CN105649611B - 一种同心电动分层压降测试仪器及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种同心电动分层压降测试仪器及其测试方法，包括绳帽、外护筒、解锁套筒、限位套筒、胶筒、中心管、推力筒及尾堵等，外护筒内设置定位杆，定位杆上装限位销钉、钢球、凸轮组件和定位爪；限位套筒内设置上中心管，上中心管与下中心管连接在一起，下中心管安装上胶筒和下胶筒；上中心管、下中心管内设置拉力杆、中心杆，拉力杆与中心杆连接，中心杆内部开有导压孔用于传导地层压力，外部有环形槽用于和锁定爪形成限位锁定；下胶筒下端依次连接推力筒和尾环。采用井下压力提供动力，不需要其他动力源，实现上胶筒和下胶筒有效坐封，高效采集油管内、地层压力及井下温度的变化情况，有效掌握油藏能量变化，指导油藏动态调整。
Description
技术领域
本发明属于油田注水技术领域，具体涉及一种同心电动分层压降测试仪器及其测试方法。
背景技术
精细分层注水技术是解决油藏非均质性，提高油藏水驱动用程度的有效手段，桥式同心分注工艺技术作为新一代分注工艺技术，在大斜度、深井、尤其是采出水回注井井况条件下，具有较好的适应性，大幅提升了分注工艺作业效率及成功率。
随着桥式同心分注工艺的不断推广应用，油田注水对该工艺的配套技术提出了日益增大的需求，现场作业亟需开展配套工艺的攻关研究。
目前桥式同心分注工艺尚无配套的分层压降测试仪器，无法有效测试分注井分层压力变化情况，无法掌握油藏注水开发动态。
发明内容
本发明的目的在于克服目前桥式同心分注工艺尚无配套的分层压降测试仪器，无法有效测试分注井分层压力变化情况，无法掌握油藏注水开发动态的问题。
为此本发明提供了一种同心电动分层压降测试仪器，包括绳帽、外护筒、定位杆、中心管、胶筒、尾堵，外护筒连接在绳帽下端，外护筒下端连接着解锁套筒，外护筒内部装有定位杆，解锁套筒下端连接着限位套筒，限位套筒下端面为斜面，通过该斜面与同样有有斜面的顶环相对而设，限位套筒内设置上中心管，上中心管下端通过销钉连接下中心管，所述下中心管外安装着上胶筒和下胶筒，下中心管中部还设有径向的注水孔；
所述上中心管、下中心管内设置拉力杆、中心杆，所述拉力杆与中心杆通过螺纹连接在一起，所述中心杆内部开有用于传导地层压力的导压孔，导压孔内装有压力传感器；
所述下胶筒下端依次连接推力筒和尾环，推力筒内壁与中心杆形成环空空间，且中心杆杆壁对应于该环空空间的位置设有径向的连接其内部导压孔的通孔。
所述的定位杆中部为镂空结构，其内通过销轴穿着凸轮，凸轮绕着销轴旋转，定位杆对应着凸轮最下端的位置上固定着靠凸轮撑开的定位爪。
所述的定位杆上还装有限位销钉和钢球，钢球装在定位杆外部并与外护筒内壁抵触，限位销钉装在定位杆内部凸轮的上方对凸轮进行限位。
所述的推力筒内壁设置着锁定爪，中心杆外部有与锁定爪相对应设置的环形槽。
所述的推力筒和尾环均有三个，分别为第一推力筒、第一尾环、第二推力筒、第二尾环、第三推力筒和尾堵，第一推力筒、第一尾环、第二推力筒、第二尾环）、第三推力筒顺次连接安装在下胶筒下端，最下端用尾堵封闭连接。
一种同心电动分层压降测试仪器的测试方法，包括如下内容：
采用钢丝作业，将同心电动分层压降测试仪器沿油管内下入预定位置，随后上提仪器，凸轮遇到配水器的工作筒后发生转动，同时定位爪张开；
上提同心电动分层压降测试仪器下放，使得定位爪与配水器定位平台对接，在重力及惯性作用下外护筒带动解锁套筒下移，解锁套筒推动限位套筒下移，限位套筒通过其斜面推动顶环，在斜面作用下，顶环被迫沿径向收缩，卡紧定位杆，同时对上胶筒上方起到限位作用；与此同时，位于同心电动分层压降测试仪器中部的注水孔与配水器的注水孔对接，地层压力通过配水器注水孔及中心杆上的导压孔进入仪器，通过中心杆的径向通孔和导压孔，推动第一推力筒、第二推力筒、第三推力筒运动，压缩上胶筒和下胶筒变形贴紧配水器工作筒内壁实现密封；同时，锁定爪与中心杆通过环形槽实现位置锁定，防止井下压力波动对上胶筒和下胶筒变形量产生影响。
同心电动分层压降测试仪器坐封后，地层压力通过配水器注水孔及中心杆上的导压孔进入仪器；水流通过配水器的桥式通道过流，油管内压力直接由同心电动分层压降测试仪器内部的压力传感器采集；由于同心电动分层压降测试仪器不采用电力工作，故整套仪器串可长期在井下进行测试。
测试完成后，通过钢丝作业下入投捞装置，投捞装置下到位后与同心电动分层压降测试仪器上端绳帽对接，之后上提仪器，同心电动分层压降测试仪器上的外护筒将带动解锁套筒上移，解除限位套筒和顶环之间的锁定，继续上提仪器将撤销上胶筒和下胶筒两侧的限位及压缩力，上胶筒和下胶筒在自身弹性作用下复原，进而将仪器沿油管上提出井筒，并在地面读取测试数据。
本发明的有益效果：
（1）采用钢丝作业，从油管内起下，作业方便；
（2）采用双胶筒，在注水孔上下密封，同时不影响过流；
（3）采用实心的胶筒而非皮碗，能够分别承受来自胶筒两侧的双向压差；
（4）采用纯机械结构，能长期在井下工作，且动作、投捞可靠。
（5）采用三级活塞串联能实现很大的坐封力，并能根据现场井况增加或减少活塞级数。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是同心电动分层压降测试仪器的整体结构示意图。
附图标记说明：1-绳帽；2-外护筒；3-定位杆；4-限位销钉；5-钢球；6-凸轮；7-定位爪；8-解锁套筒；9-限位套筒；10-上中心管；11-顶环；12-拉力杆；13-上胶筒；14-下中心管；15-中心杆；16-下胶筒；17-锁定爪；18-第一推力筒；19-第一尾环；20-第二推力筒；21-第二尾环；22-第三推力筒；23-尾堵。
具体实施方式
为了采用机械式作业原理，运用井下压力实现测试仪器的有效坐封，高效采集桥式同心分注井油管内、地层压力及井下温度的变化情况，有效掌握油藏能量变化，指导油藏动态调整，提供了一种同心电动分层压降测试仪器。
本实施例提供一种同心电动分层压降测试仪器，如图1所示，包括绳帽1、外护筒2、定位杆3、中心管、胶筒、尾堵23，外护筒2连接在绳帽1下端，外护筒2下端连接着解锁套筒8，外护筒2内部装有定位杆3，解锁套筒8下端连接着限位套筒9，限位套筒9下端面为斜面，通过该斜面与同样有有斜面的顶环11相对而设，限位套筒9内设置上中心管10，上中心管10下端通过销钉连接下中心管14，所述下中心管14外安装着上胶筒13和下胶筒16，下中心管14中部还设有径向的注水孔；
上中心管10、下中心管14内设置拉力杆12、中心杆15，所述拉力杆12与中心杆15通过螺纹连接在一起，所述中心杆15内部开有用于传导地层压力的导压孔，导压孔内装有压力传感器；
下胶筒16下端依次连接推力筒和尾环，推力筒内壁与中心杆15形成环空空间，且中心杆15杆壁对应于该环空空间的位置设有径向的连接其内部导压孔的通孔。
实施例2：
本实施例对定位杆3的结构进行具体说明，上述的定位杆3中部为镂空结构，其内通过销轴穿着凸轮6，凸轮6绕着销轴旋转，定位杆3对应着凸轮6最下端的位置上固定着靠凸轮6撑开的定位爪7。
进一步地，定位杆3上还装有限位销钉4和钢球5，钢球5装在定位杆3外部并与外护筒2内壁抵触，钢球5起到了缓冲的作用，使得定位杆3与外护筒2之间不会因为偏心而影响其使用寿命；限位销钉4装在定位杆3内部凸轮6的上方对凸轮6进行限位。
凸轮6与定位爪7配合，凸轮6的两头大小不一，则在小头与定位爪7接触时候，定位爪7不作用，当凸轮6随着销轴旋转，其大头位置与定位爪7接触时候，抵压着定位爪7上部，使得定位爪7撑开，与配水器定位平台对接。
优化的结构，推力筒内壁设置着锁定爪17，中心杆15外部有与锁定爪17相对应设置的环形槽。
实施例3：
在本实施例中，在实施例1的基础上，推力筒和尾环均有三个，分别为第一推力筒18、第一尾环19、第二推力筒20、第二尾环21、第三推力筒22和尾堵23，第一推力筒18、第一尾环19、第二推力筒20、第二尾环21、第三推力筒22顺次连接安装在下胶筒16下端，最下端用尾堵23封闭连接。采用三级活塞串联能实现很大的坐封力，并能根据现场井况增加或减少活塞级数。
实施例4：
上述同心电动分层压降测试仪器具体的工作原理如下：
采用钢丝作业，将同心电动分层压降测试仪器沿油管内下入预定位置，随后上提仪器，凸轮6遇到配水器的工作筒后发生转动，同时定位爪7张开；
上提同心电动分层压降测试仪器下放，使得定位爪7与配水器定位平台对接，在重力及惯性作用下外护筒2带动解锁套筒8下移，解锁套筒8推动限位套筒9下移，限位套筒9通过其斜面推动顶环11，在斜面作用下，顶环11被迫沿径向收缩，卡紧定位杆3，同时对上胶筒13上方起到限位作用；与此同时，位于同心电动分层压降测试仪器中部的注水孔与配水器的注水孔对接，地层压力通过配水器注水孔及中心杆15上的导压孔进入仪器，通过中心杆15的径向通孔和导压孔，推动第一推力筒18、第二推力筒20、第三推力筒22运动，压缩上胶筒13和下胶筒16变形贴紧配水器工作筒内壁实现密封；同时，锁定爪17与中心杆15通过环形槽实现位置锁定，防止井下压力波动对上胶筒和下胶筒变形量产生影响。
同心电动分层压降测试仪器坐封后，地层压力通过配水器注水孔及中心杆15上的导压孔进入仪器；水流通过配水器的桥式通道过流，油管内压力直接由同心电动分层压降测试仪器内部的压力传感器采集；由于同心电动分层压降测试仪器不采用电力工作，故整套仪器串可长期在井下进行测试。
测试完成后，通过钢丝作业下入投捞装置，投捞装置下到位后与同心电动分层压降测试仪器上端绳帽1对接，之后上提仪器，同心电动分层压降测试仪器上的外护筒2将带动解锁套筒8上移，解除限位套筒9和顶环11之间的锁定，继续上提仪器将撤销上胶筒13和下胶筒16两侧的限位及压缩力，上胶筒13和下胶筒16在自身弹性作用下复原，进而将仪器沿油管上提出井筒，并在地面读取测试数据。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）采用钢丝作业，将同心电动分层压降测试仪器沿油管内下入预定位置，随后上提仪器；
（2）上提同心电动分层压降测试仪器下放，使得同心电动分层压降测试仪器坐封；
（3）同心电动分层压降测试仪器坐封后，水流通过配水器的桥式通道过流，由同心电动分层压降测试仪器内部的压力传感器直接采集油管内压力；
（4）测试完成后，通过钢丝作业下入投捞装置，投捞装置下到位后与同心电动分层压降测试仪器上端对接，之后上提仪器进行解锁，然后将仪器沿油管上提出井筒，并在地面读取测试数据。
2.如权利要求1所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，上提同心电动分层压降测试仪器下放，使得定位爪（7）与配水器定位平台对接，在重力及惯性作用下外护筒（2）带动解锁套筒（8）下移，解锁套筒（8）推动限位套筒（9）下移，限位套筒（9）通过其斜面推动顶环（11），在斜面作用下，顶环（11）被迫沿径向收缩，卡紧定位杆（3），同时对上胶筒（13）上方起到限位作用；与此同时，位于同心电动分层压降测试仪器中部的注水孔与配水器的注水孔对接，地层压力通过配水器注水孔及中心杆（15）上的导压孔进入仪器，通过中心杆（15）的径向通孔和导压孔，推动第一推力筒（18）、第二推力筒（20）、第三推力筒（22）运动，压缩上胶筒（13）和下胶筒（16）变形贴紧配水器工作筒内壁实现密封；同时，锁定爪（17）与中心杆（15）通过环形槽实现位置锁定，防止井下压力波动对上胶筒和下胶筒变形量产生影响。
3.如权利要求1所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的步骤（3）中，同心电动分层压降测试仪器坐封后，地层压力通过配水器注水孔及中心杆（15）上的导压孔进入仪器；水流通过配水器的桥式通道过流，油管内压力直接由同心电动分层压降测试仪器内部的压力传感器采集。
4.如权利要求1所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，测试完成后，通过钢丝作业下入投捞装置，投捞装置下到位后与同心电动分层压降测试仪器上端绳帽（1）对接，之后上提仪器，同心电动分层压降测试仪器上的外护筒（2）将带动解锁套筒（8）上移，解除限位套筒（9）和顶环（11）之间的锁定，继续上提仪器将撤销上胶筒（13）和下胶筒（16）两侧的限位及压缩力，上胶筒（13）和下胶筒（16）在自身弹性作用下复原，进而将仪器沿油管上提出井筒，并在地面读取测试数据。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的同心电动分层压降测试仪器包括绳帽（1）、外护筒（2）、定位杆（3）、中心管、胶筒、尾堵（23），外护筒（2）连接在绳帽（1）下端，外护筒（2）下端连接着解锁套筒（8），外护筒（2）内部装有定位杆（3），解锁套筒（8）下端连接着限位套筒（9），限位套筒（9）下端面为斜面，通过该斜面与同样有斜面的顶环（11）相对而设，限位套筒（9）内设置上中心管（10），上中心管（10）下端通过销钉连接下中心管（14），所述下中心管（14）外安装着上胶筒（13）和下胶筒（16），下中心管（14）中部还设有径向的注水孔；
所述上中心管（10）、下中心管（14）内设置拉力杆（12）、中心杆（15），所述拉力杆（12）与中心杆（15）通过螺纹连接在一起，所述中心杆（15）内部开有用于传导地层压力的导压孔，导压孔内装有压力传感器；
所述下胶筒（16）下端依次连接推力筒和尾环，推力筒内壁与中心杆（15）形成环空空间，且中心杆（15）杆壁对应于该环空空间的位置设有径向的连接其内部导压孔的通孔。
6.如权利要求5所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的定位杆（3）中部为镂空结构，其内通过销轴穿着凸轮（6），凸轮（6）绕着销轴旋转，定位杆（3）对应着凸轮（6）最下端的位置上固定着靠凸轮（6）撑开的定位爪（7）。
7.如权利要求6所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的定位杆（3）上还装有限位销钉（4）和钢球（5），钢球（5）装在定位杆（3）外部并与外护筒（2）内壁抵触，限位销钉（4）装在定位杆（3）内部凸轮（6）的上方对凸轮（6）进行限位。
8.如权利要求5所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的推力筒内壁设置着锁定爪（17），中心杆（15）外部有与锁定爪（17）相对应设置的环形槽。
9.如权利要求6或7或8所述的同心电动分层压降测试仪器的测试方法，其特征在于：所述的推力筒和尾环均有三个，分别为第一推力筒（18）、第一尾环（19）、第二推力筒（20）、第二尾环（21）、第三推力筒（22）和尾堵（23），第一推力筒（18）、第一尾环（19）、第二推力筒（20）、第二尾环（21）、第三推力筒（22）顺次连接安装在下胶筒（16）下端，最下端用尾堵（23）封闭连接。
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