CN104514540B - 桥式偏心分注的电动验封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种桥式偏心分注管柱的电动验封方法，该方法主要包括以下步骤：现场组配电动验封地面系统及电动验封仪；关闭井口注水阀门，利用电缆将电动验封仪通过防喷管下入桥式偏心分注井筒中，直至验封目标层上方；地面控制器发送指令张开定位爪，并缓慢下放电动验封仪，实现与桥式偏心配水器对接；地面控制器发送坐封指令使密封段坐封在桥式偏心配水器中心通道内；井口不断进行“开‑关‑开”变换使注水压力发生变化；通过观察地面控制器监测的上、下压力计测得的油管内注水压力和注水层段地层压力的变化情况确定封隔器密封情况。本发明方法主要用于桥式偏心分注管柱配套封隔器的验封，一次下井能逐层验证各封隔器的密封性。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于石油工业分层注水用桥式偏心分注的电动验封方法。
背景技术
目前，各油田在多油层油藏分层注水开发过程中，普遍使用桥式偏心分注管柱。桥式偏心分注管柱主要包括封隔器、桥式偏心配水器、水井双向锚、双球座、筛管、丝堵等，其中封隔器是油田注水井中分注管柱配套的重要工具，主要用来分隔不同的注水层段以满足各层段的不同配注需求，如果封隔器密封不严会导致分注层段不能正常配水、测试资料失真、分注有效期短，严重影响油田注水开发效果，因此检验分注管柱配套封隔器的密封性能显得极为重要。目前国内桥式偏心分注管柱配套的验封技术主要为机械式验封，应用中存在以下主要问题：
一是采用钢丝起下作业，验封时密封段上下压差较大，而密封段上下又难以泄压，上提解封时钢丝负荷大，极易出现钢丝被拉断等严重事故，且密封段皮碗也极易拉翻、破损或脱落，很难保证坐封可靠性，影响验封一次成功率。
二是验封仪密封段是依靠上部仪器的重力和水柱压力的联合作用坐封在桥式偏心配水器工作筒中心通道内，坐封成功率低，密封可靠性差，且安全风险大。
三是验封仪安装的压力计为存储式压力计，井下所测得的验封数据不能实时直读，验封完成后需进行地面数据回放才能判断封隔器的密封性，造成数据准确度低，工作效率不高。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种桥式偏心分注的电动验封方法，实现验封仪密封段电动坐封、验封和解封，有效避免验封仪卡、掉和密封段破损、脱落等井下事故的风险，提高验封成功率和数据精确性。
为解决上述技术问题，本发明桥式偏心分注的电动验封方法，包括以下步骤：
第一步，组配电动验封地面系统及电动验封仪，电动验封地面系统包括地面配套车载测调系统1、地面控制器2、电缆滚筒3、电缆4和电缆接头5，地面控制器2和电缆滚筒3安装在车载测调系统1上，电缆4分别与地面控制器2和电缆接头5连接，电动验封仪由上接头6、磁定位7、控制系统8、电机9、传动丝杠10、上压力计11、皮碗12、下压力计13、传动丝杠14、定位爪15和密封段16组成，电缆接头5和上接头6连接；
第二步，下入电动验封仪，关闭注水井井口注水阀门，在井口安装防喷管，使用电缆滚筒3利用电缆4将电动验封仪通过防喷管下入桥式偏心分注井筒中，地面控制器2通过磁定位7实时监测电动验封仪，直至电动验封仪下到验封目标层上方；
第三步，打开定位爪15，地面控制器2发送动作指令使电动验封仪内控制系统8驱动电机9正转，带动传动丝杠14张开电动验封仪下部的定位爪15，地面控制器2实时监测并显示定位爪15的状态；
第四步，实现电动验封仪和桥式偏心配水器对接，缓慢下放电动验封仪，定位爪15与桥式偏心配水器的定位槽对接，实现电动验封仪密封段16在桥式偏心配水器工作筒中心通道内精确定位，地面控制器2实时监测过程；
第五步，坐封电动验封仪，地面控制器2发送坐封指令，通过电缆4使电动验封仪内控制系统8工作驱使电机9正转，带动传动丝杠10压缩并撑开密封段16处的皮碗12，从而使电动验封仪密封段16坐封在桥式偏心配水器中心通道内“Γ”型桥式通道的进水口上侧，分注管柱下部形成一个密闭空间；
第六步，调控注水压力，打开注水井井口注水阀门，并不断进行“开-关-开”工作制度变换使注水压力发生变化，密封段16上侧的上压力计11和下侧的压力计8分别测得的连续压力变化通过电缆4实时传输到地面控制器2中并显示出来；
第七步：分析验封数据，确定验封结果，观察密封段16上侧的上压力计11测得的油管内注水压力与密封段16下侧的下压力计13测得的注水层段地层压力的变化情况确定分注管柱配套封隔器验封结果；
第八步，解封电动验封仪，该注水层段封隔器验封完成后，关闭井口注水阀门，地面控制器2通过电缆4发送解封指令，使电动验封仪内控制系统8工作驱使电机9反转，带动传动丝杠10拉伸并缩回密封段16处的皮碗12，解封完成后地面控制器2进行显示；
第九步，收回定位爪15，提出电动验封仪，地面控制器2发送动作指令使电动验封仪内控制系统8驱动电机9反转，带动传动丝杠14收回电动验封仪下部张开的定位爪15，地面控制器2实时监测并显示定位爪15的收回动作直至结束。
上述方法重复第三步至第七步能进行逐层验证不同分注层段封隔器的密封性。
与现在技术方案相比，本发明桥式偏心分注的电动验封方法有以下优点：
1.地面控制器通过电缆控制及实时监测、显示电动验封仪与桥式偏心配水器对接定位以及在桥式偏心配水器中心通道内的坐封、验封和解封，降低了验封仪卡掉、钢丝拉断以及密封段皮碗破损、脱落等井下事故的风险，提高了验封一次成功率。
2.地面控制器能够直读、显示与实时监测各分注层段封隔器的验封数据和电动验封仪各个动作，保证了验封数据精确度、可靠性以及验封成功率，现场资料录取更加真实、方便、高效，避免了机械式验封数据需地面回放、数据分析、下井复测、工作强度大等弊端。
3.利用电缆进行电动坐封、验封和解封，不受顺序先后限制，可以验封任一层段封隔器的密封性能，实现一趟下井逐层验证不同分注层段封隔器的密封性，避免桥式偏心分注管柱验封时需钢丝频繁起下作业，工作效率得到显著提高，并降低了工人劳动强度。
4.增加磁定位功能，能实时监测和显示电动验封仪在井筒内的下入位置，实现电动验封仪在桥式偏心分注管柱中的精准定位。
附图说明
图1为电动验封地面系统结构示意图；
图2为电动验封仪结构示意图；
图3为本发明验封时测得的压力变化曲线图（以三级四段为例）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
本发明桥式偏心分注的电动验封方法可以实现验封仪密封段电动坐封、验封和解封，有效减少作业时出现验封仪卡、掉和密封段破损、脱落等井下事故的风险，避免钢丝频繁起下作业，一次下井即可逐层验证不同分注层段封隔器的密封性，且验封数据能够地面直读和实时监测，保证了验封数据精确性，同时增加磁定位功能，实现验封仪精准定位。
本发明电动验封方法包括：1.电动验封地面系统；2.电动验封仪，其中：
电动验封地面系统包括：车载测调系统1、地面控制器2、电缆滚筒3、电缆4、电缆接头5等，其中车载测调系统1用于装载电动验封设备、人员、物品等；地面控制器2用于实时监测、显示、控制电动验封仪及验封数据输出等；电缆滚筒3主要用于电缆4的布放；电缆4主要用于电动验封仪起下作业及各种数据信号和电流传输等；电缆接头5用于连接电缆4和电动验封仪上接头6，如图1所示。
电动验封仪包括：上接头6、磁定位7、控制系统8、电机9、传动丝杠10、上压力计11、皮碗12、下压力计13、传动丝杠14、定位爪15和一个密封段16，其中上接头6连接电缆接头5等主要结构。密封段16上侧安装有上压力计11，下侧安装有下压力计13，能够分别感应并向地面控制器2传送测得的密封段16上下不同的压力连续变化值，其中密封段16上侧的上压力计11反映油管内注水压力变化，密封段16下侧的下压力计13反映各注水层段的地层压力变化；电动验封仪密封段16下部设计定位爪15，通过控制系统8能够使电机9带动传动丝杠14正转张开定位爪15，张开后能够和桥式偏心配水器结构中的定位槽对接，实现电动验封仪在桥式偏心配水器工作筒的固定，验封完成后通过控制系统8能够使电机9带动传动丝杠14反转收回定位爪15；通过控制系统8能够使电机9带动传动丝杠10向下移动挤压密封段16处的皮碗12，从而实现密封段16在桥式偏心配水器中心通道内坐封，其中电动验封仪在桥式偏心配水器中心通道内座封成功后必须保证密封段16坐封位置在桥式偏心配水器内“Γ”型桥式通道的进水口上侧；电机9上部安装有磁定位7功能，实现电动验封仪在井筒内的精确定位，如图2所示。
本发明桥式偏心分注的电动验封方法由以下具体步骤可以实现：
第一步：组配电动验封地面系统。主要包括地面配套车载测调系统1、地面控制器2、电缆滚筒3、电缆4、电缆接头5和电动验封仪等，其中地面控制器2和电缆滚筒3安装在车载测调系统1上，电缆4分别与地面控制器2和电缆接头5连接，电缆接头5与电动验封仪上接头6连接。电动验封仪组成主要包括上接头6、磁定位7、控制系统8、电机9、传动丝杠10、上压力计11、皮碗12、下压力计13、传动丝杠14、定位爪15和一个密封段16，如图1和图2所示。
第二步：关闭注水井井口注水阀门，并在井口安装防喷管。使用车载测调系统1上配置的电缆滚筒3利用电缆4把电动验封仪通过防喷管下入桥式偏心分注井筒中。
第三步：下入电动验封仪。地面控制器2通过磁定位7实时监测并显示电动验封仪在井筒中的下入位置，直至电动验封仪下到验封目标层上方。
第四步：打开定位爪。通过地面控制器2发送动作指令使电动验封仪内控制系统8驱动电机9正转，带动传动丝杠14张开电动验封仪下部的定位爪15直至结束，地面控制器2在地面实时监测并显示定位爪15的张开动作。
第五步：电动验封仪和桥式偏心配水器实现对接。缓慢下放电动验封仪，定位爪15与桥式偏心配水器结构中的定位槽对接，实现电动验封仪密封段16在桥式偏心配水器工作筒中心通道内精确定位，对接成功后地面控制器2进行显示。
第六步：坐封电动验封仪。地面控制器2发送坐封指令，通过电缆4使电动验封仪内控制系统8工作驱使电机9正转，带动传动丝杠10压缩并撑开密封段16处的皮碗12，从而使电动验封仪密封段16坐封在桥式偏心配水器Φ46mm中心通道内“Γ”型桥式通道的进水口上侧，分注管柱下部形成一个密闭空间。
第七步：调控注水压力。打开注水井井口注水阀门，并不断进行“开-关-开”工作制度变换使注水压力发生变化，密封段16上侧的上压力计11和下侧的压力计8分别测得的连续压力变化通过电缆4实时传输到地面控制器2中，并以不同颜色的变化曲线形式在地面控制器2中显示出来，如图3所示。
第八步：分析验封数据，确定验封结果。观察密封段16上侧的上压力计11测得的油管内注水压力与密封段16下侧的下压力计13测得的注水层段地层压力的变化情况确定分注管柱配套封隔器验封结果，如果密封段16上侧的上压力计11测得油管内注水压力变化和密封段16下侧的下压力计13测得的注水层段地层压力变化一致时，则说明分注管柱配套工具中电动验封仪坐封的桥式偏心配水器的上部封隔器是不密封的，反之，当密封段16上侧的上压力计11测得油管内注水压力变化和密封段16下侧的下压力计13测得的注水层段地层压力变化不一致时，则说明分注管柱配套工具中电动验封仪坐封的桥式偏心配水器的上部封隔器是密封的，如图3所示为三级四段桥式偏心分注管柱电动验封压力变化曲线，其验封结果为封隔器Ⅰ密封、封隔器Ⅱ不密封、封隔器Ⅲ密封。
第九步：解封电动验封仪。该注水层段封隔器验封完成后，关闭井口注水阀门，地面控制器2通过电缆4发送密封段16处的皮碗12解封指令使电动验封仪内控制系统8工作驱使电机9反转，带动传动丝杠10拉伸并缩回密封段16处的皮碗12，解封完成后地面控制器2进行显示。
第十步：收回定位爪。地面控制器2发送动作指令使电动验封仪内控制系统8驱动电机9反转，带动传动丝杠14收回电动验封仪下部张开的定位爪15，地面控制器2实时监测并显示定位爪15的收回动作直至结束。
第十一步：调整改变电动验封仪位置以进行其它层段封隔器的验封。车载测调系统1通过配置的电缆滚筒3和电缆4上提（下放）电动验封仪进行逐层验证不同分注层段封隔器的密封性，重复第三-第七步。
第十二步：提出电动验封仪。完成封隔器验封任务后，利用电缆4将电动验封仪提出安装在井口处的防喷管，拆卸并清洗干净，放好归位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进和延伸等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明电动验封方法在桥式偏心分注井中验封后电动验封仪密封段皮碗均无损伤、无遇卡现象，验封效率显著提高，体现出较好的适应性，验封成功率、工作效率和数据准确性显著提高，体现出较好技术先进性。
Claims (2)
1.一种桥式偏心分注的电动验封方法，其特征是该方法包括以下步骤:
第一步，组配电动验封地面系统及电动验封仪，电动验封地面系统包括地面配套车载测调系统(1)、地面控制器(2)、电缆滚筒(3)、电缆(4)和电缆接头(5)，地面控制器(2)和电缆滚筒(3)安装在车载测调系统(1)上，电缆(4)分别与地面控制器(2)和电缆接头(5)连接，电动验封仪由上接头(6),磁定位(7)、控制系统(8)、电机(9)、传动丝杠(10)、上压力计(11)、皮碗(12)、下压力计(13)、传动丝杠(14)、定位爪(15)和密封段(16)组成，电缆接头(5)和上接头(6)连接；
第二步，下入电动验封仪，关闭注水井井口注水阀门，在井口安装防喷管，使用电缆滚筒(3)利用电缆(4)将电动验封仪通过防喷管下入桥式偏心分注井筒中，地面控制器(2)通过磁定位(7)实时监测电动验封仪，直至电动验封仪下到验封目标层上方；
第三步，打开定位爪(15)，地面控制器(2)发送动作指令使电动验封仪内控制系统(8)驱动电机(9)正转，带动传动丝杠(14)张开电动验封仪下部的定位爪(15)，地面控制器(2)实时监测并显示定位爪(15)的状态；
第四步，实现电动验封仪和桥式偏心配水器对接，缓慢下放电动验封仪，定位爪(15)与桥式偏心配水器的定位槽对接，实现电动验封仪密封段(16)在桥式偏心配水器工作筒中心通道内精确定位，地面控制器(2)实时监测过程；
第五步，坐封电动验封仪，地面控制器(2)发送坐封指令，通过电缆(4)使电动验封仪内控制系统(8)工作驱使电机(9)正转，带动传动丝杠(10)压缩并撑开密封段(16)处的皮碗(12)，从而使电动验封仪密封段(16)坐封在桥式偏心配水器中心通道内“Γ”型桥式通道的进水口上侧，分注管柱下部形成一个密闭空间；
第六步，调控注水压力，打开注水井井口注水阀门，并不断进行“开-关-开”工作制度变换使注水压力发生变化，密封段(16)上侧的上压力计(11)和下侧的下压力计(13)分别测得的连续压力变化通过电缆(4)实时传输到地面控制器(2)中并显示出来；
第七步:分析验封数据，确定验封结果，观察密封段(16)上侧的上压力计(11)测得的油管内注水压力与密封段(16)下侧的下压力计(13)测得的注水层段地层压力的变化情况确定分注管柱配套封隔器验封结果；
第八步，解封电动验封仪，该注水层段封隔器验封完成后，关闭井口注水阀门，地面控制器(2)通过电缆(4)发送解封指令，使电动验封仪内控制系统(8)工作驱使电机(9)反转，带动传动丝杠(10)拉伸并缩回密封段(16)处的皮碗(12)，解封完成后地面控制器(2)进行显示；
第九步，收回定位爪(15)，提出电动验封仪，地面控制器(2)发送动作指令使电动验封仪内控制系统(8)驱动电机(9)反转，带动传动丝杠(14)收回电动验封仪下部张开的定位爪(15)，地面控制器(2)实时监测并显示定位爪(15)的收回动作直至结束。
2.根据权利要求1所述的电动验封方法，其特征是:所述方法重复第三步至第七步能进行逐层验证不同分注层段封隔器的密封性。
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