CN108612521B - 一种油井动液面和套压模拟测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油井动液面和套压模拟测试装置及方法,该装置包括用于模拟油井的管架机构、用于为所述管架机构供油的储油机构、用于为所述管架机构供压的输压机构和用于为所述管架机构提供声源的发声机构;该方法包括步骤:一、油井动液面和套压模拟测试装置的安装;二、设定模拟油井动液面位置并调节模拟油井接箍;三、选择内爆发声方式或外爆发声方式测井;四、内爆发声方式测井;五、外爆发声方式测井;六、动液面测试仪的校正;七、储油机构的回油;八、获取压力和球阀的旋转角度对模拟油井动液面位置的影响。本发明可模拟真实油井井深、动液面、套压和动液面回波,实现油井动液面连续监测和远程采集,节省人工测试成本。
Description
技术领域
本发明属于模拟油井动液面测井技术领域,具体涉及一种油井动液面和套压模拟测试装置及方法。
背景技术
动液面是抽油井在正常生产时,油管和套管环形空间有一个液面,这个液面就叫动液面。动液面可以用从井口算起的深度表示其位置。在油井开采过程中,产量和综合效率的最大化是最终目标,而地层的供液能力是制约实现这一目标的根本因素。油井的动液面是反映地层供液能力的一个重要指标,是油田确定合理沉没度、制定合理工作制度的重要依据。通过对动液面的分析,根据动液面变化,判断油井的工作制度与地层能量的匹配情况。实际油井中油管和套管环形空间中存在由套管连接形成的接箍,接箍会对声波的接收造成周期性干扰,且油井中油管和套管环形空间中的压力大小也是影响油井开采的重要因素,传统的动液面推算有多种方法,一是通过静载示功图进行计算;二是通过地面功图计算泵功图,再利用泵功图计算油井动液面;测量存在一定的不安全因素。因此,现如今缺少一种油井动液面和套压模拟测试装置,能够模拟油井的接箍、套压和动液面,安全的校准和检测远程动液面测井技术的可靠性和准确性,有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种油井动液面和套压模拟测试装置,其设计新颖合理,可模拟真实油井井深、动液面、套压和动液面回波,实现油井动液面连续监测和远程采集,节省人工测试成本,安全可靠,便于推广使用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:包括用于模拟油井的管架机构、用于为所述管架机构供油的储油机构、用于为所述管架机构供压的输压机构和用于为所述管架机构提供声源的发声机构;所述管架机构由多层分别从下至上依次连通的管网组成,最底层所述管网为第一层管网,前一层所述管网的输出端通过透明竖管与下一层所述管网的输入端连通,所述管网由多节依次连通的管节组成,前一节所述管节的输出端通过透明横管与下一节所述管节的输入端连通,管节上安装有用于模拟油井接箍的球阀;所述储油机构包括油箱、与第一层管网输入端连通的输油管和安装在输油管上的第一控油阀,输油管远离第一层管网输入端的一端分两路,一路通过进油管与油箱连通,另一路通过回油管与油箱连通;进油管上安装有用于驱动抽油泵抽油的第一电机,回油管上安装有第二控油阀和用于驱动回油泵工作的第二电机;所述输压机构包括空压机,空压机通过三通管与最顶层所述管网连通,最顶层所述管网的管节上安装有压力表;所述发声机构包括内爆发声机构和外爆发声机构,所述内爆发声机构或所述外爆发声机构安装在最顶层所述管网的端部,所述内爆发声机构包括第一泄压阀,所述外爆发声机构包括与最顶层所述管网的输出端连通的储气管以及安装在储气管与最顶层所述管网的输出端连接位置处的第二泄压阀;
第一电机、第二电机、第一泄压阀、第二泄压阀、第一控油阀、第二控油阀和空压机均由控制器控制,最顶层所述管网的输出端上安装有用于测量所述内爆发声机构或所述外爆发声机构发出的次声波回波信号的声波采集器,声波采集器和压力表均通过动液面测试仪与控制器连接。
上述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述管架机构安装在支架上,所述支架包括多层横梁和用于固定多层横梁的多根竖梁,横梁的层数与管网的层数相等。
上述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述管节通过弯头与透明横管连接。
上述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述控制器上连接有用于与远程控制室通信的通信模块,所述通信模块为无线通信模块。
上述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述声波采集器为微音器。
上述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述透明竖管的长度为20cm~30cm。
同时,本发明还公开了一种步骤简单、设计合理、可模拟油井动液面测井过程的油井动液面和套压模拟测试方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、油井动液面和套压模拟测试装置的安装,过程如下:
步骤101、根据实际油井的深度设置模拟油井的深度,所述模拟油井的深度等于实际油井的深度,采用多个管节、多个透明横管和多个透明竖管拼装组成管架机构,所述管架机构的长度为L且L=n[mL1+(m-1)L2]+(n-1)L3,其中,L1为管节的长度,L2为透明横管的长度,L3为透明竖管的长度,m为每层管网中管节的数量,n为管网的层数,m和n均为不小于2的正整数;
步骤102、设置模拟油井的接箍:在每个管节上安装用于模拟油井接箍的球阀;
步骤103、安装储油机构:将所述储油机构与第一层管网输入端连接,保持第一控油阀和第二控油阀关闭;
步骤104、安装输压机构和压力表:将所述输压机构与最顶层所述管网连接,并在最顶层所述管网的管节上安装压力表;
步骤二、设定模拟油井动液面位置并调节模拟油井接箍:根据实际测井的历史数据库获取实际油井的动液面深度;根据公式限定所述储油机构向所述管架机构内输送原油的高度H,其中,H1为实际油井的动液面深度,ΔH为模拟油井油位补偿值,i为原油输送至所述管架机构中管网的层数;控制器开启第一控油阀和第一电机,利用抽油泵将油箱中的原油传输至所述管架机构内,直至所述管架机构中原油高度为H后,关闭第一控油阀和第一电机;调节球阀的旋转角度,实现模拟油井接箍反射面的调节;
步骤三、选择内爆发声方式或外爆发声方式测井:根据实际油井的井压选择内爆发声方式或外爆发声方式测井,当实际油井为带压井时,选择内爆发声方式测井,执行步骤四;当实际油井为无压井时,选择外爆发声方式测井,执行步骤五;
步骤四、内爆发声方式测井,过程如下:
步骤401、将第一泄压阀安装在最顶层所述管网的输出端,根据实际油井的套压,利用空压机向所述管架机构加压,利用控制器开启第一泄压阀,第一泄压阀泄压向所述管架机构产生次声波;
步骤402、利用声波采集器获取次声波的回波信号并将次声波的回波信号传输至动液面测试仪,控制器根据第一泄压阀的工作时间和动液面测试仪处理结果测得所述管架机构中模拟油井动液面深度后执行步骤六;
步骤五、外爆发声方式测井,过程如下:
步骤501、将储气管安装在最顶层所述管网的输出端,将第二泄压阀安装在储气管与最顶层所述管网的输出端连接位置处,利用控制器开启第二泄压阀,储气管排气向所述管架机构内产生次声波;
步骤502、利用声波采集器获取次声波的回波信号并将次声波的回波信号传输至动液面测试仪,控制器根据第二泄压阀的工作时间和动液面测试仪处理结果测得所述管架机构中模拟油井动液面深度后执行步骤六;
步骤六、动液面测试仪的校正:将测得的所述管架机构中模拟油井动液面深度与所述储油机构向所述管架机构内输送原油的高度H进行比较,校正动液面测试仪;
步骤七、储油机构的回油:对所述管架机构进行泄压,控制器控制第一控油阀、第二控油阀和第二电机工作,回油泵将所述管架机构中的原油回油至油箱中;
步骤八、调节所述管架机构中模拟油井动液面位置、压力和球阀的旋转角度,多次循环步骤二至步骤七,获取压力和球阀的旋转角度对模拟油井动液面位置的影响,进而获取实际油井套压和接箍反射面对实际油井动液面的相互关系。
上述的方法,其特征在于:步骤三中实际油井的套压小于0.2MPa时,实际油井为无压井;步骤三中实际油井的套压不小于0.2MPa时,实际油井为带压井。
上述的方法,其特征在于:步骤二中球阀的旋转角度为0°~90°。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用的油井动液面和套压模拟测试装置,通过设置管节、透明横管和透明竖管,利用弯头将管节、透明横管和透明竖管连接组成管架机构,采用分层排列的方式实现上千米深度的油井模拟,能够节省空间,便于推广使用。
2、本发明采用的油井动液面和套压模拟测试装置,通过设置球阀模拟实际油井中的接箍,实现实际油井中的接箍中反射面的调节,利用储油机构向管架机构中输油,模拟动液面,利用空压机向管架机构中加压,模拟真实油井中套压,采用内爆发声机构或外爆发声机构向管架机构提供声源,可靠稳定,使用效果好。
3、本发明采用的模拟油井动液面测井方法,步骤简单,可灵活的选取不同长度的管节、透明横管和透明竖管模拟实际油井深度,调节模拟油井接箍反射面和动液面位置,根据真实油井情况模拟无压井和带压井的测井,可反复多次测井,获取压力和球阀的旋转角度对模拟油井动液面位置的影响,进而获取实际油井套压和接箍反射面对实际油井动液面的影响,实现油井动液面连续监测和远程采集,节省人工测试成本,安全可靠,便于推广使用。
综上所述,本发明设计新颖合理,可模拟真实油井井深、动液面、套压和动液面回波,实现油井动液面连续监测和远程采集,节省人工测试成本,安全可靠,便于推广使用。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明采用的油井动液面和套压模拟测试装置的俯视结构示意图。
图2为图1的右视图。
图3为本发明采用的油井动液面和套压模拟测试装置的电路原理框图。
图4为本发明油井动液面和套压模拟测试方法流程框图。
附图标记说明:
1—油箱; 2—第一电机; 3—管节;
4—支架; 4-1—竖梁; 4-2—横梁;
5—球阀; 6—弯头; 7—三通管;
8—空压机; 9—压力表; 10—第一泄压阀;
11—第二泄压阀; 12—储气管; 13—第一控油阀;
14—透明竖管; 15—动液面测试仪; 16—控制器;
17—通信模块; 18—抽油泵; 19—第二电机;
20—第二控油阀; 21—输油管; 22—进油管;
23—回油管; 24—回油泵; 25—透明横管;
26—声波采集器。
具体实施方式
如图1至图3所示,本发明所述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,包括用于模拟油井的管架机构、用于为所述管架机构供油的储油机构、用于为所述管架机构供压的输压机构和用于为所述管架机构提供声源的发声机构;所述管架机构由多层分别从下至上依次连通的管网组成,最底层所述管网为第一层管网,前一层所述管网的输出端通过透明竖管14与下一层所述管网的输入端连通,所述管网由多节依次连通的管节3组成,前一节所述管节3的输出端通过透明横管25与下一节所述管节3的输入端连通,管节3上安装有用于模拟油井接箍的球阀5;所述储油机构包括油箱1、与第一层管网输入端连通的输油管21和安装在输油管21上的第一控油阀13,输油管21远离第一层管网输入端的一端分两路,一路通过进油管22与油箱1连通,另一路通过回油管23与油箱1连通;进油管22上安装有用于驱动抽油泵18抽油的第一电机2,回油管23上安装有第二控油阀20和用于驱动回油泵24工作的第二电机19;所述输压机构包括空压机8,空压机8通过三通管7与最顶层所述管网连通,最顶层所述管网的管节3上安装有压力表9;所述发声机构包括内爆发声机构和外爆发声机构,所述内爆发声机构或所述外爆发声机构安装在最顶层所述管网的端部,所述内爆发声机构包括第一泄压阀10,所述外爆发声机构包括与最顶层所述管网的输出端连通的储气管12以及安装在储气管12与最顶层所述管网的输出端连接位置处的第二泄压阀11;
第一电机2、第二电机19、第一泄压阀10、第二泄压阀11、第一控油阀13、第二控油阀20和空压机8均由控制器16控制,最顶层所述管网的输出端上安装有用于测量所述内爆发声机构或所述外爆发声机构发出的次声波回波信号的声波采集器26,声波采集器26和压力表9均通过动液面测试仪15与控制器16连接。
需要说明的是,所述管架机构由多层分别从下至上依次连通的管网组成,所述管网由多节依次连通的管节3组成的目的是形成分层排列的方式实现上千米深度的油井模拟,能够节省空间;前一节所述管节3的输出端通过透明横管25与下一节所述管节3的输入端连通,前一层所述管网的输出端通过透明竖管14与下一层所述管网的输入端连通的目的是便于观察原油输送的位置,及时控制输油量,确定动液面位置;管节3上安装球阀5的目的是模拟油井接箍,球阀5可旋转调节是为了调节模拟油井接箍的反射面的大小;利用储油机构向管架机构中输油,模拟动液面,利用空压机8向管架机构中加压,模拟真实油井中套压,采用内爆发声机构或外爆发声机构向管架机构提供声源,消除传统测量方式的不利因素,为安全生产提供了重要的技术保障,可靠稳定;所述储油机构中输油管21远离第一层管网输入端的一端分两路的目的一是为了便于油箱1中的原油快速的输入至管架机构中,二是为了便于实验测井结束后管架机构中的原油快速的回流至油箱1中,为原油的输送和回流提供传输路径,节省资源,抽油泵18和回油泵24的安装是为了缩短实验测量的时间;空压机8通过三通管7与最顶层所述管网连通的目的是避免连续的管节3中被气体填充,降低原油抽油的质量;所述发声机构包括内爆发声机构和外爆发声机构的目的是适应不同类型油井的发声特性,当油井为无压井时,发声机构采用外爆发声机构,当油井为带压井时,发声机构采用内爆发声机构,功能完备。
本实施例中,所述管架机构安装在支架4上,所述支架4包括多层横梁4-2和用于固定多层横梁4-2的多根竖梁4-1,横梁4-2的层数与管网的层数相等。
本实施例中,所述管节3通过弯头6与透明横管25连接。
实际使用中,利用弯头6将管节、透明横管和透明竖管连接组成管架机构,采用分层排列的方式实现上千米深度的油井模拟,能够节省空间。
本实施例中,所述控制器16上连接有用于与远程控制室通信的通信模块17,所述通信模块17为无线通信模块。
实际使用中,通信模块17优选的采用无线通信模块,减少连线,布设简单,控制器16优选为STM32F103开发板或笔记本电脑。
本实施例中,所述声波采集器26为微音器。
本实施例中,所述透明竖管14的长度为20cm~30cm。
需要说明的是,透明竖管14的长度为20cm~30cm的目的是便于观察原油上升的位置,同时压缩管架机构的高度,避免管架机构高度太高,实验场地放置困难,实际实验时,动液面的位置需停留在透明竖管14中,保证动液面位置精确,若原油输入量停留在某一层管网中时,由于管网长度较长,管网未填充满时,该层管网中的管节3中的原油上表面与管节3存在间隙,导致动液面位置不准确,因此,每次实验必须保持动液面的位置停留在某个透明竖管14中。
如图4所示的一种油井动液面和套压模拟测试装置的使用方法,包括以下步骤:
步骤一、油井动液面和套压模拟测试装置的安装,过程如下:
步骤101、根据实际油井的深度设置模拟油井的深度,所述模拟油井的深度等于实际油井的深度,采用多个管节3、多个透明横管25和多个透明竖管14拼装组成管架机构,所述管架机构的长度为L且L=n[mL1+(m-1)L2]+(n-1)L3,其中,L1为管节3的长度,L2为透明横管25的长度,L3为透明竖管14的长度,m为每层管网中管节3的数量,n为管网的层数,m和n均为不小于2的正整数,管架机构的长度L、管节3的长度L1、透明横管25的长度L2和透明竖管14的长度L3的单位均为米;
需要说明的是,mL1+(m-1)L2表示每层管网的长度,相邻两层管网利用一节透明竖管14连接,因此,透明竖管14的数量比管网的层数少1。
步骤102、设置模拟油井的接箍:在每个管节3上安装用于模拟油井接箍的球阀5;
步骤103、安装储油机构:将所述储油机构与第一层管网输入端连接,保持第一控油阀13和第二控油阀20关闭;
步骤104、安装输压机构和压力表:将所述输压机构与最顶层所述管网连接,并在最顶层所述管网的管节3上安装压力表9;
需要说明的是,管件连接位置处采用密封垫,保证管件的气密性,为实验提供安全保障。
步骤二、设定模拟油井动液面位置并调节模拟油井接箍:根据实际测井的历史数据库获取实际油井的动液面深度;根据公式限定所述储油机构向所述管架机构内输送原油的高度H,其中,H1为实际油井的动液面深度,ΔH为模拟油井油位补偿值,i为原油输送至所述管架机构中管网的层数,原油的高度H、实际油井的动液面深度H1和模拟油井油位补偿值ΔH的单位均为米;控制器16开启第一控油阀13和第一电机2,利用抽油泵18将油箱1中的原油传输至所述管架机构内,直至所述管架机构中原油高度为H后,关闭第一控油阀13和第一电机2;调节球阀5的旋转角度,实现模拟油井接箍反射面的调节;
本实施例中,步骤二中球阀5的旋转角度为0°~90°。
实际使用中,管节3的长度为20m~100m,透明横管25起连接作用,一般较短,透明横管25的长度为20cm~30cm,实际实验中,动液面的位置需停留在透明竖管14中,保证动液面位置测量的精确性,因此,所述储油机构向所述管架机构内输送原油的高度H需介于相邻两层管网之间,模拟油井油位补偿值ΔH便于调整动液面位置,使其适应的测试装置。
步骤三、选择内爆发声方式或外爆发声方式测井:根据实际油井的井压选择内爆发声方式或外爆发声方式测井,当实际油井为带压井时,选择内爆发声方式测井,执行步骤四;当实际油井为无压井时,选择外爆发声方式测井,执行步骤五;
本实施例中,步骤三中实际油井的套压小于0.2MPa时,实际油井为无压井;步骤三中实际油井的套压不小于0.2MPa时,实际油井为带压井。
步骤四、内爆发声方式测井,过程如下:
步骤401、将第一泄压阀10安装在最顶层所述管网的输出端,根据实际油井的套压,利用空压机8向所述管架机构加压,利用控制器16开启第一泄压阀10,第一泄压阀10泄压向所述管架机构产生次声波;
步骤402、利用声波采集器26获取次声波的回波信号并将次声波的回波信号传输至动液面测试仪15,控制器16根据第一泄压阀10的工作时间和动液面测试仪15处理结果测得所述管架机构中模拟油井动液面深度后执行步骤六;
步骤五、外爆发声方式测井,过程如下:
步骤501、将储气管12安装在最顶层所述管网的输出端,将第二泄压阀11安装在储气管12与最顶层所述管网的输出端连接位置处,利用控制器16开启第二泄压阀11,储气管12排气向所述管架机构内产生次声波;
步骤502、利用声波采集器26获取次声波的回波信号并将次声波的回波信号传输至动液面测试仪15,控制器16根据第二泄压阀11的工作时间和动液面测试仪15处理结果测得所述管架机构中模拟油井动液面深度后执行步骤六;
步骤六、动液面测试仪的校正:将测得的所述管架机构中模拟油井动液面深度与所述储油机构向所述管架机构内输送原油的高度H进行比较,校正动液面测试仪15;
步骤七、储油机构的回油:对所述管架机构进行泄压,控制器16控制第一控油阀13、第二控油阀20和第二电机19工作,回油泵24将所述管架机构中的原油回油至油箱1中;
实际使用中,储油机构的回油可实现的测试装置的反复使用,适应不同类型油井,不同动液面位置和胎压的油井,减少投入成本。
步骤八、调节所述管架机构中模拟油井动液面位置、压力和球阀的旋转角度,多次循环步骤二至步骤七,获取压力和球阀的旋转角度对模拟油井动液面位置的影响,进而获取实际油井套压和接箍反射面对实际油井动液面的相互关系。
本发明使用时,可灵活的选取不同长度的管节3、透明横管25和透明竖管14模拟实际油井深度,调节模拟油井接箍反射面和动液面位置,根据真实油井情况模拟无压井和带压井的测井,可反复多次测井,获取压力和球阀5的旋转角度对模拟油井动液面位置的影响,进而获取实际油井套压和接箍反射面对实际油井动液面的影响,实现油井动液面连续监测和远程采集,节省人工测试成本,安全可靠。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:包括用于模拟油井的管架机构、用于为所述管架机构供油的储油机构、用于为所述管架机构供压的输压机构和用于为所述管架机构提供声源的发声机构;所述管架机构由多层分别从下至上依次连通的管网组成,最底层所述管网为第一层管网,前一层所述管网的输出端通过透明竖管(14)与下一层所述管网的输入端连通,所述管网由多节依次连通的管节(3)组成,前一节所述管节(3)的输出端通过透明横管(25)与下一节所述管节(3)的输入端连通,管节(3)上安装有用于模拟油井接箍的球阀(5);所述储油机构包括油箱(1)、与第一层管网输入端连通的输油管(21)和安装在输油管(21)上的第一控油阀(13),输油管(21)远离第一层管网输入端的一端分两路,一路通过进油管(22)与油箱(1)连通,另一路通过回油管(23)与油箱(1)连通;进油管(22)上安装有用于驱动抽油泵(18)抽油的第一电机(2),回油管(23)上安装有第二控油阀(20)和用于驱动回油泵(24)工作的第二电机(19);所述输压机构包括空压机(8),空压机(8)通过三通管(7)与最顶层所述管网连通,最顶层所述管网的管节(3)上安装有压力表(9);所述发声机构包括内爆发声机构和外爆发声机构,所述内爆发声机构或所述外爆发声机构安装在最顶层所述管网的端部,所述内爆发声机构包括第一泄压阀(10),所述外爆发声机构包括与最顶层所述管网的输出端连通的储气管(12)以及安装在储气管(12)与最顶层所述管网的输出端连接位置处的第二泄压阀(11);
第一电机(2)、第二电机(19)、第一泄压阀(10)、第二泄压阀(11)、第一控油阀(13)、第二控油阀(20)和空压机(8)均由控制器(16)控制,最顶层所述管网的输出端上安装有用于测量所述内爆发声机构或所述外爆发声机构发出的次声波回波信号的声波采集器(26),声波采集器(26)和压力表(9)均通过动液面测试仪(15)与控制器(16)连接;
所述管架机构安装在支架(4)上,所述支架(4)包括多层横梁(4-2)和用于固定多层横梁(4-2)的多根竖梁(4-1),横梁(4-2)的层数与管网的层数相等;
所述管节(3)通过弯头(6)与透明横管(25)连接。
2.按照权利要求1所述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述控制器(16)上连接有用于与远程控制室通信的通信模块(17),所述通信模块(17)为无线通信模块。
3.按照权利要求1所述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述声波采集器(26)为微音器。
4.按照权利要求1所述的一种油井动液面和套压模拟测试装置,其特征在于:所述透明竖管(14)的长度为20cm~30cm。
5.一种利用如权利要求1所述装置进行油井动液面和套压模拟测试的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤一、油井动液面和套压模拟测试装置的安装,过程如下:
步骤101、根据实际油井的深度设置模拟油井的深度,所述模拟油井的深度等于实际油井的深度,采用多个管节(3)、多个透明横管(25)和多个透明竖管(14)拼装组成管架机构,所述管架机构的长度为且/>,其中,/>为管节(3)的长度,/>为透明横管(25)的长度,/>为透明竖管(14)的长度,/>为每层管网中管节(3)的数量,/>为管网的层数,/>和/>均为不小于2的正整数;
步骤102、设置模拟油井的接箍:在每个管节(3)上安装用于模拟油井接箍的球阀(5);
步骤103、安装储油机构:将所述储油机构与第一层管网输入端连接,保持第一控油阀(13)和第二控油阀(20)关闭;
步骤104、安装输压机构和压力表:将所述输压机构与最顶层所述管网连接,并在最顶层所述管网的管节(3)上安装压力表(9);
步骤二、设定模拟油井动液面位置并调节模拟油井接箍:根据实际测井的历史数据库获取实际油井的动液面深度;根据公式,限定所述储油机构向所述管架机构内输送原油的高度/>,其中,/>为实际油井的动液面深度,/>为模拟油井油位补偿值,/>为原油输送至所述管架机构中管网的层数;控制器(16)开启第一控油阀(13)和第一电机(2),利用抽油泵(18)将油箱(1)中的原油传输至所述管架机构内,直至所述管架机构中原油高度为/>后,关闭第一控油阀(13)和第一电机(2);调节球阀(5)的旋转角度,实现模拟油井接箍反射面的调节;
步骤三、选择内爆发声方式或外爆发声方式测井:根据实际油井的井压选择内爆发声方式或外爆发声方式测井,当实际油井为带压井时,选择内爆发声方式测井,执行步骤四;当实际油井为无压井时,选择外爆发声方式测井,执行步骤五;
步骤四、内爆发声方式测井,过程如下:
步骤401、将第一泄压阀(10)安装在最顶层所述管网的输出端,根据实际油井的套压,利用空压机(8)向所述管架机构加压,利用控制器(16)开启第一泄压阀(10),第一泄压阀(10)泄压向所述管架机构产生次声波;
步骤402、利用声波采集器(26)获取次声波的回波信号并将次声波的回波信号传输至动液面测试仪(15),控制器(16)根据第一泄压阀(10)的工作时间和动液面测试仪(15)处理结果测得所述管架机构中模拟油井动液面深度后执行步骤六;
步骤五、外爆发声方式测井,过程如下:
步骤501、将储气管(12)安装在最顶层所述管网的输出端,将第二泄压阀(11)安装在储气管(12)与最顶层所述管网的输出端连接位置处,利用控制器(16)开启第二泄压阀(11),储气管(12)排气向所述管架机构内产生次声波;
步骤502、利用声波采集器(26)获取次声波的回波信号并将次声波的回波信号传输至动液面测试仪(15),控制器(16)根据第二泄压阀(11)的工作时间和动液面测试仪(15)处理结果测得所述管架机构中模拟油井动液面深度后执行步骤六;
步骤六、动液面测试仪的校正:将测得的所述管架机构中模拟油井动液面深度与所述储油机构向所述管架机构内输送原油的高度进行比较,校正动液面测试仪(15);
步骤七、储油机构的回油:对所述管架机构进行泄压,控制器(16)控制第一控油阀(13)、第二控油阀(20)和第二电机(19)工作,回油泵(24)将所述管架机构中的原油回油至油箱(1)中;
步骤八、调节所述管架机构中模拟油井动液面位置、压力和球阀的旋转角度,多次循环步骤二至步骤七,获取压力和球阀的旋转角度对模拟油井动液面位置的影响,进而获取实际油井套压和接箍反射面对实际油井动液面的相互关系。
6.按照权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤三中实际油井的套压小于0.2MPa时,实际油井为无压井;步骤三中实际油井的套压不小于0.2MPa时,实际油井为带压井。
7.按照权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤二中球阀(5)的旋转角度为0°~90°。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0218784D0 (en) * | 2002-08-13 | 2002-09-18 | Reeves Wireline Tech Ltd | Apparatuses and methods for deploying logging tools and signalling in boreholes |
CN103234833A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-08-07 | 西安海联石化科技有限公司 | 稀有金属管材水压试验设备及方法 |
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---|---|---|---|---|
GB0218784D0 (en) * | 2002-08-13 | 2002-09-18 | Reeves Wireline Tech Ltd | Apparatuses and methods for deploying logging tools and signalling in boreholes |
CN103234833A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-08-07 | 西安海联石化科技有限公司 | 稀有金属管材水压试验设备及方法 |
US9810042B1 (en) * | 2014-04-16 | 2017-11-07 | Schlumberger Technology Corporation | Oil well simulation tool |
CN106869906A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 沈阳新石科技有限公司 | 一种油井液面自动监测装置、方法及系统 |
CN106837306A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-06-13 | 西安海联石化科技有限公司 | 一体化油井动态液面测量装置及方法 |
CN107448194A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-12-08 | 中国石油大学(华东) | 一种水平井出水井段压力变化模拟试验装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于动液面与套压的抽油控制系统;张乃禄;李伟强;刘峰;黄伟;王伟;皇甫王欢;;西安石油大学学报(自然科学版)(第01期);全文 * |
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