CN104747175A - 一种分层验封测试仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分层验封测试仪器，属于油田开采技术领域。所述分层验封测试仪器包括：顺次连接的电路控制装置、磁定位装置、动力传动装置、可传输数据的压力数据采集装置、测试密封装置和导向定位装置，且所述磁定位装置、所述动力传动装置、所述压力数据采集装置、所述测试密封装置、所述导向定位装置均与所述电路控制装置电连接。本发明通过设置可传输数据的压力数据采集装置，可以准确测定配水管中的压力以及地层的压力，并将测定的数据实时的反馈回地面，保证了压力数据的实时性；同时，本发明通过设置磁定位装置，可以准确的确定本发明处于配水管柱中的深度，从而准确的确定本发明中测试密封装置的坐封位置，保证了测试结果的准确性。

Description

一种分层验封测试仪器

技术领域

本发明涉及油田开采技术领域，特别涉及一种分层验封测试仪器。

背景技术

石油在未被开采之前，均储存在各个地层中。在中东地区，由于石油资源富饶，地层中的石油较多，使得地层压力较大，在地面打油井后，石油受到地层的挤压后大量涌出，甚至会出现石油直接往外喷的情况。但是对于一些石油资源不够富饶的国家，地层中的石油较少，使得地层压力很小，通常在地面打井后，从地层中流出的石油达到地层中石油总量5～15%时，地层压力就会降低，无法再为地层中的石油提供动力，导致大量的石油留在油层中而无法被开采出来，使得石油开采的效率很低。所以，为了提高石油开采的效率，大多采用向各个地层中注水的方法来提高地层压力。

为了方便对各个地层进行注水，油田均会设置注水井，且注水井与各个地层均连通，使得多个地层共用一个注水井。由于石油储存在不同的地层中，且各个地层的形态、储油量均有不同，使得不同的地层需要注水的水量也有所不同。所以在现有的注水井中，通常采用封隔器将每两个相邻的地层分隔开，并且每个地层均通过配水器与配水管柱连通，通过配水器可以实现对每个地层定量的分配水量，实现分层注水。为保证分层注水的正常进行，在进行注水之前，需要采用分层验封测试仪器对封隔器进行验封，以确认封隔器是否完全坐封。

现有的分层验封测试仪器大多包括加重杆、两个皮碗和存储式压力计，两个皮碗均设置在加重杆的一端，且加重杆、两个皮碗顺次连接，使用时，加重杆的另一端与钢丝连接，人工控制钢丝将分层验封测试仪器整体放入配水管柱中，利用加重杆的重力压缩皮碗，使两个皮碗分别坐封在配水管柱中一个地层对应的配水器的上下两侧，将这个配水器与配水管柱上其他的配水器分隔开，使得配水管柱中的水无法进入所述地层中；打开这个配水器上方与其相邻的上层配水器，使配水管柱通过上层配水器与上层地层连通，使水进入上层地层中，增加水的压力，使上层地层中水的压力增大，由于上层地层与所述地层通过封隔器分隔开，与此同时，通过存储式压力计记录配水管柱中水的压力以及所述地层中水的压力；验封测试完成后，将分层验封测试仪器从配水管柱中取出，回放存储式压力计中的数据，如果所述地层中水的压力随配水管柱中水的压力变化，则证明封隔器并未完全坐封，如果所述地层中水的压力不随配水管柱中水的压力变化，则证明封隔器完全坐封，已完全将上层地层与所述地层分隔开。

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：

在现有技术中，在使用分层验封测试仪器对封隔器进行验封测试时，采用存储式压力计记录配水管柱中的压力和地层中的压力，只有在验封测试完成后，通过回放才能查看测试结果，实时性较差；同时在现有技术中，没有装置可以准确的确定皮碗在配水管柱中进行坐封的位置，工作人员只能通过经验大致确定皮碗在配水管柱中进行坐封的位置，使得测试误差较大，无法保证测试结果的准确性。

发明内容

为了解决现有技术无法实时读取配水管柱中以及地层中的压力、无法保证测试结果准确性的问题，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器。所述技术方案如下：

一种分层验封测试仪器，所述分层验封测试仪器包括：顺次连接的电路控制装置、磁定位装置、动力传动装置、可传输数据的压力数据采集装置、测试密封装置和导向定位装置，且所述磁定位装置、所述动力传动装置、所述压力数据采集装置、所述测试密封装置、所述导向定位装置均与所述电路控制装置电连接。

进一步地，所述电路控制装置包括电路控制骨架、电源模块、电路控制模板，所述电路控制骨架与所述磁定位装置连接，所述电源模块与所述电路控制模板均设置在所述电路控制骨架上，所述电源模块与所述电路控制模板电连接，且所述电路控制模板分别与所述磁定位装置、所述动力传动装置、所述压力数据采集装置、所述测试密封装置、所述导向定位装置电连接。

进一步地，所述磁定位装置包括磁定位控制骨架、线圈总成和磁定位控制模板，所述磁定位控制骨架分别与所述电路控制骨架、所述动力传动装置连接，且所述磁定位控制骨架、所述线圈总成、所述磁定位控制模板均与所述电路控制模板电连接，所述线圈总成与所述磁定位控制模板均设置在所述磁定位控制骨架内部，且所述磁定位控制模板位于所述线圈总成的两端。

进一步地，所述动力传动装置包括电机、丝杠、推力轴承和螺纹杆，所述磁定位控制骨架、所述电机、所述丝杠、所述螺纹杆与所述压力数据采集装置顺次连接，所述电机与所述电路控制模板电连接，所述推力轴承设置在所述丝杠上。

进一步地，所述压力数据采集装置包括压力控制骨架、传感器和传感器护套，所述螺纹杆、所述压力控制骨架、所述传感器护套与所述测试密封装置顺次连接，所述传感器设置在所述传感器护套内部，且所述传感器与所述电路控制模板电连接。

进一步地，所述测试密封装置包括上胶筒、下胶筒、连接杆、推力杆和套筒，所述传感器护套、所述连接杆、所述推力杆与所述导向定位装置顺次连接，所述套筒设置在所述推力杆外侧，且所述上胶筒与所述下胶筒均设置在所述套筒上。

进一步地，所述导向定位装置包括下接头、导锥和支撑臂，所述推力杆、所述下接头与所述导锥顺次连接，所述支撑臂设置在所述下接头上，且所述支撑臂位于所述推力杆与所述导锥之间。

更进一步地，所述分层验封测试仪器还包括电缆接头，所述电缆接头与所述电路控制装置电连接。

更进一步地，所述分层验封测试仪器还包括第一护筒，所述第一护筒设置在所述电路控制装置、所述磁定位装置与所述动力传动装置的外侧。

更进一步地，所述分层验封测试仪器还包括第二护筒，所述第二护筒设置在所述压力数据采集装置外侧。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明由顺次连接的电路控制装置、磁定位装置、动力传动装置、可传输数据的压力数据采集装置、测试密封装置和导向定位装置组成，通过设置可传输数据的压力数据采集装置，可以准确测定配水管中的压力以及地层的压力，并将测定的数据实时的反馈回地面，保证了压力数据的实时性；同时，本发明通过设置磁定位装置，可以准确的确定本发明处于配水管柱中的深度，从而准确的确定本发明中测试密封装置的坐封位置，保证了测试结果的准确性。

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是本发明实施例提供的一种分层验封测试仪器结构示意图；

图2是本发明又一实施例提供的电路控制装置结构示意图；

图3是本发明又一实施例提供的磁定位装置结构示意图；

图4是本发明又一实施例提供的动力传动装置结构示意图；

图5是本发明又一实施例提供的压力数据采集装置结构示意图；

图6是本发明又一实施例提供的测试密封装置结构示意图；

图7是本发明又一实施例提供的导向定位装置结构示意图；

其中：

1电路控制装置，

11电路控制骨架，

12电源模块，

13电路控制模板，

2磁定位装置，

21磁定位控制骨架，

22线圈总成，

23磁定位控制模板，

3动力传动装置，

31电机，

32丝杠，

33推力轴承，

34螺纹杆，

4压力数据采集装置，

41压力控制骨架，

42传感器，

43传感器护套，

5测试密封装置，

51上胶筒，

52下胶筒，

53连接杆，

54推力杆，

55套筒，

6导向定位装置，

61下接头，

62导锥，

63支撑臂，

7电缆接头，

8第一护筒，

9第二护筒。

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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器，所述分层验封测试仪器直接通过电缆与地面油井监测系统电连接，所述分层验封测试仪器包括：电路控制装置1、磁定位装置2、动力传动装置3、可传输数据的压力数据采集装置4、测试密封装置5和导向定位装置6，所述电路控制装置1、所述磁定位装置2、所述动力传动装置3、所述压力数据采集装置4、所述测试密封装置5和所述导向定位装置6顺次连接，且所述电路控制装置1与所述磁定位装置2、所述动力传动装置3、所述压力数据采集装置4、所述测试密封装置5、所述导向定位装置6均电连接。

工作时，地面油井监测系统通过电缆与电路控制装置1电连接，电路控制装置1控制磁定位装置2工作，由于配水管柱是由多跟配水管连接而成的，每两根配水管的连接处的厚度大于配水管的厚度，使得磁定位装置2在配水管柱中感应到的电磁通量与经过配水管的连接处时感应到电磁通量不同，而每根配水管的长度相同，由此在配水管柱中下降的过程中，磁定位装置2可以准确的感应到经过多少个配水管柱连接处，从而准确确定出本发明所在的深度，当到达所验封的深度时，电路控制装置1发出指令使本发明停止下降；然后发出控制指令控制导向定位装置6工作，将本发明固定在配水管柱内，以保持本发明所在的深度位置；然后电路控制装置1发出指令使动力传动装置3工作，动力传动装置3带动压力数据采集装置4和测试密封装置5工作，使得测试密封装置5在配水管柱内壁上坐封；人工控制向配水管柱中注水，在向配水管柱中注水时，采用“注水-停止-注水-停止”这样两种状态交替进行的方式，保证配水管柱中的水压产生变化，同时电路控制装置1控制压力数据采集装置4工作，压力数据采集装置4检测配水管柱中的压力以及地层压力并实时的反馈回地面，使得工作人员可以实时的了解配水管柱中的压力与地层压力，从而确定所测试的封隔器是否完全坐封，当配水管柱中的压力与地层的压力传回地面油井检测系统后，会各自生成压力曲线，如果配水管柱中的压力曲线与地层压力曲线明显分开，证明配水管柱中的压力与地层压力产生压差，证明封隔器良好坐封，如果配水管柱中的压力曲线与地层的压力曲线重合，则证明封隔器并未坐封，需要重新进行坐封。

本发明在使用时，对一个注水井来说，可以从下至上将一个油井中的各个封隔器依次验封测试，十分方便，无需将本发明多次从注水井中提出并放入，同时，本发明由电路控制，可实现本发明对封隔器自动的坐封、测试、解封，无需耗费大量的人力，并大大提高了本发明对封隔器的验封测试的效率。本发明采用电缆供电，传送指令信号，在地面油井监测控制系统可以以地面直读方式实时观测验封效果，验封效率高；采用电机压缩和拉伸胶筒，坐封和解封安全可靠，胶筒不易磨损，验封成功率高；同时利用磁定位装置和导向定位装置双重作用实现精确定位；本发明通过电路控制可自动坐封解封，对注水井中任意地层进行验封，实现一次下井完成所有地层的测试验封。

本发明由顺次连接的电路控制装置1、磁定位装置2、动力传动装置3、可传输数据的压力数据采集装置4、测试密封装置5和导向定位装置6组成，通过设置可传输数据的压力数据采集装置4，可以准确测定配水管中的压力以及地层的压力，并将测定的数据实时的反馈回地面，保证了压力数据的实时性；同时，本发明通过设置磁定位装置2，可以准确的确定本发明处于配水管柱中的深度，从而准确的确定本发明中测试密封装置5的坐封位置，保证了测试结果的准确性。

进一步地，如图2所示，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器，其中所述电路控制装置1包括电路控制骨架11、电源模块12、电路控制模板13，所述电路控制骨架11为圆柱体，电路控制骨架11与磁定位装置2连接，电路控制骨架11中设置有电路，使电路控制装置1分别与磁定位装置2、动力传动装置3、压力数据采集装置4、测试密封装置5和导向定位装置6电连接，所述电源模块12与所述电路控制模板13均通过螺钉设置在所述电路控制骨架11上，电源模块12用于对电缆传输过来的电流进行降压，并将电流输送到磁定位装置2、动力传动装置3、压力数据采集装置4、测试密封装置5和导向定位装置6中，电路控制模板13用于控制磁定位装置2、动力传动装置3、压力数据采集装置4、测试密封装置5和导向定位装置6工作。

进一步地，如图3所示，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器，其中所述磁定位装置2包括磁定位控制骨架21、线圈总成22和磁定位控制模板23，所述磁定位控制骨架21中设置有电路，所述磁定位控制骨架21与所述电路控制骨架11连接，使得磁定位控制骨架21中的电路与电路控制骨架11中的电路连通，所述线圈总成22与所述磁定位控制模板23均设置在所述磁定位控制骨架21内部，且所述磁定位控制模板23位于所述线圈总成22的两端，磁定位控制模板23、线圈总成22均通过磁定位控制骨架21及电路控制骨架11与电路控制模板13电连接；工作时，本发明进入配水管柱中，在下降过程中，线圈总成22发射电磁信号，在经过配水管的连接处时，磁定位控制模板13感应到的电磁通量有所变化，电磁通量通过磁定位控制模板23与电路控制模板13进行信号调理和转换后，将数字信号编码传到地面油井监测系统，由此确定本发明所在配水管柱中的具体位置。

进一步地，如图4所示，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器，其中所述动力传动装置3包括电机31、丝杠32、推力轴承33和螺纹杆34，其中电机31的一端上设置有一个电机护套，通过电机护套将电机31与磁定位控制骨架21连接，同时电机31还与磁定位控制骨架21电连接，电机31的另一端通过联轴器与所述丝杠32的一端连接，所述丝杠32的另一端与所述螺纹杆34连接，推力轴承33设置在所述丝杠32上，且推力轴承33上设置有轴承套，同时丝杠32上还设置有限位滑块，通过轴承套和限位滑块将推力轴承33固定；所述丝杠32上还设置有开关固定架，工作时，磁定位控制骨架21为电机31提供电能，使电机31转动并带动丝杠32以及螺纹杆34转动，将动力传递给压力数据采集装置4和测试密封装置5。

进一步地，如图5所示，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器，其中所述压力数据采集装置4包括压力控制骨架41、传感器42和传感器护套43，所述螺纹杆34、所述压力控制骨架41与所述传感器护套43顺次连接，所述传感器42设置在所述传感器护套43内部，其中压力控制骨架41中设置有电路，与电路控制骨架11、磁定位控制骨架21中的电路连通，其中压力数据采集装置4还包括一个电路护筒，所述电路护筒设置在压力控制骨架41外侧，用于保护压力控制骨架41上的电路，电路护筒与中间接头通过螺纹连接，传感器护套43与压力控制骨架41通过螺纹连接，工作时，传感器采集到压力后，可以通过多种方式将压力数据传输回地面，第一种传输方式，压力数据转化为数字信号编码通过电缆传回地面的油井监测控制系统，第二种传输方式，压力数据采集装置上设置有无线信号发送端，将采集到的压力数据转化为无线信号，向地面发出，地面上设置有接收压力数据无线信号的接收端，压力数据的无线信号发出后通过地面的接收端就可以实时的得到压力数据。

进一步地，如图6所示，所述测试密封装置5包括上胶筒51、下胶筒52、连接杆53、推力杆54和套筒55，所述传感器护套43、所述连接杆53与所述推力杆54顺次连接，且所述推力杆54设置在所述套筒55内部，所述上胶筒51的一端通过螺纹与第二护筒9连接，所述上胶筒51的另一端通过螺纹与套筒55连接，所述下胶筒52的一端通过螺纹与套筒55连接，所述下胶筒52的另一端与导向定位装置6装置连接，所述上胶筒51与所述下胶筒52不接触，且上胶筒51与下胶筒52之间的距离大于配水器的厚度，同时，在上胶筒51与下胶筒52的之间设置有地层压力传压孔，地层中的压力通过所述地层压力传压孔传到传感器42中。工作时，电源模块12接受地面油井监测系统发射的坐封指令，电路控制模板13控制动力传动装置3工作，电机31正转，使得丝杆推动螺纹杆34和连接杆53带动第二护筒9向测试密封装置5运动，使上胶筒51与下胶筒52受到挤压产生径向扩张，使上胶筒51与配水器上方的配水管柱内壁挤压贴合，下胶筒52与配水器下方的配水管柱内壁挤压贴合，实现测试密封装置5的坐封，然后动力传动装置3停止工作，电机31停止转动，推力杆54与第二护筒9停止向下运动，验封测试完成后，地面油井监测系统发送解封指令，电路控制模板13控制动力传动装置3工作，电机31反转，使得丝杆推动螺纹杆34和连接杆53带动第二护筒9复位，使上胶筒51与下胶筒52复位，解除上胶筒51、下胶筒52与配水管柱内壁的贴合，实现测试密封装置5的解封。

进一步地，如图7所示，所述导向定位装置6包括下接头61、导锥62和支撑臂63，所述下接头61的一端与所述推力杆54连接，所述下接头61的另一端与所述导锥62连接，所述支撑臂63设置在所述下接头61上，工作时，电机31正传，在联轴器、限位滑块和推力轴承33的作用下，带动丝杠32旋转，丝杠32推动螺纹杆34、连接杆53和推力杆54向下运动，推动支撑臂63打开，将本发明固定在所述配水管柱内壁上，验封测试完成后，电机31反转，在联轴器、限位滑块和推力轴承33的作用下，带动丝杠32旋转，丝杠32带动螺纹杆34、连接杆53上移，使支撑臂63收起。

进一步地，如图1所示，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器，所述分层验封测试仪器还包括电缆接头7，通过设置电缆接头7将电缆与所述电路控制装置1电连接，并且电缆接头7与电路控制装置1之间设置有一个护套，通过护套将电缆接头7与电路控制装置1连接，其中电缆接头7与护套通过螺纹连接。

更进一步地，如图1所示，本发明实施例提供了一种分层验封测试仪器，所述分层验封测试仪器还包括第一护筒8，所述电路控制装置1、所述磁定位装置2与所述动力传动装置3均设置在所述第一护筒8内部，所述第一护筒8的一端与所述护套通过螺纹连接，所述第一护筒8的另一端通过一个中间接头与压力数据采集装置4连接，所述第一护筒8用于保护所述电路控制装置1、所述磁定位装置2与所述动力传动装置3。

作为优选，如图1所示，所述分层验封测试仪器还包括第二护筒9，所述压力数据采集装置4设置在所述第二护筒9内部，所述第二护筒9用于保护压力数据采集装置4，同时所述第二护筒9上设置有水压传压孔，配水管柱中的压力通过所述水压传压孔传至压力控制器，所述第二护筒9用于保护所述压力数据采集装置4，其中，第一护筒8和第二护筒9通过一个连接头连接成为一体。

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)

1.一种分层验封测试仪器，其特征在于，所述分层验封测试仪器包括：顺次连接的电路控制装置、磁定位装置、动力传动装置、可传输数据的压力数据采集装置、测试密封装置和导向定位装置，且所述磁定位装置、所述动力传动装置、所述压力数据采集装置、所述测试密封装置、所述导向定位装置均与所述电路控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述电路控制装置包括电路控制骨架、电源模块、电路控制模板，所述电路控制骨架与所述磁定位装置连接，所述电源模块与所述电路控制模板均设置在所述电路控制骨架上，所述电源模块与所述电路控制模板电连接，且所述电路控制模板分别与所述磁定位装置、所述动力传动装置、所述压力数据采集装置、所述测试密封装置、所述导向定位装置电连接。

3.根据权利要求2所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述磁定位装置包括磁定位控制骨架、线圈总成和磁定位控制模板，所述磁定位控制骨架分别与所述电路控制骨架、所述动力传动装置连接，且所述磁定位控制骨架、所述线圈总成、所述磁定位控制模板均与所述电路控制模板电连接，所述线圈总成与所述磁定位控制模板均设置在所述磁定位控制骨架内部，且所述磁定位控制模板位于所述线圈总成的两端。

4.根据权利要求3所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述动力传动装置包括电机、丝杠、推力轴承和螺纹杆，所述磁定位控制骨架、所述电机、所述丝杠、所述螺纹杆与所述压力数据采集装置顺次连接，所述电机与所述电路控制模板电连接，所述推力轴承设置在所述丝杠上。

5.根据权利要求4所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述压力数据采集装置包括压力控制骨架、传感器和传感器护套，所述螺纹杆、所述压力控制骨架、所述传感器护套与所述测试密封装置顺次连接，所述传感器设置在所述传感器护套内部，且所述传感器与所述电路控制模板电连接。

6.根据权利要求5所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述测试密封装置包括上胶筒、下胶筒、连接杆、推力杆和套筒，所述传感器护套、所述连接杆、所述推力杆与所述导向定位装置顺次连接，所述套筒设置在所述推力杆外侧，且所述上胶筒与所述下胶筒均设置在所述套筒上。

7.根据权利要求6所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述导向定位装置包括下接头、导锥和支撑臂，所述推力杆、所述下接头与所述导锥顺次连接，所述支撑臂设置在所述下接头上，且所述支撑臂位于所述推力杆与所述导锥之间。

8.根据权利要求1所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述分层验封测试仪器还包括电缆接头，所述电缆接头与所述电路控制装置电连接。

9.根据权利要求1所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述分层验封测试仪器还包括第一护筒，所述第一护筒设置在所述电路控制装置、所述磁定位装置与所述动力传动装置的外侧。

10.根据权利要求1所述的分层验封测试仪器，其特征在于，所述分层验封测试仪器还包括第二护筒，所述第二护筒设置在所述压力数据采集装置外侧。