CN104863582B - 一种用于油井产液剖面测试的全集流伞 - Google Patents
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Abstract
一种用于油井产液剖面测试的全集流伞。主要目的在于提供一种能够实现在测井过程中对井眼截面进行全封闭的集流装置。其特征在于：在中心管上护帽和中心管底座之间固定有中心管上部短节、实心丝堵和中心管下部短节；活动伞筋座与中心管下部短节之间为相配合的滑动连接；中心管下部短节大径端的空腔内沿竖直方向置有活塞，连接有硅胶导管；在中心管下部短节小径端的空腔内沿竖直方向置有活塞推杆，活塞推杆的中段连接有水平连杆，杆的两端插入活动伞筋座的内壁中，在中心管下部短节的管壁上开有供水平连杆上下移动的一对滑槽；伞布的最大外缘处固定有双层环形布袋，在环形布袋里面装有硅胶内囊，囊内置有液体硅胶，硅胶内囊与硅胶导管相连通。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种应用在油田测试技术领域中用于对油井产液剖面进行测量的集流设备。
背景技术
油井产液剖面测量是在油田开发过程中油田管理部门掌握地下储层油、水动态分布与变化规律等资料而采取的重要措施，也是油、水井作业后，评价作业效果的重要手段，它为油田科学开发方案制订提供了必要的依据。由于我国油井绝大多数油井为低产液井，为提高油井产液剖面测量参数的准确度，几乎所有油田油井测试单位所使用的环空测试仪器都将集流器作为仪器不可缺少的组成部分。集流器有皮球集流器和伞式集流器两种。皮球集流器虽集流效果好，但不耐用；伞式集流器因其井下良好的耐用性及可靠性而被普遍采用，但集流效果差，测量流体漏失较大。集流伞的漏失将极大影响被测流体流量和含水率、含气率的准确程度，因此，客观要求这样的集流器，即：既要有伞式集流器的井下耐用性，又要有皮球集流器好的集流效果。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种用于油井产液剖面测试的全集流伞，该种全集流伞具有较好的集流效果，可有效提高油井流量、含水率、含气率的测量精度。
本发明的技术方案是：该种用于油井产液剖面测试的全集流伞，包括中心管上护帽、中心管底座、伞布、伞筋以及活动伞筋座，其独特之处在于：
在中心管上护帽和中心管底座之间由上至下依次固定有中心管上部短节、实心丝堵和中心管下部短节；活动伞筋座位于中心管底座的上方，环绕中心管下部短节的外壁，活动伞筋座与中心管下部短节之间为相配合的滑动连接；
中心管下部短节为带有缩径台阶的中空变径圆管状结构，在所述中心管下部短节大径端的空腔内沿竖直方向置有活塞，在所述中心管下部短节大径端的空腔内的侧壁上靠近所述实心丝堵一端开有硅胶进出孔，所述硅胶进出孔外连接有硅胶导管；在所述中心管下部短节小径端的空腔内沿竖直方向置有与所述活塞连接的活塞推杆，在活塞推杆的中段横向贯穿连接有水平连杆，水平连杆的两端贯穿中心管下部短节的管壁且插入活动伞筋座的内壁中，以实现所述活塞推杆带动所述活动伞筋座沿所述中心管下部短节上下运动；在中心管下部短节的管壁上开有供所述水平连杆上下移动的一对滑槽。
伞布的最大外缘处固定有双层环形布袋，在布袋里面装有环形能够充、放液体的硅胶内囊，所述硅胶内囊与硅胶导管相连通；伞筋的上下两端分别通过伞筋护环固定在中心管上部短节的外壁上端和活动伞筋座上。
另外，在所述实心丝堵上开有两个小孔，其中之一用于密封后走线，用于给中心管下部电机系统供电，其中之二安装有限压阀，用于限定充入伞布环形胶囊中流体的最高压力。
本发明具有如下有益效果：本种集流伞由内带活塞推杆的中心管、伞筋、带有环形硅胶内囊的伞布构成，其中中心管由上到下依次包括中心管上护帽、中心管上部短节、连接上下中心管短节的丝堵、中心管下短节、中心管底座、位于中心管下短节内部的推杆、套在中心管下短节外面的滑动伞筋座、上下伞筋护环和各种密封圈几部分。它居于伞的中心，是伞的主干，骨架全部由不锈钢材料加工而成。和现有的集流伞一样，伞筋也是16根，每根伞筋是由弹性金属材料加工而成，它们被伞筋护环固定在上下两个套在中心管上具有16个槽位且等圆周分布的伞筋座上。伞筋位于中心管外围，且将中心管部分围起来。伞布是一种由细纤维密实织成的布，根据伞的尺寸将布裁制成伞的形状，其一面涂覆一层胶。在伞布的一定位置上设计一定宽度的夹层，夹层里面放置环形硅胶囊，胶囊通过导管与仪器中心管相通。要测井时，与中心管底座相连接的电机系统通过力矩转换装置将马达的旋转力矩变为对中心管内部推杆的推力，使其带动滑动伞筋座向上做直线运动，打开集流伞，使伞筋贴在井壁上；于此同时，推杆上的活塞将中心管下部短节腔内的流体通过导管推入伞布上的硅胶囊中，从而封闭伞筋间的伞布与井壁间形成的弓形区域，达到测井时全集流的目的。收伞时，电机系统拉动推杆，活塞的向下运动将使伞布胶囊中的流体回收到中心管下部短节内储存待用。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是具体实施时全集流伞在模拟仿真系统中得到实验数据图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
因为伞在井下张开的时候伞筋能与井壁紧密贴合，而在伞筋之间的伞布只能被伞筋拉平，这样在伞与钢制圆形井筒间形成多个弓形间隙，这些间隙正是集流伞漏失的原因所在。而本方案正是要解决这个问题。
由图1所示，该种用于油井产液剖面测试的全集流伞，包括中心管上护帽1、中心管底座5、伞布11、伞筋10以及活动伞筋座7，其独特之处在于：
在中心管上护帽1和中心管底座5之间由上至下依次固定有中心管上部短节2、实心丝堵3和中心管下部短节4；活动伞筋座7位于中心管底座5的上方，环绕中心管下部短节4的外壁，活动伞筋座7与中心管下部短节4之间为相配合的滑动连接；
中心管下部短节4为带有缩径台阶的中空变径圆管状结构，在所述中心管下部短节大径端的空腔内沿竖直方向置有活塞9，在所述中心管下部短节大径端的空腔内的侧壁上靠近所述实心丝堵一端开有硅胶进出孔，所述硅胶进出孔外连接有硅胶导管12；在所述中心管下部短节小径端的空腔内沿竖直方向置有活塞推杆6，在活塞推杆6的中段横向贯穿连接有水平连杆13，水平连杆13的两端贯穿中心管下部短节4的管壁且插入活动伞筋座7的内壁中，以实现所述活塞推杆带动所述活动伞筋座沿所述中心管下部短节上下运动；在中心管下部短节4的管壁上开有供所述水平连杆上下移动的一对滑槽14；
伞布11的最大外缘处固定有双层环形布袋15，在所述环形布袋里面装有环形可充、放液体的硅胶内囊，内置有液体硅胶，所述硅胶内囊与硅胶导管12相连通；
伞筋10的上下两端分别通过伞筋护环8固定在中心管上部短节2的外壁上端和活动伞筋座7上。
另外，所述实心丝堵上开有两个小孔，其中之一用于密封后走线，用于给中心管下部电机系统供电，其中之二安装有限压阀，用于限定充入伞布环形胶囊中流体的最高压力。
在本方案中，伞布适当位置采用复层结构，复层里面加装环形薄硅胶囊。当往胶囊里面充液体时，伞布环形胶囊隆起，能够填塞工作状态时伞筋布与圆形井筒壁间形成的弓形区域，较好的封闭测井仪与井壁间的空间，基本达到全集流。本方案根据集流伞工作原理，结合注射器工作原理，将仪器中心管下短节里面部分设计为注射器结构形式，即将短节里面柱状空腔侧壁加工成光滑柱面，里面设有移动活塞，活塞与开关伞推杆加工成一体，光滑柱面下部适当位置设置一个进液孔。当打开集流伞时，与中心管底座相连接的电机系统通过中心管内部推杆推动活塞，将柱塞容器中的液体通过导管推入伞布上的硅胶囊中，从而封闭伞筋间的伞布与井壁间形成的弓形区域，达到测井时全集流的目的；收伞时，电机系统拉动推杆，活塞的向下运动将使伞布胶囊中的流体回收到中心管下部短节内储存待用。
根据上述设计方案制作的全集流伞在模拟仿真系统中进行了对比实验，得到如图2所示的结果。
由图2可以看出，在给定同一水流量下，不采用伞而是将仪器直接与模拟系统流量输出管线密闭连接情况下，涡轮流量计响应频率最高，其次是研制的全集流伞集流情况下的涡轮流量计的响应，它与前者测得的流量相对误差为6.68%。而普通集流伞集流情况下涡轮流量计测得的频率最低，它与不漏失情况测得的流量相对误差为36.14%。通过数据对比可以看出，本发明全集流伞具有较好的集流效果，对于提高油井流量、含水率、含气率的测量精度提供了前提条件。
Claims (2)
1.一种用于油井产液剖面测试的全集流伞，包括中心管上护帽(1)、中心管底座(5)、伞布(11)、伞筋(10)以及活动伞筋座(7)，其特征在于：
在中心管上护帽(1)和中心管底座(5)之间由上至下依次固定有中心管上部短节(2)、实心丝堵(3)和中心管下部短节(4)；活动伞筋座(7)位于中心管底座(5)的上方，环绕中心管下部短节(4)的外壁，活动伞筋座(7)与中心管下部短节(4)之间为相配合的滑动连接；
中心管下部短节(4)为带有缩径台阶的中空变径圆管状结构，在所述中心管下部短节大径端的空腔内沿竖直方向置有活塞(9)，在所述中心管下部短节大径端的空腔内的侧壁上靠近所述实心丝堵一端开有硅胶进出孔，所述硅胶进出孔外连接有硅胶导管(12)；在所述中心管下部短节小径端的空腔内沿竖直方向置有与所述活塞连接的活塞推杆(6)，在活塞推杆(6)的中段横向贯穿连接有水平连杆(13)，水平连杆(13)的两端贯穿中心管下部短节(4)的管壁且插入活动伞筋座(7)的内壁中，以实现所述活塞推杆带动所述活动伞筋座沿所述中心管下部短节上下运动；在中心管下部短节(4)的管壁上开有供所述水平连杆上下移动的一对滑槽(14)；
伞布(11)的最大外缘处固定有双层环形布袋(15)，在所述环形布袋里面装有环形能够充、放液体的硅胶内囊，囊内置有液体硅胶，所述硅胶内囊与硅胶导管(12)相连通；
伞筋(10)的上下两端分别通过伞筋护环(8)固定在中心管上部短节(2)的外壁上端和活动伞筋座(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于油井产液剖面测试的全集流伞，其特征在于：所述实心丝堵上开有两个小孔，其中之一用于密封后走线，用于给中心管下部电机系统供电，其中之二安装有限压阀，用于限定充入伞布环形胶囊中流体的最高压力。
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