CN103670349A - 桥式同心智能测调分注装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥式同心智能测调分注装置，包括：试井车（3）、电缆（4）、油管（8）、同心电动测调仪（10）和桥式集成同心配水器（11），试井车（3）设置井外地面上，油管（8）设置在井内，同心电动测调仪（10）设置在油管（8）内，桥式集成同心配水器（11）设置在油管（8）上；电缆（4）连接试井车（3）和同心电动测调仪（10），同心电动测调仪（10）可在电缆（4）的驱动下在油管（8）和桥式集成同心配水器（11）内移动。还提供了一种桥式同心智能测调分注方法，属于油气井注水技术领域。本发明通过采用水嘴和配水器一体化同心结构设计，测调仪和配水器同心对接测调，解决大斜度井、深井和采出水回注井分层注水和测试调配难题。

Description

桥式同心智能测调分注装置及工艺

技术领域

本发明涉及油气井注水技术领域，特别涉及一种桥式同心智能测调分注装置，以及一种桥式同心智能测调分注方法。

背景技术

机电式同心分注装置是用于对油气井进行注水操作的设备。随着油田开发的深入，大斜度井、深井和采出水回注井逐年增多，目前这些分注井主要采用桥式偏心和常规偏心分注工艺技术。这两种分注工艺都是在配水器侧向偏心孔内安装带有固定水嘴的堵塞器或可调式堵塞器实现注水，测试调配时采用钢丝或电缆作业。钢丝作业时需要反复投捞更换固定水嘴，工作量大，投捞仪器侧向定位对接成功率低，同时，水嘴大小具有非连续性，调配精度差；电缆作业时，测调仪调节臂和可调水嘴对接侧向动力传递结构复杂，动力传递效率低，调节臂张开回收可靠性差，对接成功率低，并且可调水嘴结构复杂、调节行程短、调节空间小、精度差、易堵塞。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：无论是采用钢丝还是电缆测调，均需要采用偏心作业，需要精细的机械式导向、定位、对接来实现投捞测试，同时受井斜、井深、采出水水质复杂、配水器导向机构和测调仪器加工精度等因素的影响，在大斜度井、深井和采出水回注井上应用时存在测调成功率低、效率低、作业风险大等问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种桥式同心智能测调分注装置，采用水嘴和配水器一体化同心结构设计，机电结合式同步测试调配工艺，测调仪和配水器同心对接测调，解决大斜度井、深井和采出水回注井分层注水和测试调配难题，提升精细分层注水工艺技术水平；本发明还提供了一种桥式同心智能测调分注方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种桥式同心智能测调分注装置，所述装置包括：试井车、电缆、油管、同心电动测调仪和桥式集成同心配水器，所述试井车设置在井外地面上，所述油管设置在井内，所述同心电动测调仪设置在所述油管内，所述桥式集成同心配水器设置在所述油管上；所述电缆的第一端盘绕在所述试井车上，所述电缆的第二端与所述同心电动测调仪连接，所述同心电动测调仪可在所述电缆的驱动下在所述油管和所述桥式集成同心配水器内移动。

进一步地，所述装置还包括套管、套管保护封隔器和斜井封隔器，所述套管设置在所述油管的外周，所述油管通过所述套管保护封隔器和所述斜井封隔器固定于所述套管内。

进一步地，所述装置还包括防喷管和注水井口，所述注水井口安装在所述油管的第一端上，所述防喷管安装在所述注水井口上。

进一步地，所述装置还包括预置工作筒、单流阀、筛管和丝堵，所述丝堵、所述筛管、所述单流阀和所述预置工作筒自所述油管的第二端依次设置在所述油管上。

进一步地，所述桥式集成同心配水器包括上接头、连接筒、主体、同心活动筒和下接头；所述连接筒的第一端与所述上接头连接，所述主体设置在所述连接筒内，所述主体的第一端伸入到所述上接头内，所述主体的第二端与下接头连接；所述同心活动筒设置在所述主体的第二端内部，所述同心活动筒与所述主体之间设置有活动水嘴和固定水嘴。

进一步地，所述活动水嘴设置在所述同心活动筒的下端面外侧，所述活动水嘴和所述同心活动筒固定连接。

进一步地，所述主体内设置有调节孔，所述主体的第一端上设置有定位台阶、过流槽和防转卡槽；所述主体的第二端设置有注水孔和扇形通孔。

进一步地，所述同心电动测调仪包括动力传递机构，所述动力传递机构由电机、联轴器、推力轴承、传动轴组成，所述动力传递机构驱动所述同心电动测调仪的调节锥体转动，所述调节锥体带动所述同心活动筒转动。

进一步地，所述同心电动测调仪还包括锁紧环、调节爪和弹簧，所述调节爪通过锁紧环锁紧在所述调节锥体上，所述弹簧设置在所述调节爪和所述调节锥体之间。

另一方面，提供了一种桥式同心智能测调分注方法，使用上述的分注装置，具体步骤为：

S1，在待注水的油气井内安装好机电式同心分注装置，开启试井车，通过电缆带动同心电动测调仪打开桥式集成同心配水器的水嘴，准备对油气井进行注水；

S2，将所述同心电动测调仪放置到最下一级的所述桥式集成同心配水器处，所述同心电动测调仪进行流量、压力和温度测量并反馈给控制系统，所述控制系统判断是否需要注水以及进行配水调节，依此逐级对各所述桥式集成同心配水器所在地层进行测试调配；

S3，各注水层段全部调节完毕后，收回所述同心电动测调仪，拆除防喷管，拧紧测试阀门，实现正常注水。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1、采用水嘴和配水器一体化同心结构设计，水嘴关死后满足封隔器坐封需要，无需投捞作业，克服了以往工艺反复投捞作业带来的测试调配成功率和效率低的问题。

2、测试调配全程采用电缆携带同心电动井下测调仪进行作业，测调结果同时在地面数据采集处理系统显示，实现了机电结合式同步测试调配，提高了测调成功率及效率。

3、同心电动井下测调仪在桥式集成同心配水器中心通道内实现与桥式集成同心配水器同心定位对接测调，解决大斜度井、深井和采出水回注井分层注水和测试调配难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的分注装置装配结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的分注装置的桥式集成同心配水器结构示意图；

图3是图2中A-A处剖面示意图；

图4是图2中B-B处剖面示意图；

图5是本发明实施例一提供的分注装置的同心电动测调仪结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种桥式同心智能测调分注装置，用于大斜度井、深井和采出水回注井分层注水和测试调配作业，参见图1，该机电式同心分注装置包括：试井车3、电缆4、油管8、同心电动测调仪10和桥式集成同心配水器11。其中，试井车3设置在待注水井的井外地面上，油管8设置在待注水井内，油管8的第一端伸出到待注水井的井口以上，同心电动测调仪10设置在油管8内，并且同心电动测调仪10可操作地在油管8内移动，桥式集成同心配水器11设置在油管8上，即油管8是由多段油管构成的，桥式集成同心配水器11的两端分别与油管8连接。电缆4的第一端盘绕在试井车3的电缆滚筒上，电缆4的第二端与同心电动测调仪10连接，同心电动测调仪10可在电缆4的驱动下在油管8和桥式集成同心配水器11内移动。当同心电动测调仪10移动到不同层级的桥式集成同心配水器11处时可以测量出该处的地层数据，数据被传送到控制中心后能够判断出是否需要注水并且计算出注水量，这样控制中心指令同心电动测调仪10打开桥式集成同心配水器11的注水机构，对油气井进行注水操作。优选地，在待注水井的井外地面上还设置有数据采集处理系统1和地面控制系统2，数据采集处理系统1与地面控制系统2通过数据线连接，地面控制系统2与试井车3以及电缆4连接，数据采集处理系统1接收来自同心电动测调仪10数据并作出处理并反馈给地面控制系统2，地面控制系统2向该机电式同心分注装置的执行机构发出相应的执行指令。优选地，在油管8上设置有多个桥式集成同心配水器11，桥式集成同心配水器11的数目以及彼此之间的间距可以根据实际需要和地层结构特点确定。

优选地，该分注装置还包括套管7、套管保护封隔器9和斜井封隔器12，套管7设置在待注水井内，并且套管7设置在油管8的外周，油管8通过套管保护封隔器9和斜井封隔器12固定于套管7内。该机电式同心分注装置还包括防喷管5和注水井口6，注水井口6安装在油管8的第一端的伸出待注水井井口的端口上，防喷管5安装在注水井口6上。电缆4以及同心电动测调仪10通过防喷管5和注水井口6深入到油管8以及桥式集成同心配水器11内。

该分注装置还包括预置工作筒13、单流阀14、筛管15和丝堵16，丝堵16、筛管15、单流阀14和预置工作筒13自油管8的第二端依次设置在油管8上。即丝堵16设置在油管8的第二端端头上，用于防止待注水井内的粗颗粒杂质进入到油管8内；筛管15、单流阀14和预置工作筒13依次设置在油管8上，即油管8是由多根油管组成的，筛管15通过一段油管与丝堵16连接，单流阀14通过一段油管与筛管15连接，预置工作筒13通过一段油管与单流阀14连接，预置工作筒13通过一段油管与桥式集成同心配水器11接。

结合参见图2、图3和图4，桥式集成同心配水器11包括上接头17、连接筒18、主体19、同心活动筒21和下接头28。其中，连接筒18的第一端与上接头17连接，上接头17的另一端用于与油管8连接；主体19设置在连接筒18内，主体19的第一端伸入到上接头17内，主体19的第二端与下接头28连接，同时，主体19的第二端与下接头28连接处的上部与连接筒18的第二端连接。具体地，连接筒18的第一端与上接头17通过螺纹连接，主体19的第二端与下接头28通过螺纹连接，主体19在与下接头28连接处的上部与连接筒18的第二端通过螺纹连接。主体19与下接头28的连接面之间设置有O型密封圈25，O型密封圈25的设置能够防止液体通过该连接处向外泄露。

同心活动筒21设置在主体19的第二端内部，同心活动筒21与主体19之间设置有活动水嘴22和固定水嘴23，在同心活动筒21的下端紧靠着设置有固定座26。活动水嘴22设置在同心活动筒21的下端面外侧，活动水嘴22和同心活动筒21固定连接。固定水嘴23紧靠着活动水嘴22的外壁面设置，并且固定水嘴23通过固定水嘴套24固定于主体19上。固定座26与主体19的接触面之间设置有O型密封圈25。固定座26的端部设置有过流孔27.

主体19内设置有调节孔20，主体19的第一端上设置有定位台阶30、过流槽29和防转卡槽31；主体19的第二端设置有注水孔32和扇形通孔33。

参见图5，同心电动井下测调仪10由上接头34、流量信号处理短节35、上进水测量管36、流量计37、下进水测量管38、扶正器39、压力传感器40、护套41、磁定位器42、单片机控制单元43、隔离电感44、温度传感器45、电机46、联轴器47、推力轴承48、定位架体49、传动轴50、第二O型密封圈51、销轴52、定位爪53、防转体54、防转爪55、锁紧环56、调节爪57、弹簧58、调节锥体59构成。上接头34将流量信号处理短节35封装于流量计37内，流量计37中部外侧与连接扶正器39连接，流量计37下端与护套41上端连接，护套41内从上到下依次连接压力传感器40、磁定位器42、单片机控制单元43、隔离电感44、温度传感器45、电机46、联轴器47、推力轴承48、传动轴50，护套41下端与定位架体49上端连接，定位架体49下端与防转体54上端连接，防转体54下端与调节锥体59连接。具体地，同心电动测调仪10包括动力传递机构，该动力传递机构由电机46、联轴器47、推力轴承48、传动轴50组成，动力传递机构驱动同心电动测调仪10的调节锥体59转动，调节锥体59带动同心活动筒21转动。该同心电动测调仪10还包括锁紧环56、调节爪57和弹簧58，调节爪57通过锁紧环56锁紧在调节锥体59上，弹簧58设置在调节爪57和调节锥体59之间。

实施例二

本实施例提供一种桥式同心智能测调分注方法，使用实施例一所述的分注装置，具体步骤为：

S1，在待注水的油气井内安装好分注装置，开启试井车3，通过电缆4带动同心电动测调仪10打开桥式集成同心配水器11的水嘴，准备对油气井进行注水。具体地，安装该分注装置时，将连接好的机电式同心分注工艺管柱下入套管7内分注层段预定位置；油管内打液压，套管保护封隔器9和斜井封隔器12实现有效坐封；电缆携带同心电动井下测调仪10打开桥式集成同心配水器11水嘴，注入水从上接头17进入，在主体19定位端端面，一部分水进入主体19中心通道，沿同心活动筒21、活动水嘴22、固定水嘴23、注水孔32流出配水器进入储层，另一部分注入水从过流槽29流入扇形通孔33，从过流孔27流出流向下一级配水器。试注7天后对各配水器进行测试调配；井口安装防喷管5，电缆4绕过天滑轮携带同心电动井下测调仪10通过防喷管下入油管8内。

S2，将同心电动测调仪10放置到最下一级的桥式集成同心配水器11处，同心电动测调仪10进行流量、压力和温度测量并反馈给控制系统，控制系统判断是否需要注水以及进行配水调节，依此逐级对各桥式集成同心配水器11所在地层进行测试调配。具体地，同心电动井下测调仪10磁定位器42能够准确监测下放位置，同心电动井下测调仪10下放至第二级待调节层位桥式集成同心配水器11上方10～15米左右处，地面控制器2发送打开定位爪53指令；同心电动井下测调仪10开始进行流量、压力、温度测量，将测量结果通过电缆4上传至数据采集处理系统1，如果测试流量和配注量一致，直接上提同心电动井下测调仪10至第一级桥式集成同心配水器11，否则，继续下放同心电动井下测调仪10，在扶正器38的作用下，定位爪53定位于桥式集成同心配水器11定位台阶30上，防转爪55卡于防转卡槽31内，调节锥体59和调节爪57进入桥式集成同心配水器11中心通道，调节爪57卡于同心活动筒21调节孔20内，可以对该层进行配水调节操作；地面控制器2根据数据采集处理系统1显示的实测注水量的大小，向单片机控制单元43发送调节指令，单片机控制单元43根据地面控制器2指令，控制电机46的正转和反转，从而带动联轴器47、推力轴承48、传动轴50和调节锥体59转动，调节锥体59上面的调节爪57带动桥式集成同心配水器11的同心活动筒21和活动水嘴22转动，实现水量大小的调节。配水增大对应电机46正转，配水减小对应电机反转。水量调节完成后，直接上提同心电动井下测调仪10至上一层桥式集成同心配水器10进行测试调配。调试过程中若需要重新对下层进行测调，可将定位爪53收回，同心电动井下测调仪10下到位置后再次打开定位爪53进行测调。

S3，各注水层段全部调节完毕后，收回同心电动测调仪10，拆除防喷管5，拧紧测试阀门，实现正常注水。具体地，所有注水层段全部调节完毕后，收回同心电动测调仪10定位爪53，试井车3将电缆4回收缠绕在滚筒上的同时提出同心电动井下测调仪10，拆卸防喷管5，拧紧测试阀门，实现正常注水。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述装置包括：试井车（3）、电缆（4）、油管（8）、同心电动测调仪（10）和桥式集成同心配水器（11），

所述试井车（3）设置在井外地面上，所述油管（8）设置在井内，所述同心电动测调仪（10）设置在所述油管（8）内，所述桥式集成同心配水器（11）设置在所述油管（8）上；

所述电缆（4）的第一端盘绕在所述试井车（3）上，所述电缆（4）的第二端与所述同心电动测调仪（10）连接，所述同心电动测调仪（10）可在所述电缆（4）的驱动下在所述油管（8）和所述桥式集成同心配水器（11）内移动。

2.根据权利要求1所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述装置还包括套管（7）、套管保护封隔器（9）和斜井封隔器（12），所述套管（7）设置在所述油管（8）的外周，所述油管（8）通过所述套管保护封隔器（9）和所述斜井封隔器（12）固定于所述套管（7）内。

3.根据权利要求2所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述装置还包括防喷管（5）和注水井口（6），所述注水井口（6）安装在所述油管（8）的第一端上，所述防喷管（5）安装在所述注水井口（6）上。

4.根据权利要求1所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述装置还包括预置工作筒（13）、单流阀（14）、筛管（15）和丝堵（16），所述丝堵（16）、所述筛管（15）、所述单流阀（14）和所述预置工作筒（13）自所述油管（8）的第二端依次设置在所述油管（8）上。

5.根据权利要求1所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述桥式集成同心配水器（11）包括上接头（17）、连接筒（18）、主体（19）、同心活动筒（21）和下接头（28）；

所述连接筒（18）的第一端与所述上接头（17）连接，所述主体（19）设置在所述连接筒（18）内，所述主体（19）的第一端伸入到所述上接头（17）内，所述主体（19）的第二端与下接头（28）连接；

所述同心活动筒（21）设置在所述主体（19）的第二端内部，所述同心活动筒（21）与所述主体（19）之间设置有活动水嘴（22）和固定水嘴（23）。

6.根据权利要求5所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述活动水嘴（22）设置在所述同心活动筒（21）的下端面外侧，所述活动水嘴（22）和所述同心活动筒（21）固定连接。

7.根据权利要求6所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述主体（19）内设置有调节孔（20），所述主体（19）的第一端上设置有定位台阶（30）、过流槽（29）和防转卡槽（31）；

所述主体（19）的第二端设置有注水孔（32）和扇形通孔（33）。

8.根据权利要求7所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述同心电动测调仪（10）包括动力传递机构，所述动力传递机构由电机（46）、联轴器（47）、推力轴承（48）、传动轴（50）组成，所述动力传递机构驱动所述同心电动测调仪（10）的调节锥体（59）转动，所述调节锥体（59）带动所述同心活动筒（21）转动。

9.根据权利要求8所述的桥式同心智能测调分注装置，其特征在于，所述同心电动测调仪（10）还包括锁紧环（56）、调节爪（57）和弹簧（58），所述调节爪（57）通过锁紧环（56）锁紧在所述调节锥体（59）上，所述弹簧（58）设置在所述调节爪（57）和所述调节锥体（59）之间。

10.一种桥式同心智能测调分注方法，使用如权利要求1至9中任一项所述的分注装置，其特征在于，具体步骤为：

S1，在待注水的油气井内安装好分注装置，开启试井车（3），通过电缆（4）带动同心电动测调仪（10）打开桥式集成同心配水器（11）的水嘴，准备对油气井进行注水；

S2，将所述同心电动测调仪（10）放置到最下一级的所述桥式集成同心配水器（11）处，所述同心电动测调仪（10）进行流量、压力和温度测量并反馈给控制系统，所述控制系统判断是否需要注水以及进行配水调节，依此逐级对各所述桥式集成同心配水器（11）所在地层进行测试调配；

S3，各注水层段全部调节完毕后，收回所述同心电动测调仪（10），拆除防喷管（5），拧紧测试阀门，实现正常注水。

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