CN104453860A - 一种注水井封隔器的验封方法及装置 - Google Patents

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王守舵
叶志清
谢泰平
胡腾
李建军
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06—Measuring temperature or pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/128—Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure

Abstract

本发明公开了一种注水井封隔器的验封方法及装置。该方法中用于胀封的皮碗通过轴向挤压或轴向拉伸，迫使皮碗发生直径扩张变形或直径收缩变形，以实现注水井封隔器的胀封和泄压操作，从而完成注水井封隔器的验封工作。本发明通过挤压使皮碗外径增大实现胀封作用，皮碗胀封后通过两个压力传感器分别测量皮碗上侧的油管内注水压力和皮碗下侧的地层吸水压力，实现注水井封隔器的验封。因此可以随时对注水井封隔器进行验封，验封之后还可随时进行泄压。因此，很好的解决了现有技术胀封不可控，操作不直观、数据不实时、工作效率低的问题。由于皮碗的胀封和收缩控制自如，因此也很好的解决了皮碗胀封后无法收缩而出现的卡井事故，消除了安全隐患。

Description

一种注水井封隔器的验封方法及装置
技术领域
本发明涉及一种注水井封隔器的验封方法及装置，属于井下封隔器的验封技术领域。
背景技术
封隔器是油水井分采分注管柱的重要组成部分，主要功能是实现地层之间的密封隔离。封隔器一旦失效，会导致地层之间“窜水”，注采效率会大幅降低。为保证注水井分层注水量的准确性和有效性，油田需要定期开展注水井封隔器的验封工作。
现有的验封技术主要有以下两种：一种是存储式机械密封段验封技术。即仪器采用电池供电，按预设的时间表时序工作；密封段皮碗靠机械凸轮开关触发胀封，并以一定速度冲入配水器后实现胀封；上提仪器，拉开泄压阀，减小皮碗两侧压差，以迫使皮碗弹性收回，实现泄压。另一种是双通道堵塞式压力计验封技术。即在配水器中投入双通道堵塞式压力计，压力计上有两个压力探头，分别监测油管内注水压力和地层吸水压力。待压力计工作一段时间后，捞出仪器回放数据，根据两条压力曲线形状判定封隔器状况。
上述两种验封技术均存在操作不直观、数据不实时、工作效率低、胀封不可控、易卡井、有安全隐患等问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种注水井封隔器的验封方法及装置，以解决操作不直观、数据不实时、工作效率低、胀封不可控、易卡井、有安全隐患等问题，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案：
本发明的一种注水井封隔器的验封方法为，该方法中将用于胀封的皮碗通过轴向挤压或轴向拉伸，迫使皮碗发生直径扩张变形或直径收缩变形，以实现注水井封隔器的胀封和泄压操作，从而完成注水井封隔器的验封工作。
前述验封方法中，所述皮碗的轴向挤压或轴向拉伸通过电机带动的螺纹副实现；在电机带动传动螺杆时，传动螺杆受支承密封机构的限制只能旋转不能轴向移动，而螺纹副中的传动螺母由于与滑动皮碗套连接，受滑动皮碗套的限制不能旋转而只能沿传动螺杆轴向移动并通过滑动皮碗套实现对皮碗的轴向挤压或轴向拉伸。
前述验封方法中，所述皮碗在滑动皮碗套的轴向挤压下胀开时，皮碗两侧的压力分别为油管内注水压力和地层吸水压力，通过设在装置上的压力传感器测得皮碗两侧的压力实现验封目的。
前述验封方法中，所述皮碗一侧的油管内注水压力由设在同侧的油管内注水压力传感器监测；皮碗另一侧的地层吸水压力经引压管引至位于油管内注水压力传感器同侧的地层吸水压力传感器。
前述验封方法中，所述验封结束后，电机带动传动螺杆反向转动，通过传动螺母和滑动皮碗套轴向拉伸皮碗，使皮碗拉平收缩，实现泄压以保持皮碗两侧压力平衡。
用于上述方法的本发明的一种注水井封隔器的验封装置为，该装置包括密封段本体，密封段本体上端与安装头连接，安装头下方的密封段本体上设有起胀封作用的皮碗，皮碗下端与固定皮碗套连接，皮碗上端与滑动皮碗套连接；滑动皮碗套上端与传动螺母连接，传动螺母与传动螺杆连接，传动螺杆与传动轴连接。
前述装置中，所述安装头上设有油管压力传感器和地层压力传感器，地层压力传感器经引压管和密封段本体上的通孔与设在固定皮碗套上的引压孔连接。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明通过挤压使皮碗外径增大实现胀封作用，皮碗胀封后通过两个压力传感器分别测量皮碗上侧的油管内注水压力和皮碗下侧的地层吸水压力，实现注水井封隔器的验封。通过拉伸使皮碗外径收缩，实现泄压以保持皮碗两侧压力平衡。挤压和拉伸是通过电机带动传动螺杆上的传动螺母的直线移动实现的，因此可以随时对注水井封隔器进行验封，验封之后还可随时进行泄压。因此，很好的解决了现有技术胀封不可控，操作不直观、数据不实时、工作效率低的问题。由于皮碗的胀封和收缩控制自如，因此也很好的解决了皮碗胀封后无法收缩而出现的卡井事故，消除了安全隐患。
附图说明
图1是本发明所用装置的结构示意图。
附图中的标记为：1-皮碗，2-滑动皮碗套，3-引压管，4-地层压力传感器，5-安装头，6-传动轴，7-油管压力传感器，8-传动螺母，9-传动螺杆，10-密封段本体，11-通孔，12-引压孔，13-固定皮碗套。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种注水井封隔器的验封方法为，如图1所示：该方法中用于胀封的皮碗一端固定，另一端与滑动皮碗套连接，滑动皮碗套与构成螺纹副的传动螺母连接，当电机带动传动螺杆转动时，通过传动螺母和滑动皮碗套推动或拉动皮碗，可随时控制皮碗胀开或收缩；皮碗胀开时，皮碗两侧的压力分别为油管内注水压力和地层吸水压力，通过设在装置上的压力传感器测得皮碗两侧的压力实现验封目的。皮碗一侧的油管内注水压力由设在同侧的油管内注水压力传感器监测；皮碗另一侧的地层吸水压力经引压管引至位于油管内注水压力传感器同侧的地层吸水压力传感器。验封结束后，电机带动传动螺杆反向转动，通过传动螺母和滑动皮碗套拉动皮碗，使皮碗拉平收缩，实现泄压以保持皮碗两侧压力平衡。
用于上述方法的本发明的一种注水井封隔器的验封装置的结构示意图如图1所示：该装置包括密封段本体10，密封段本体10上端与安装头5连接，安装头5下方的密封段本体10上设有起胀封作用的皮碗1，皮碗1下端与固定皮碗套13连接，皮碗1上端与滑动皮碗套2连接；滑动皮碗套2上端与传动螺母8连接，传动螺母8与传动螺杆9连接，传动螺杆9与传动轴6连接。安装头5上设有油管压力传感器7和地层压力传感器4，地层压力传感器4经引压管3和密封段本体10上的通孔11与设在固定皮碗套13上的引压孔12连接。
实施例
本发明的注水井封隔器的验封装置由皮碗1、滑动皮碗套2、固定皮碗套13、引压管3、地层压力传感器4、安装头5、传动轴6、油管压力传感器7、传动螺母8、传动螺杆9和密封段本体10等组成。皮碗1下端与固定皮碗套13连接，皮碗1上端与滑动皮碗套2连接，滑动皮碗套2与传动螺母8通过螺钉连接，固定皮碗套13与密封段本体10固联。传动螺杆9上端与传动轴6采用滑键配合，可传递电机输出的扭矩。传动螺杆9下端设有支承密封机构，防止传动螺杆9轴向窜动。传动螺母8与传动螺杆9配合。当电机带动传动轴6转动时，传动螺母8可沿传动螺杆9轴线作直线运动，从而带动滑动皮碗套2挤压或拉伸皮碗1变形。当皮碗1在挤压下鼓胀到一定程度后，与配水器内孔形成密封，从而隔离皮碗1两侧的压力。安装头5上安装有两个压力传感器。地层压力传感器4通过引压管3内孔，感受皮碗1下侧地层压力。油管压力传感器7直接感受皮碗1上侧油管压力。地面计算机实时显示井下测试数据，可直观判断封隔器密封情况。控制电机反转，滑动皮碗套2向上移动拉伸皮碗1，实现泄压，皮碗1两侧压力平衡。

Claims (7)

1. 一种注水井封隔器的验封方法，其特征在于：将用于胀封的皮碗通过轴向挤压或轴向拉伸的方式，迫使皮碗发生直径扩张变形或直径收缩变形，以实现注水井封隔器的胀封和泄压操作，从而完成注水井封隔器的验封工作。
2.根据权利要求1所述注水井封隔器的验封方法，其特征在于：所述皮碗的轴向挤压或轴向拉伸通过电机带动的螺纹副实现；在电机带动传动螺杆时，传动螺杆受支承密封机构的限制只能旋转不能轴向移动，而螺纹副中的传动螺母由于与滑动皮碗套连接，受滑动皮碗套的限制不能旋转而只能沿传动螺杆轴向移动并通过滑动皮碗套实现对皮碗的轴向挤压或轴向拉伸。
3.根据权利要求2所述注水井封隔器的验封方法，其特征在于：所述皮碗在滑动皮碗套的轴向挤压下胀开时，皮碗两侧的压力分别为油管内注水压力和地层吸水压力，通过设在装置上的压力传感器测得皮碗两侧的压力实现验封目的。
4.根据权利要求3所述注水井封隔器的验封方法，其特征在于：所述皮碗一侧的油管内注水压力由设在同侧的油管内注水压力传感器监测；皮碗另一侧的地层吸水压力经引压管引至位于油管内注水压力传感器同侧的地层吸水压力传感器。
5.根据权利要求4所述注水井封隔器的验封方法，其特征在于：所述验封结束后，电机带动传动螺杆反向转动，通过传动螺母和滑动皮碗套轴向拉伸皮碗，使皮碗拉平收缩，实现泄压以保持皮碗两侧压力平衡。
6.一种用于权利要求1～5任一权利要求所述方法的注水井封隔器的验封装置，包括密封段本体（10），其特征在于：密封段本体（10）上端与安装头（5）连接，安装头（5）下方的密封段本体（10）上设有起胀封作用的皮碗（1），皮碗（1）下端与固定皮碗套（13）连接，皮碗（1）上端与滑动皮碗套（2）连接；滑动皮碗套（2）上端与传动螺母（8）连接，传动螺母（8）与传动螺杆（9）连接，传动螺杆（9）与传动轴（6）连接。
7.根据权利要求6所述注水井封隔器的验封装置，其特征在于：所述安装头（5）上设有油管压力传感器（7）和地层压力传感器（4），地层压力传感器（4）经引压管（3）和密封段本体（10）上的通孔（11）与设在固定皮碗套（13）上的引压孔（12）连接。
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