CN104820372B - 一种不压井设备及其实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不压井设备的实时监控系统，包括：油缸行程传感器，油缸行程传感器用于检测驱动游动承重卡瓦，以及游动防顶卡瓦上下移动的驱动油缸的行程；与油缸行程传感器相连的控制器，且在起管作业时，控制器仅记录驱动油缸的上提行程；在下管作业时，控制器仅记录驱动油缸的下压行程；用于显示上提行程和下压行程的显示器。该实时监控系统有效降低了操作人员的劳动强度，同时还提高了油管长度测量的准确性和测量效率。本发明还公开了一种具有上述实时监控系统的不压井设备。

Description

一种不压井设备及其实时监控系统

技术领域

本发明涉及油田修井测井技术领域，特别涉及一种在修井测井过程中所用到的不压井设备及其实时监测系统。

背景技术

不压井技术目前在国内油田中的使用范围越来越大，其主要优点在于可以保护和维持地层的原始产能，减少酸化和压裂等增产措施的次数，为油气田的长期开发和稳定生产提供良好的基础。

所谓不压井技术具体是指在井内有压力的情况下不放喷、不压井进行强行作业的一种作业方法，主要用于油气井作业、注水井的检修等。

在油田修井过程中，在进行有压力的情况下，要不断地进行油管起、下作业，无论是在油管起升还是在油管下入井内的作业过程中，油管在井内的长度均需要操作人员进行准确掌握，而目前对于一口千米级别的油井，起管和下管过程中均是通过现场人员记录数据，然后进行计算来得出井内油管的长度。人工记录管长不仅工作效率低，人员劳动强度大，而且还存在着容易出现记录错误的问题。

因此如何能够降低操作人员的劳动强度，并能够有效提高油管长度计量的效率以及准确性是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种不压井设备的实时监控系统，以便能够在降低操作人员劳动强度的前提下，还能够有效提高油管长度计量的效率以及准确性。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述实时监控系统的不压井设备。

为解决上述技术问题，本发明提供的不压井设备的实时监控系统中，包括：

油缸行程传感器，所述油缸行程传感器用于检测驱动游动承重卡瓦，以及游动防顶卡瓦上下移动的驱动油缸的行程；

与所述油缸行程传感器相连的控制器，且在起管作业时，所述控制器仅记录所述驱动油缸的上提行程；在下管作业时，所述控制器仅记录所述驱动油缸的下压行程；

用于显示所述上提行程和所述下压行程的显示器。

优选的，还包括：

设置在下闸板防喷器下方，且在起管作业时用于检测油管接箍的下接箍检测装置；

设置在环形防喷器上方，且在下管作业时用于检测油管接箍的上接箍检测装置；

所述控制器可接收所述上接箍检测装置和所述下接箍检测装置的检测信号，并记录油管接箍的数量。

优选的，还包括用于检测固定承重卡瓦、游动承重卡瓦、固定防顶卡瓦以及游动防顶卡瓦的开合状态的卡瓦状态检测装置，所述控制器可接收所述卡瓦状态检测装置的检测信号，并将各卡瓦的开合状态显示在所述显示器上。

优选的，还包括用于检测上闸板防喷器和下闸板防喷器开合状态的防喷器状态检测装置，所述控制器可接收所述防喷器状态检测装置的检测信号，并将各闸板防喷器的开合状态显示在所述显示器上。

优选的，还包括压力检测总成，所述压力检测总成中设置有井口压力传感器、管重传感器、管轻传感器、大钳压力传感器、环形防喷器压力传感器、上闸板防喷器压力传感器、下闸板防喷器压力传感器、井下压力传感器，所述控制器用于接收所述压力检测总成的检测信号，并将各处压力值显示在所述显示器上。

优选的，还包括与所述控制器相连，且用于存储所述控制器数据的存储装置。

优选的，还包括与所述存储装置相连，且可将现场数据远程发送的数据传输器。

优选的，还包括与所述显示器相连，且用于进行模拟仿真操作的模拟仿真操作单元。

本发明中所公开的不压井设备中，包括实时监控系统，并且实时监控系统为上述任意一项中所公开的不压井设备的实时监控系统。

由以上技术方案可以看出本发明所提供的不压井设备的实时监控系统中，在用于驱动游动承重卡瓦上下移动，用于驱动游动防顶卡瓦上下移动的驱动油缸上设置了油缸行程传感器，并且油缸行程传感器与控制器相连，在起管作业时，控制器仅记录驱动油缸的上提行程；在下管作业时，控制器仅记录驱动油缸的下压行程，控制器所记录的上提行程和下压行程均通过显示器进行直观显示。

本领域技术人员熟知，相对于油管而言，驱动油缸的行程是有限的，起管和下管的作业需要驱动油缸反复运动多次才能够完成，在起管作业时，驱动油缸所带动的卡瓦将夹紧油管并进行上提，当油缸运行至上止点时，需要松开驱动油缸所带动的卡瓦，并且油缸下行，此时油缸的行程将不会被记录，当油缸运行至下止点时，驱动油缸所带动的卡瓦再次夹紧油管，并继续上提，此时上提行程将会被记录，如此反复直至将油管全部提出；在下管作业时，驱动油缸所带动的卡瓦将夹紧油管并进行下压，当油缸运行至下止点时，需要松开驱动油缸所带动的卡瓦，并且油缸上行，此时油缸的行程将不会被记录，当油缸运行至上止点时，驱动油缸所带动的卡瓦再次夹紧油管，并继续下压，此时下压行程将会被记录，如此反复直至将油管全部压入井内。

由此可见，本发明中所公开的不压井设备的实施监控系统实现了起、下管作业过程中对油管的提升和下压长度的自动测量，无需人工进行繁琐的记录，有效降低了操作人员的劳动强度，同时还提高了油管长度测量的准确性和测量效率，油管的长度信息直观的显示在显示器中，方便操作人员的读取和核对，从而进一步提高了不压井设备的安全性。

本发明所公开的不压井设备由于包括上述实时监控系统，因而其兼具上述实时监控系统相应的优点，本文中对此不再进行赘述。

附图说明

图1为本发明实施例所公开的实时监控系统的简化示意图；

图2为实时监控系统中的传感器在不压井设备上的布置位置示意图。

其中，01为控制器，02为防爆电控箱，03为卡瓦状态检测装置，04为压力检测总成，05为油缸行程检测器，08为数据传输器，09为显示器，1为下接箍检测装置，2为下闸板防喷器压力传感器，3为管重传感器，4为井口压力传感器，5为上闸板防喷器压力传感器，6为环形防喷器压力传感器，7为上接箍检测装置，8为管轻传感器，9为大钳压力传感器。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种不压井设备的实时监控系统，以便能够在降低操作人员劳动强度的前提下，还能够有效提高油管长度计量的效率以及准确性。

本发明的另一核心在于提供一种具有上述实时监控系统的不压井设备。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请同时参考图1和图2，图1为本发明实施例所公开的实时监控系统的简化示意图，图2为实时监控系统中的传感器在不压井设备上的布置位置示意图。

本发明中所公开的不压井设备的实时监控系统中，包括油缸行程传感器、控制器01以及显示器09，控制器具体设置在防爆电控箱02中，其中油缸行程传感器用于检测驱动游动承重卡瓦上下移动，以及驱动游动防顶卡瓦上下移动的驱动油缸的行程，具体到产品时，游动承重卡瓦以及游动防顶卡瓦可以采用单缸式的驱动油缸实现同步上下运动，也可采用多缸式的驱动油缸实现同步上下运动，甚至可以采用独立的驱动油缸分别对游动承重卡瓦和游动防顶卡瓦进行驱动，两者也可不进行同步运动，油缸行程传感器可以仅设置一个，也可相应的在驱动油缸的每个缸体上均设置一个，控制器01与油缸行程传感器相连，如图1中所示，在进行起管作业时，控制器01仅记录驱动油缸的上提行程；在进行下管作业时，控制器01仅记录驱动油缸的下压行程，显示器09用于显示由控制器记录的油缸上提行程或下压行程。

本领域技术人员容易理解的是，相对于油管而言，驱动油缸的行程是有限的，起管和下管的作业需要驱动油缸反复运动多次才能够完成，在起管作业时，驱动油缸所带动的卡瓦将夹紧油管并进行上提，此时上提的距离为需要记录的有意义的数据，当油缸运行至上止点时，需要松开驱动油缸所带动的卡瓦，并且油缸下行，此时油缸的行程对于起管作业时油管长度的计算没有意义，因而不会被记录，当油缸运行至下止点时，驱动油缸所带动的卡瓦再次夹紧油管，并继续上提，此时上提行程将继续被记录，如此反复直至将油管全部提出；在下管作业时，驱动油缸所带动的卡瓦将夹紧油管并进行下压，此时下压的距离为需要记录的有意义的数据，当油缸运行至下止点时，需要松开驱动油缸所带动的卡瓦，并且油缸上行，此时油缸的行程对于下管作业时油管长度的计算没有意义，因而不被记录，当油缸运行至上止点时，驱动油缸所带动的卡瓦再次夹紧油管，并继续下压，此时下压行程将继续会被记录，如此反复直至将油管全部压入井内。

由此可见，在起管作业时，控制器01仅记录驱动油缸的上提行程即可完整记录油缸上提的长度；在下管作业时，控制器01仅记录驱动油缸的下压行程即可完整记录油缸下压的长度。

当处于起管作业状态时，显示器09中所显示的为上提行程，当处于下管作业状态时，显示器09中所显示的为下压行程。

由此可见，上述实施例中所公开的不压井设备的实施监控系统实现了起、下管作业过程中对油管的提升和下压长度的自动测量，无需人工进行繁琐的记录，有效降低了操作人员的劳动强度，同时还提高了油管长度测量的准确性和测量效率，油管的长度信息直观的显示在显示器09中，方便操作人员的读取和核对，从而进一步提高了不压井设备的安全性。

为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本实施例中的实时监控系统在上述实施例的基础上，还设置了用于检测接箍位置的上接箍检测装置7和下接箍检测装置1，其中上接箍检测装置7设置在环形防喷器上方，下接箍检测装置1设置在下闸板防喷器下方，如图2中所示，通过上接箍检测装置7和下接箍检测装置1，操作人员可以方便的获知接箍的位置，从而为操作人员提供作业指导，避免闸板防喷器密封处有接箍，控制器01可以接收上接箍检测装置7和下接箍检测装置1的检测信号，并且记录油管接箍的数量。

具体的，在下管作业时，当驱动油缸下压后，上接箍检测装置7检测到接箍，并将接箍信号发送给控制器01，此时控制器01对接箍数量进行记录，例如可以通过加1或者减1的方式实现；在起管作业时，首先确认井下有多少根油管，因而也就知道了接箍的总体数量，驱动油缸上提，下接箍检测装置1检测到接箍并将接箍信号发送给控制器01，此时控制器01对接箍信号进行记录，例如可以通过加1或减1的方式实现，在起管作业过程中，不仅已经检测到的接箍数量可以记录，而且还可以通过这些接箍数量计算出井下剩余的接箍数量。

在本实施例中还设置了卡瓦状体检测装置03，卡瓦状态检测装置03可对固定承重卡瓦、游动承重卡瓦、固定防顶卡瓦以及游动防顶卡瓦的开合状态进行检测，控制器01可接收卡瓦状态检测装置03的检测信号，并且将各个卡瓦的开合状态实时显示在显示器09上，这就方便了操作人员实时掌握各个卡瓦的工作状态，具体的卡瓦状态检测装置03可以为防爆接近传感器。

更进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例还设置了用于检测上闸板防喷器和下闸板防喷器开合状态的防喷器状态检测装置，控制器01可接收防喷器状态检测装置的检测信号，并将各个闸板防喷器的开合状态显示在显示器09上，从而方便操作人员实时掌握各个闸板防喷器的工作状态，具体的防喷器状态检测装置也可为防爆接近传感器。

实际进行起、下管作业时，各个位置的压力监测尤为重要，因此本实施例中的实时监测系统中设置了压力检测总成04，压力检测总成04中包括多种压力传感器，如井口压力传感器4、管重传感器3、管轻传感器8、大钳压力传感器9、环形防喷器压力传感器6、上闸板防喷器压力传感器5、下闸板防喷器压力传感器2、井下压力传感器，所述控制器01用于接收所述压力检测总成04的检测信号，并将各处压力值实时显示在所述显示器09上，以方便操作人员随时获知各处的压力值是否处于正常范围内。

为了保存不压井设备在进行作业时的各种数据，本实施例中还设置了与控制器01相连，并且用于存储控制器01中数据的存储装置，存储的数据包括各种压力参数、油缸行程参数、操作参数等，一旦设备或者作业过程中出现异常时，可通过对已保存的数据进行分析找出异常原因。

本发明实施例中所公开的实时监控系统还包括数据传输器08，数据传输器08与存储装置相连，并且可将现场数据远程发送，这就实现了现场作业的同时对不压井设备进行远程监控，数据传输器08通常为发射天线。

为了进一步丰富本发明中实时监控系统的功能，本实施例中的实时监控系统中还包括与显示器09相连，并且用于进行模拟仿真操作的模拟仿真操作单元，通过按钮即可进入动画演示状态，从而方便操作人员的前期培训，使其尽快熟悉设备并了解各个部件的动作过程。

上述实施例中所公开的实时监控系统中，各种传感器均需满足防爆要求，并且处理器、存储装置还需设置在防爆电控箱02内，以便满足防爆要求。

本发明还公开了一种不压井设备，该不压井设备中包括实时监控系统，并且该实时监控系统为上述任意一实施例中所公开的不压井设备的实时监控系统。

由于该不压井设备采用了上述实时监控系统，因而其兼具上述实时监控系统相应的技术优点，本发明中对此不再进行赘述。

以上对本发明所提供的不压井设备及其实时监控系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种不压井设备的实时监控系统，其特征在于，包括：

油缸行程传感器，所述油缸行程传感器用于检测驱动游动承重卡瓦，以及游动防顶卡瓦上下移动的驱动油缸的行程，且在起管和下管作业时，需要驱动油缸反复运动多次才能够完成油管的提出和压入；

与所述油缸行程传感器相连的控制器(01)，且在起管作业时，所述控制器(01)仅记录所述驱动油缸的上提行程，并通过对所述上提行程进行求和以得到提出油管的长度；在下管作业时，所述控制器(01)仅记录所述驱动油缸的下压行程，并通过对所述下压行程进行求和以得到压入油管的长度；

用于显示所述上提行程和所述下压行程的显示器(09)。

2.根据权利要求1所述的不压井设备的实时监控系统，其特征在于，还包括：

设置在下闸板防喷器下方，且在起管作业时用于检测油管接箍的下接箍检测装置(1)；

设置在环形防喷器上方，且在下管作业时用于检测油管接箍的上接箍检测装置(7)；

所述控制器(01)能够接收所述上接箍检测装置(7)和所述下接箍检测装置(1)的检测信号，并记录油管接箍的数量。

3.根据权利要求2所述的不压井设备的实时监控系统，其特征在于，还包括用于检测固定承重卡瓦、游动承重卡瓦、固定防顶卡瓦以及游动防顶卡瓦的开合状态的卡瓦状态检测装置(03)，所述控制器(01)能够接收所述卡瓦状态检测装置(03)的检测信号，并将各卡瓦的开合状态显示在所述显示器(09)上。

4.根据权利要求3所述的不压井设备的实时监控系统，其特征在于，还包括用于检测上闸板防喷器和下闸板防喷器开合状态的防喷器状态检测装置，所述控制器(01)能够接收所述防喷器状态检测装置的检测信号，并将各闸板防喷器的开合状态显示在所述显示器(09)上。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的不压井设备的实时监控系统，其特征在于，还包括压力检测总成(04)，所述压力检测总成中设置有井口压力传感器(4)、管重传感器(3)、管轻传感器(8)、大钳压力传感器(9)、环形防喷器压力传感器(6)、上闸板防喷器压力传感器(5)、下闸板防喷器压力传感器(2)、井下压力传感器，所述控制器(01)用于接收所述压力检测总成(04)的检测信号，并将各处压力值显示在所述显示器(09)上。

6.根据权利要求5所述的不压井设备的实时监控系统，其特征在于，还包括与所述控制器(01)相连，且用于存储所述控制器(01)数据的存储装置。

7.根据权利要求6所述的不压井设备的实时监控系统，其特征在于，还包括与所述存储装置相连，且能够将现场数据远程发送的数据传输器(08)。

8.根据权利要求5所述的不压井设备的实时监控系统，其特征在于，还包括与所述显示器(09)相连，且用于进行模拟仿真操作的模拟仿真操作单元。

9.一种不压井设备，包括实时监控系统，其特征在于，所述实时监控系统为权利要求1-8任意一项所述的不压井设备的实时监控系统。