上端内部与所述上接头的下端外部连接，所述中间接头、所述上密封筒和所述上中心管形成上密封环空；在所述上密封筒内固定有通信控制模块、电机和减速器，所述通信控制模块通过电缆与地面控制器连接，所述电缆与所述上接头和所述下接头分别连接，所述通信控制模块与所述电机电连接，所述减速器由所述电机驱动；所述中间接头的下端外部与下密封筒的上端内部连接，所述下密封筒的下端内部与所述下接头的上端外部连接，在所述中间接头、所述下密封筒和所述下中心管形成下密封环空；所述中间接头的侧壁内设有环形洗井通道，所述环形洗井通道的下端与所述下密封筒连通，所述下密封筒下部设有洗井通道出口，所述中间接头的外壁上设有与所述环形洗井通道相通的洗井通道入口，在所述环形洗井通道内设有与所述洗井通道入口适配的反洗阀，所述反洗阀通过螺旋传动机构与所述减速器连接；在所述下密封筒上从上至下依次连接有上胶筒座、胶筒、坐封机构和解封机构。
在所述中间接头上分别设有洗井通道入口压力计和洗井通道出口压力计，所述洗井通道入口压力计和所述洗井通道出口压力计将压力信号传输至所述电子通信控制模块，所述电子通信控制模块根据洗井通道入口压力和洗井通道出口压力的差值检验封隔器的密封性和判断反洗阀是否完全归位。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：一种注水井用可电动洗井插入密封，包括从上至下依次连接的上中心管、中间接头和下中心管，所述上中心管的上端外部与上接头的下端内部连接，所述上中心管的下端外部与所述中间接头的上端内部连接，所述中间接头的下端内部与所述下中心管的上端外部连接，所述下中心管的下端外部与下接头的上端内部连接；所述中间接头的上端外部与上密封筒的下端内部连接，所述上密封筒的上端内部与所述上接头的下端外部连接，所述中间接头、所述上密封筒和所述上中心管形成上密封环空；在所述上密封筒内固定有通信控制模块、电机和减速器，所述通信控制模块通过电缆与地面控制器连接，所述电缆与所述上接头和所述下接头分别连接，所述通信控制模块与所述电机电连接，所述减速器由所述电机驱动；所述中间接头的下端外部与下密封筒的上端内部连接，所述下密封筒的下端内部与所述下接头的上端外部连接，在所述中间接头、所述下密封筒和所述下中心管形成下密封环空；所述中间接头的侧壁内设有环形洗井通道，所述环形洗井通道的下端与所述下密封筒连通，所述下密封筒下部设有洗井通道出口，所述中间接头的外壁上设有与所述环形洗井通道相通的洗井通道入口，在所述环形洗井通道内设有与所述洗井通道入口适配的反洗阀，所述反洗阀通过螺旋传动机构与所述减速器连接；在所述下密封筒上从上至下依次连接有上胶筒座、胶筒、隔环和下封头。
在所述中间接头上分别设有洗井通道入口压力计和洗井通道出口压力计，所述洗井通道入口压力计和所述洗井通道出口压力计将压力信号传输至所述电子通信控制模块，所述电子通信控制模块根据洗井通道入口压力和洗井通道出口压力的差值检验封隔器的密封性和判断反洗阀是否完全归位。
本发明具有的优点和积极效果是：采用电机通过螺旋传动机构驱动洗井通道上的反洗阀，使洗井通道按照通信控制模块的指令处于打开或关闭状态，彻底改变了洗井通道依靠压力控制的方式，洗井通道的开关控制与压力无关，可避免封隔器因小压差洗井通道关闭不严所带来的分层注水失效等后果，同时本发明基于电缆永置式测调技术，借助验封压力计可准确地判断反洗阀是否关闭到位，能够实现洗井作业的测调一体化。总之，本发明能够简便、快速地实现洗井通道开关状态的控制和监测。
综上所述，本发明突破了常规可洗井封隔器/可洗井插入密封的压差控制洗井方式，实现了洗井作业的电动控制，并且洗井阀的密封状态可在线监测。可电动洗井封隔器能够适用套管井，可洗井插入密封能够适用海上油田的防砂分注井。
附图说明
图1为本发明可电动洗井封隔器的结构示意图；
图2为本发明可电动洗井封隔器的洗井通道示意图；
图3为本发明可电动洗井封隔器的注水通道示意图；
图4为本发明可电动洗井封隔器应用的示意图；
图5为本发明可电动洗井插入密封的结构示意图。
图中：1-上接头、2-电缆上接头、3-上中心管、4-通信控制模块、5-电机、6-反洗阀、7-中间接头、8-下中心管、9-上胶筒座、10-胶筒、11-坐封机构、12-解封机构、13-下接头、14-电缆下接头、15-电缆、16-上密封筒、17-下密封筒、18-洗井通道入口、19-洗井通道、20-洗井通道出口；5-1上接头、5-5电缆上接头、5-3上中心管、5-4电子通信控制模块、5-5电机、5-6反洗阀、5-7上密封筒、5-8中间接头、5-9洗井通道入口、5-10洗井通道、5-11洗井通道出口、5-15下中心管、5-13下密封筒、5-14上胶筒座、5-15胶筒、5-16隔环、5-17下封头、5-18电缆下接头、5-19电缆、5-20下接头；A-可电动洗井封隔器、B-油管、C-测调工作筒。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图3，一种注水井用可电动洗井封隔器，包括从上至下依次连接的上中心管3、中间接头7和下中心管8，所述上中心管3的上端外部与上接头1的下端内部连接，所述上中心管3的下端外部与所述中间接头7的上端内部连接，所述中间接头7的下端内部与所述下中心管8的上端外部连接，所述下中心管8的下端外部与下接头13的上端内部连接；所述中间接头7的上端外部与上密封筒16的下端内部连接，所述上密封筒16的上端内部与所述上接头1的下端外部连接，所述中间接头7、所述上密封筒16和所述上中心管3形成上密封环空；在所述上密封筒16内固定有通信控制模块4、电机5和减速器，所述通信控制模块4通过电缆15与地面控制器连接，所述电缆15与所述上接头1通过电缆上接头2连接，所述电缆15与所述下接头13通过电缆下接头14连接，所述通信控制模块4与所述电机5电连接，所述减速器由所述电机5驱动；所述中间接头7的下端外部与下密封筒17的上端内部连接，所述下密封筒17的下端内部与所述下接头13的上端外部连接，在所述中间接头7、所述下密封筒17和所述下中心管8形成下密封环空；所述中间接头7的侧壁内设有环形洗井通道19，所述环形洗井通道19的下端与所述下密封筒17连通，所述下密封筒17下部设有洗井通道出口20，所述中间接头7的外壁上设有与所述环形洗井通道19相通的洗井通道入口18，在所述环形洗井通道19内设有与所述洗井通道入口18适配的反洗阀6，所述反洗阀6通过螺旋传动机构与所述减速器连接；在所述下密封筒17上从上至下依次连接有上胶筒座9、胶筒10、坐封机构11和解封机构12。所述电子通信控制模块4实时监听电缆15中的信号，当监听并判断为反洗井命令时，发送控制指令给电机5；电机5接收控制指令并驱动反洗阀6动作。
在本实施例中，在所述中间接头7上分别设有洗井通道入口压力计和洗井通道出口压力计，所述洗井通道入口压力计和所述洗井通道出口压力计将压力信号传输至所述电子通信控制模块4，所述电子通信控制模块4根据洗井通道入口压力和洗井通道出口压力的差值检验封隔器的密封性和判断反洗阀是否完全归位。
上述电子通信控制模块4通过井下预置电缆15与地面控制器相连，电缆15一方面为井下可电动洗井封隔器供电，另一方面作为地面控制器与井下可电动洗井封隔器间井下信息与地面控制命令的传输通道，实现地面与井下相互通信。
上述封隔器适用于电缆永置测调分注工艺管柱，反洗井通道的开关采用电动控制方式。正常注水时，注入水通过上中心管3流经中间接头7、下中心管8流入下部井下工具；反洗井时，电机5驱动反洗阀6上提打开，上部油套环空注入水由洗井通道入口18流入，经洗井通道19流出至封隔器下部油套环空；反洗井结束后，电机5反转，驱动反洗阀6下降，将洗井通道19关闭；对于反洗阀6是否回归到位，可借助电动洗井封隔器的验封功能予以判断。
本发明的工作过程请参见图2和图3，
一）本发明注水时的工作过程请参见图3，注入水首先通过封隔器上接头1流入，经上中心管3、中间接头7流入下中心管8、并通过注入水压力驱动坐封机构11动作压缩胶筒10使其膨胀封隔油套环空，为分层注水做好前期准备。
二）本发明洗井时的工作过程请参见图2，电子通信控制模块4接到地面控制器发来的洗井指令后，控制电机5转动，带动反洗阀6上提，使洗井通道19打开，上部油套环空的注入水经洗井通道入口18、洗井通道19和洗井通道出口20，注入封隔器下部油套环空，用于清洗下部油套环空。
三）洗井结束后，可电动洗井封隔器内部电子通信控制模块4控制电机5反转，使反洗阀6下降归位，洗井通道关闭。而对于反洗阀6是否回归到位、洗井通道19是否完全关闭的判断，可借助于电动可洗井封隔器的在线验封功能实现。
请参阅图4，所述可电动洗井封隔器A通过上、下接头与油管B或上、下级测调工作筒C相连，形成井下分层智能化注水管柱。注入水分层注入量的测试和调配、洗井通道的开和关，在地面控制器整体监控下完成，可实现注水井的智能化管理。本发明是基于最新井下电缆永置式测调技术，对常规可洗井封隔器的重大突破。
请参阅图5，一种注水井用可电动洗井插入密封，包括从上至下依次连接的上中心管5-3、中间接头5-8和下中心管5-12，所述上中心管5-3的上端外部与上接头5-1的下端内部连接，所述上中心管5-3的下端外部与所述中间接头5-8的上端内部连接，所述中间接头5-8的下端内部与所述下中心管5-12的上端外部连接，所述下中心管5-12的下端外部与下接头5-20的上端内部连接；所述中间接头5-8的上端外部与上密封筒5-7的下端内部连接，所述上密封筒5-7的上端内部与所述上接头5-1的下端外部连接，所述中间接头5-8、所述上密封筒5-7和所述上中心管5-3形成上密封环空；在所述上密封筒5-7内固定有通信控制模块5-4、电机5-5和减速器，所述通信控制模块5-4通过电缆5-19与地面控制器连接，所述电缆5-19与所述上接头5-1通过电缆上接头5-2连接，所述电缆5-19与所述下接头5-20通过电缆下接头5-18连接，所述通信控制模块5-4与所述电机5-5电连接，所述减速器由所述电机5-5驱动；所述中间接头5-8的下端外部与下密封筒5-13的上端内部连接，所述下密封筒5-13的下端内部与所述下接头5-20的上端外部连接，在所述中间接头5-8、所述下密封筒5-13和所述下中心管5-12形成下密封环空；所述中间接头5-8的侧壁内设有环形洗井通道5-10，所述环形洗井通道5-10的下端与所述下密封筒5-13连通，所述下密封筒5-13下部设有洗井通道出口5-11，所述中间接头5-8的外壁上设有与所述环形洗井通道5-10相通的洗井通道入口5-9，在所述环形洗井通道5-10内设有与所述洗井通道入口5-9适配的反洗阀5-6，所述反洗阀5-6通过螺旋传动机构与所述减速器连接；在所述下密封筒5-13上从上至下依次连接有上胶筒座5-14、胶筒5-15、隔环5-16和下封头5-17。
在所述中间接头5-8上分别设有洗井通道入口压力计和洗井通道出口压力计，所述洗井通道入口压力计和所述洗井通道出口压力计将压力信号传输至所述电子通信控制模块5-4，所述电子通信控制模块5-4根据洗井通道入口压力和洗井通道出口压力的差值检验封隔器的密封性和判断反洗阀是否完全归位。
插入密封的发明点与封隔器完全相同，在此不做赘述。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种注水井用可电动洗井封隔器，其特征在于，包括从上至下依次连接的上中心管、中间接头和下中心管，所述上中心管的上端外部与上接头的下端内部连接，所述上中心管的下端外部与所述中间接头的上端内部连接，所述中间接头的下端内部与所述下中心管的上端外部连接，所述下中心管的下端外部与下接头的上端内部连接；
所述中间接头的上端外部与上密封筒的下端内部连接，所述上密封筒的上端内部与所述上接头的下端外部连接，所述中间接头、所述上密封筒和所述上中心管形成上密封环空；
在所述上密封筒内固定有通信控制模块、电机和减速器，所述通信控制模块通过电缆与地面控制器连接，所述电缆与所述上接头和所述下接头分别连接，所述通信控制模块与所述电机电连接，所述减速器由所述电机驱动；
所述中间接头的下端外部与下密封筒的上端内部连接，所述下密封筒的下端内部与所述下接头的上端外部连接，在所述中间接头、所述下密封筒和所述下中心管形成下密封环空；
所述中间接头的侧壁内设有环形洗井通道，所述环形洗井通道的下端与所述下密封筒连通，所述下密封筒下部设有洗井通道出口，所述中间接头的外壁上设有与所述环形洗井通道相通的洗井通道入口，在所述环形洗井通道内设有与所述洗井通道入口适配的反洗阀，所述反洗阀通过螺旋传动机构与所述减速器连接；
在所述下密封筒上从上至下依次连接有上胶筒座、胶筒、坐封机构和解封机构。
2.根据权利要求1所述注水井用可电动洗井封隔器，其特征在于，在所述中间接头上分别设有洗井通道入口压力计和洗井通道出口压力计，所述洗井通道入口压力计和所述洗井通道出口压力计将压力信号传输至所述电子通信控制模块，所述电子通信控制模块根据洗井通道入口压力和洗井通道出口压力的差值检验封隔器的密封性和判断反洗阀是否完全归位。
3.一种注水井用可电动洗井插入密封，其特征在于，包括从上至下依次连接的上中心管、中间接头和下中心管，所述上中心管的上端外部与上接头的下端内部连接，所述上中心管的下端外部与所述中间接头的上端内部连接，所述中间接头的下端内部与所述下中心管的上端外部连接，所述下中心管的下端外部与下接头的上端内部连接；
所述中间接头的上端外部与上密封筒的下端内部连接，所述上密封筒的上端内部与所述上接头的下端外部连接，所述中间接头、所述上密封筒和所述上中心管形成上密封环空；
在所述上密封筒内固定有通信控制模块、电机和减速器，所述通信控制模块通过电缆与地面控制器连接，所述电缆与所述上接头和所述下接头分别连接，所述通信控制模块与所述电机电连接，所述减速器由所述电机驱动；
所述中间接头的下端外部与下密封筒的上端内部连接，所述下密封筒的下端内部与所述下接头的上端外部连接，在所述中间接头、所述下密封筒和所述下中心管形成下密封环空；
所述中间接头的侧壁内设有环形洗井通道，所述环形洗井通道的下端与所述下密封筒连通，所述下密封筒下部设有洗井通道出口，所述中间接头的外壁上设有与所述环形洗井通道相通的洗井通道入口，在所述环形洗井通道内设有与所述洗井通道入口适配的反洗阀，所述反洗阀通过螺旋传动机构与所述减速器连接；
在所述下密封筒上从上至下依次连接有上胶筒座、胶筒、隔环和下封头。
4.根据权利要求3所述的注水井用可电动洗井插入密封，其特征在于，在所述中间接头上分别设有洗井通道入口压力计和洗井通道出口压力计，所述洗井通道入口压力计和所述洗井通道出口压力计将压力信号传输至所述电子通信控制模块，所述电子通信控制模块根据洗井通道入口压力和洗井通道出口压力的差值检验封隔器的密封性和判断反洗阀是否完全归位。
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