CN105114056B - 液电式油层定位装置 - Google Patents

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本发明涉及石油天然气测井技术领域，特别涉及一种液电式油层定位装置。该装置的机械单元包括本体，本体中部外壁上加工有多个圆形槽，圆形槽内安装有弹簧，弹簧外端套装有探测块，探测块侧面通过密封圈与圆形槽内壁密封，在圆形槽上端的本体上连接上压环，在圆形槽下端的本体上连接下压环，探测块外端台阶从上压环和下压环之间伸出并通过上压环和下压环限位。本发明实现了利用套管接箍处的连接缝隙作为检测依据，可以检测出套管接箍的准确位置，进而推算出油层位置，具有结构简单，便于应用的特点，针对不同套管规格推出多种系列，适应不同井径的要求，检测精度不受套管尺寸影响，不受到测速、污垢等环境的影响。

Description

液电式油层定位装置
技术领域：
本发明涉及石油天然气测井技术领域，特别涉及一种液电式油层定位装置。
背景技术：
在石油天然气的完井及后期作业中，需要对套管井的油层段进行准确定位，继而对油层实施射孔、压裂等措施，实现油气井的开发和增产。因此，对油层的准确定位是一个重要环节，若定位不准确，会直接影响后期的作业效果，甚至是作业无效。
目前对油层的定位方式多采用套管磁定位测井，套管磁定位测井是检测套管接箍位置，利用近油层段磁性定位短节，就推算出油层位置。磁定位测井测量钻孔内套管接箍位置的仪器是由装在铜质外壳内的永久磁铁和线圈组成。当仪器在井中移动经过套管接箍时，由于接箍处套管加厚，改变了磁铁周围磁场的分布，使穿过线圈的磁通量变化而产生感应电动势。记录感应电流的大小，将得到一条套管接箍曲线。根据套管接箍曲线，配合磁性定位短节，可以确定井中射孔位置。实际应用中：磁定位测井对不同规格套管内径的适应性较差，尤其是大套管的测量效果相对较差，对套管接箍的识别能力不足。此外，磁定位易受到测速、污垢等环境的影响。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种液电式油层定位装置，该装置实现了利用套管接箍处的连接缝隙作为检测依据，可以检测出套管接箍的准确位置，进而推算出油层位置，具有结构简单，便于应用的特点，针对不同套管规格推出多种系列，适应不同井径的要求，检测精度不受套管尺寸影响，不受到测速、污垢等环境的影响。克服了现有套管磁定位测井对不同规格套管内径的适应性较差，对大套管的测量效果较差，对套管接箍的识别能力不足，易受到测速、污垢等环境的影响的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种液电式油层定位装置，由机械单元、电子单元、电缆和地面单元组成；机械单元包括本体，本体中部外壁上加工有多个圆形槽，圆形槽内安装有弹簧，弹簧外端套装有探测块，探测块侧面通过密封圈与圆形槽内壁密封，在圆形槽上端的本体上连接上压环，在圆形槽下端的本体上连接下压环，探测块外端台阶从上压环和下压环之间伸出并通过上压环和下压环限位，探测块不能够旋转，本体侧壁上开有能够连通圆形槽和本体中心通道的循环孔，本体上部内壁上设计有台阶，活塞坐在本体内壁台阶面上并通过密封圈与台阶面下端的本体内壁密封，活塞上端设置上弹簧，本体侧壁上开有能够与上弹簧相连通的平衡孔，上弹簧上端设有传压块，传压块上端设有压电传感器，压电传感器与旋转插头相连接，压帽置于压电传感器上端并连接在本体上端内壁上，旋转插头穿过压帽，本体下端外壁设计成锥形，本体下端中心通道被承压膜封死，承压膜下端设有顶丝，顶丝中心开有流道，顶丝连接在本体下端内壁上，本体侧壁上安装有密封丝堵，密封丝堵通过注油孔与承压膜和活塞之间的中心通道相连通；电子单元包括信号放大器Ⅰ，信号放大器Ⅰ、调制器、功率放大器顺次连接，信号放大器Ⅰ、调制器均与信号滤波器相连接，调制器与振荡器相连接；地面单元包括高频信号放大器，高频信号放大器、解调器、信号放大器Ⅱ、显示器顺次连接，解调器与同步振荡器相连接，解调器、信号放大器Ⅱ均与滤波器相连接；机械单元的旋转插头与电子单元的信号放大器Ⅰ相连接，电子单元的功率放大器通过电缆连接地面单元的高频信号放大器。
本发明的有益效果是：本发明利用套管接箍处的连接缝隙作为检测依据，可以检测出套管接箍的准确位置，进而推算出油层位置，具有结构简单，便于应用的特点，针对不同套管规格推出多种系列，适应不同井径的要求，检测精度不受套管尺寸影响，不受到测速、污垢等环境的影响。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为机械单元的结构示意图。
图3为电子单元的结构示意图。
图4为地面单元的结构示意图。
具体实施方式：
如图1、图2、图3、图4所示，一种液电式油层定位装置，由机械单元1、电子单元2、电缆3和地面单元4组成。机械单元1包括本体5，本体5中部外壁上加工有多个圆形槽，圆形槽内安装有弹簧7，弹簧7外端套装有探测块8，探测块8侧面通过密封圈与圆形槽内壁密封，在圆形槽上端的本体5上连接上压环6，在圆形槽下端的本体5上连接下压环9，探测块8外端台阶从上压环6和下压环9之间伸出并通过上压环6和下压环9限位，探测块8不能够旋转，本体5侧壁上开有能够连通圆形槽和本体5中心通道的循环孔10，本体5上部内壁上设计有台阶，活塞15坐在本体5内壁台阶面上并通过密封圈与台阶面下端的本体5内壁密封，活塞15上端设置上弹簧16，本体5侧壁上开有能够与上弹簧16相连通的平衡孔17，上弹簧16上端设有传压块18，传压块18上端设有压电传感器19，压电传感器19与旋转插头21相连接，压帽20置于压电传感器19上端并连接在本体5上端内壁上，旋转插头21穿过压帽20，本体5下端外壁设计成锥形，本体5下端中心通道被承压膜11封死，当承压膜11两侧的液体压差超过其最大值时，就会被击穿，防止因外界因素造成系统压力过高。承压膜11下端设有顶丝12，顶丝12中心开有流道，顶丝12连接在本体5下端内壁上，本体5侧壁上安装有密封丝堵14，密封丝堵14通过注油孔13与承压膜11和活塞15之间的中心通道相连通。电子单元2包括信号放大器Ⅰ22，信号放大器Ⅰ22、调制器23、功率放大器24顺次连接，信号放大器Ⅰ22、调制器23均与信号滤波器25相连接，调制器23与振荡器26相连接。地面单元4包括高频信号放大器27，高频信号放大器27、解调器28、信号放大器Ⅱ29、显示器30顺次连接，解调器28与同步振荡器31相连接，解调器28、信号放大器Ⅱ29均与滤波器32相连接。机械单元1的旋转插头21与电子单元2的信号放大器Ⅰ22相连接，电子单元2的功率放大器24通过电缆3连接地面单元4的高频信号放大器27。
使用时，电子单元2和机械单元1连接，由电缆3悬吊下入套管井内，在重力作用下，工具沿套管向下移动，因套管内径小于机械单元1外径，探测块8受到挤压会压缩弹簧7向内收缩，圆形槽内的液压油受压经循环孔10进入中心通道内，中心通道内的压力升高推动活塞15向上移动，活塞15压缩上弹簧16给传压块18和压电传感器19施加一个力F′，此时压电传感器19受力为F＝F′+F〞，F〞是上弹簧16预紧力。则此时对应力F，压电传感器19产生的电荷为Q1，Q1通过旋转插针21进入电子单元2。
信号放大器Ⅰ22收到压电传感器19发出的信号后将其放大，传送至调制器23，并由信号滤波器25对信号进行滤波，以降低或消除干扰信号，同时减少信号失真，振荡器26会产生高频振荡电流，并将此电流传送至调制器23，调制器23同时接收经放大、滤波后压电信号和高频振荡电流后将两者进行调制，形成便于远距离传输的高频载波，通过电缆3传送至地面单元4。
经过远距离电缆传输，高频载波信号会被衰减和干扰，首先经过高频信号放大器27将其放大，传送至解调器28，同步振荡器31产生高频振荡电流，此振荡电流与电子单元2的振荡器26所产生高频振荡电流频率和相位完全相同，完全同步，解调器28收到同步振荡器31生成的同步振荡电流和高频载波信号后，将高频载波信号进行解调，消除载波分量，将信号还原，此信号经滤波器32消除干扰信号后，由信号放大器Ⅱ29放大，最后传送至显示器30，由显示器30反应出对应的电流I1。
随着工具的继续下移，探测块8会进入套管接箍缝隙，在弹簧7推力作用下，探测块8沿径向伸出，圆形槽内液体压力降低，中心通道内的液压油流入圆形槽，同时活塞15在上弹簧16的作用下向下移动，此时压电传感器19所受力由F降低为F〞。压电传感器19会产生与F〞相对应的电荷Q2，电荷Q2经过电子单元2、电缆3最后由地面单元4反应出与之对应的电流I2。由地面显示，常态电流为I1，当出现I2表明探测块8进入套管接箍缝隙，依次来判断套管接箍位置，进而检测到短套管位置，从而确定油层位置。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种液电式油层定位装置，由机械单元(1)、电子单元(2)、电缆(3)和地面单元(4)组成；其特征在于：机械单元(1)包括本体(5)，本体(5)中部外壁上加工有多个圆形槽，圆形槽内安装有弹簧(7)，弹簧(7)外端套装有探测块(8)，探测块(8)侧面通过密封圈与圆形槽内壁密封，在圆形槽上端的本体(5)上连接上压环(6)，在圆形槽下端的本体(5)上连接下压环(9)，探测块(8)外端台阶从上压环(6)和下压环(9)之间伸出并通过上压环(6)和下压环(9)限位，探测块(8)不能够旋转，本体(5)侧壁上开有能够连通圆形槽和本体(5)中心通道的循环孔(10)，本体(5)上部内壁上设计有台阶，活塞(15)坐在本体(5)内壁台阶面上并通过密封圈与台阶面下端的本体(5)内壁密封，活塞(15)上端设置上弹簧(16)，本体(5)侧壁上开有能够与上弹簧(16)相连通的平衡孔(17)，上弹簧(16)上端设有传压块(18)，传压块(18)上端设有压电传感器(19)，压电传感器(19)与旋转插头(21)相连接，压帽(20)置于压电传感器(19)上端并连接在本体(5)上端内壁上，旋转插头(21)穿过压帽(20)，本体(5)下端外壁设计成锥形，本体(5)下端中心通道被承压膜(11)封死，承压膜(11)下端设有顶丝(12)，顶丝(12)中心开有流道，顶丝(12)连接在本体(5)下端内壁上，本体(5)侧壁上安装有密封丝堵(14)，密封丝堵(14)通过注油孔(13)与承压膜(11)和活塞(15)之间的中心通道相连通；电子单元(2)包括信号放大器Ⅰ(22)，信号放大器Ⅰ(22)、调制器(23)、功率放大器(24)顺次连接，信号放大器Ⅰ(22)、调制器(23)均与信号滤波器(25)相连接，调制器(23)与振荡器(26)相连接；地面单元(4)包括高频信号放大器(27)，高频信号放大器(27)、解调器(28)、信号放大器Ⅱ(29)、显示器(30)顺次连接，解调器(28)与同步振荡器(31)相连接，解调器(28)、信号放大器Ⅱ(29)均与滤波器(32)相连接；机械单元(1)的旋转插头(21)与电子单元(2)的信号放大器Ⅰ(22)相连接，电子单元(2)的功率放大器(24)通过电缆(3)连接地面单元(4)的高频信号放大器(27)。
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