CN104847338A - 固井胶塞超声追踪定位系统 - Google Patents
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Abstract
固井胶塞超声追踪定位系统，包括固井胶塞和井上追踪定位设备，所述的井上追踪定位设备包括夹具、换能器、显控器，换能器安装在夹具上，且换能器连接显控器；所述的固井胶塞包括上部橡胶本体、下部橡胶本体、上骨架、下骨架、超声信标，骨架采用两半式，上骨架、下骨架通过螺纹连接成一体，超声信标放置于上骨架、下骨架的空腔内；上部橡胶本体和下部橡胶本体分别包覆在上骨架、下骨架外侧，上部橡胶本体和下部橡胶本体紧箍在套管壁上。优点是：可以在追踪定位胶塞在固井中位置的同时，方便地将套管内的泥浆液清理干净，结构简单、易于操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油开采用辅助装置，尤其涉及一种固井胶塞超声追踪定位系统。
背景技术
固井过程中，采用固井胶塞隔绝水泥浆和驱替钻井液，时常会出现胶塞半途阻塞等失效现象，需要能够探测到故障位置，以便排除故障。同时，如果能够追踪监控胶塞的下行距离，还可依次适时调整固井相关操作，从而降低故障率，提高固井成功率和固井施工质量。
因此，提出了对固井胶塞进行追踪定位的作业需要，随即进行了技术研究。基于井下通信和现场施工条件等限制，固井胶塞定位无法采用常规无线电或激光等定位手段，通过大量技术调研，初步拟定了超声信标追踪定位的解决方案，改变现有胶塞的结构特点，植入超声信标，使胶塞不仅耐热、耐磨、耐压，而且能完全将套管中的水泥浆刮削干净，同时还能正常发射超声信号，通过地面上的追踪定位装置接收计算出胶塞的下行位置，满足正常的固井施工作业。
发明内容
固井胶塞超声追踪定位系统，包括固井胶塞和井上追踪定位设备，所述的井上追踪定位设备包括夹具、换能器、显控器，换能器安装在夹具上，且换能器连接显控器；所述的固井胶塞包括上部橡胶本体、下部橡胶本体、上骨架、下骨架、超声信标，骨架采用两半式，上骨架、下骨架通过螺纹连接成一体，超声信标放置于上骨架、下骨架的空腔内；上部橡胶本体和下部橡胶本体分别包覆在上骨架、下骨架外侧，上部橡胶本体和下部橡胶本体紧箍在套管壁上。
所述上部橡胶本体、下部橡胶本体由丁腈橡胶制成。
本发明的有益效果是：可以在追踪定位胶塞在固井中位置的同时，方便地将套管内的泥浆液清理干净，结构简单、易于操作。
附图说明
图1为本发明的固井胶塞的半剖结构示意图。
图2为本发明的井上追踪定位设备示意图。
其中1为上部橡胶本体，2为上骨架，3为超声信标，4为下部橡胶本体，5为下骨架，6为夹具，7为换能器，8为显控器。
具体实施方式
固井胶塞超声追踪定位系统，包括固井胶塞和井上追踪定位设备，所述的井上追踪定位设备包括夹具6、换能器7、显控器8，换能器7安装在夹具6上，且换能器7连接显控器8；所述的固井胶塞包括上部橡胶本体1、下部橡胶本体4、上骨架2、下骨架5、超声信标3，骨架采用两半式，上骨架2、下骨架5通过螺纹连接成一体，超声信标3放置于上骨架2、下骨架5的空腔内；上部橡胶本体1和下部橡胶本体4分别包覆在上骨架2、下骨架5外侧，上部橡胶本体1和下部橡胶本体4紧箍在套管壁上。
所述上部橡胶本体1、下部橡胶本体4由丁腈橡胶制成。
上部橡胶本体1和下部橡胶本体4紧箍在套管壁上，起到良好的密封性，可以有效防止液体窜漏，保证了胶塞的有效坐底。上部橡胶本体1、下部橡胶本体4、上骨架2与下骨架3使固井胶塞在套管内能够承受来自水泥与顶替液的双向压力。
系统采用胶塞内部植入定位超声信标3，通过套管传声，在井口遥测的声程差定位技术，在胶塞下降过程中周期性的发射超声定位信号，信号通过胶塞耦合到油井套管上传输，被紧贴在井口管道上的超声接收换能器收7到，通过采样计算处理，跟踪计算出胶塞从井口向下运动过程中不断变化的声称差，从而测算处胶塞相对于井口的距离及运动速度，并以此实时绘制出胶塞的运动位置与时间曲线。
系统由于采用声称差测距法，使其具备了系统现场自校准能力，不但排除了系统设备及架设带来的测量误差和环境温湿度影响，还可以现场测定不同石油管道的声传播速度，进一步提高了测量精度。
Claims (2)
1.固井胶塞超声追踪定位系统，包括固井胶塞和井上追踪定位设备，其特征在于：所述的井上追踪定位设备包括夹具、换能器、显控器，换能器安装在夹具上，且换能器连接显控器；所述的固井胶塞包括上部橡胶本体、下部橡胶本体、上骨架、下骨架、超声信标，骨架采用两半式，上骨架、下骨架通过螺纹连接成一体，超声信标放置于上骨架、下骨架的空腔内；上部橡胶本体和下部橡胶本体分别包覆在上骨架、下骨架外侧，上部橡胶本体和下部橡胶本体紧箍在套管壁上。
2.根据权利要求1所述的固井胶塞超声追踪定位系统，其特征在于：所述上部橡胶本体、下部橡胶本体由丁腈橡胶制成。
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