CN109751039A - 井下试油电控液压模块化测试系统 - Google Patents

Abstract

井下试油电控液压模块化测试系统，包括井上设备、井下设备、管缆；井下设备包括射孔枪、可取桥塞模块、测试阀模块、封隔器模块、液油腔装置、电潜泵、管缆下接头、自密封封隔器、管缆上接头、渐变径扶正器，井下设备通过管缆连接设置在油井套管内；液油腔装置利用井下高压地层流体压力产生高压动力油，驱动井下试油工具动作；可取桥塞模块、测试阀模块、封隔器模块设置有位移传感器、温度传感器、压力传感器，用于井下试油工具动作位移测量及井下温度、压力参数的远程采集；井下试油工具两端接头标准化，降低了试油作业时不同工具间连接的工作量；井下试油电控液压模块化测试系统具有工具仪器化、操作远程化、连接标准化的特点。

Description

井下试油电控液压模块化测试系统

技术领域

本发明涉及石油开采过程中的试油技术领域，具体涉及井下试油电控液压模块化测试系统。

背景技术

已知的，现有的井下试油用桥塞、封隔器、测试阀等试油工具，在实际工作时需地面通过高压油管柱提供高压动力油，或者通过对井下试油工具连接管柱的提拉、旋转来操作井下试油工具的动作；但井下试油工具与地面距离高达三、四千米，地面提供高压动力油或机械操作的连接管柱，在传送高压动力油或机械操作的过程中，会产生很大的弹性变形，因此对井下试油工具的准确控制非常困难；现有的井下试油作业除了试油工具，还需要温度、压力传感器及辅助连接设备，试油工具、传感器及辅助连接设备的种类繁多，采购成本和管理工作量均较大；现有的井下试油工具以及传感器之间的连接为非标准结构，各工具及传感器间的连接复杂，相应增加了试油作业时的工作量，使试油作业效率较低。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了井下试油电控液压模块化测试系统，本系统包括井上设备、井下设备、管缆；井下设备包括液油腔装置和井下试油工具，井下试油工具自身设置有双向动力装置，液油腔装置利用井下高压地层流体压力产生高压动力油，驱动井下试油工具的双向动力装置运动，实现井下试油工具的动作；井下试油工具的双向动力装置内设置有位移传感器，通过管缆内电缆的连接，井上设备就可实现远程对井下试油工具动作的准确控制；另外，井下试油工具的双向动力装置内还设置有温度、压力传感器，通过管缆内电缆的连接，井上设备也可以实现远程对井下试油工具所在地层的温度、压力参数的采集；因此模块化试油工具可省去现有的试油作业所需的温度、压力传感器及辅助连接设备，减少试油传感器及辅助连接设备的种类，降低了试油工具及设备采购成本和管理工作量；模块化井下试油工具两端的接头采用标准五芯电液接头，通过标准的五芯电液接头连接，就可实现不同试油工具间高低压油路、五芯电缆管路、地层流体通道的同时连通；五芯电液接头具有连接简单、可靠的优点，降低了试油作业时不同工具间连接的工作量，使试油作业效率提高。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：井下试油电控液压模块化测试系统，包括井上设备、井下设备、管缆；所述井上设备包括发电房、变频及数采房、连续油管作业车、复合滑环；所述发电房为井上设备及井下设备工作提供电源的装置；所述变频及数采房包括电源变换装置、井下设备控制及数据采集装置；所述连续油管作业车为可移动式液压驱动连续油管起下、运输装置，连续油管作业车设置有滚筒撬，滚筒撬上设置有管缆，管缆缠绕在滚筒撬的滚筒上；所述复合滑环为变频及数采房与管缆连接用装置；所述发电房、变频及数采房用电缆连接，变频及数采房与管缆通过复合滑环用电缆连接，变频及数采房与管缆的连接包括三芯动力电源连接和五芯通信电缆连接；

所述井下设备包括可取桥塞模块、测试阀模块、封隔器模块、液油腔装置、电潜泵、管缆下接头、自密封封隔器、管缆上接头、渐变径扶正器，所述井下设备通过管缆连接设置在油井套管内；

所述可取桥塞模块包括可取桥塞、双向动力装置，可取桥塞、双向动力装置通过芯轴与传动套筒连接；所述测试阀模块包括测试阀、双向动力装置，测试阀、双向动力装置通过芯轴与传动套筒连接；所述封隔器模块包括封隔器、双向动力装置，封隔器、双向动力装置通过芯轴与传动套筒连接；

所述可取桥塞模块设置在井下设备的最下部，测试阀模块设置在可取桥塞模块上部，封隔器模块设置在测试阀模块上部，液油腔装置设置在封隔器模块上部，液油腔装置上设置有地层流体排出口，电潜泵设置在液油腔装置上部，电潜泵上设置有地层流体吸入口；从可取桥塞模块上端至电潜泵下端，各模块之间通过五芯电液接头连接；所述自密封封隔器设置在电潜泵上部，自密封封隔器与电潜泵通过管缆下接头用螺纹连接，同时还设置有三芯动力电源电缆连接和五芯通信电缆连接；所述渐变径扶正器设置在自密封封隔器上部，渐变径扶正器与自密封封隔器通过管缆上接头用螺纹连接，同时还设置有三芯动力电源电缆连接和五芯通信电缆连接，管缆上接头设置有地层流体排出口，渐变径扶正器上端与管缆用螺纹连接，同时还设置有三芯动力电源电缆连接和五芯通信电缆连接；

所述可取桥塞模块、封隔器模块将油井套管分割若干个独立的环形工作空间，环形工作空间包括采油空间、电潜泵工作空间。

优选的，所述五芯电液接头内设置有五芯电缆通道、高压油通道、低压油通道、地层流体通道。

优选的，所述可取桥塞模块、测试阀模块、封隔器模块内的芯轴中设置有五芯电缆通道、高压油通道、低压油通道、地层流体通道。

优选的，所述可取桥塞模块下端设置有射孔枪 ，射孔枪与可取桥塞模块之间通过五芯电液接头连接。

优选的，所述可取桥塞模块与测试阀模块之间设置有层间调节短节 ，层间调节短节与可取桥塞模块 、测试阀模块通过五芯电液接头连接；层间调节短节用于调节可取桥塞模块与封隔器模块之间的距离。

优选的，封隔器模块与液油腔装置之间设置有安全接头，安全接头与封隔器模块、液油腔装置通过五芯电液接头连接；当井下设备发生卡死问题时，变频及数采房可远程控制在安全接头处断开，方便后续井下卡死设备的处理。

优选的，液油腔装置与电潜泵之间设置有校深短节、伽马仪，液油腔装置、校深短节、伽马仪、电潜泵之间通过五芯电液接头连接；校深短节、伽马仪配合使用，用于精确测定井下设备所处的深度。

优选的，所述管缆下接头、自密封封隔器、管缆上接头内设置有地层流体通道，用于电潜泵将电潜泵工作空间的地层流体抽取到自密封封隔器上部的油井套管空间内。

优选的，所述双向动力装置设置有压力、温度、位移传感器，用于测量井下试油工具的位移量，及采集井下试油工具所处地层的压力、温度参数。

优选的，所述液油腔装置设置有压力、温度传感器，用于采集液油腔装置内高压动力油压力及所在地层的温度参数。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的井下试油电控液压模块化测试系统，包括井上设备、井下设备、管缆；井下设备包括可取桥塞模块、测试阀模块、封隔器模块、液油腔装置、电潜泵、管缆下接头、自密封封隔器、管缆上接头、渐变径扶正器；其中可取桥塞模块、测试阀模块、封隔器模块均包含双向动力装置；液油腔装置通过地下高压地层流体推动装置内的活塞，使液油腔装置内存储的液压油成为高压动力油，使双向动力装置产生运动；双向动力装置的运动通过传动套筒驱动可取桥塞、测试阀、封隔器，实现井下试油工具的动作；双向动力装置上设置有换向电磁阀，换向电磁阀通过五芯通信电缆可由井上设备进行远程控制，实现双向动力装置上下两个方向的运动；双向动力装置上还设置有位移传感器，通过五芯通信电缆可由井上设备对双向动力装置的位移进行精确控制，从而实现了井上设备对可取桥塞、测试阀、封隔器动作位移的精确控制；另外，模块化井下试油工具的双向动力装置内还设置有温度、压力传感器，通过管缆内电缆的连接，井上设备也可以实现远程对井下试油工具所在地层的温度、压力参数的采集，因此模块化试油工具可省去现有的试油作业所需的温度、压力传感器及辅助连接设备，减少试油工具及设备的种类，降低了试油工具及设备采购成本和管理工作量；模块化井下试油工具两端的接头采用标准化五芯电液接头，通过标准的五芯电液接头连接，就可实现不同试油工具间高低压油路、五芯电缆管路、地层流体通道的同时连通，具有连接简单、可靠的优点，降低了试油作业时不同工具间连接的工作量，使试油作业效率提高。

附图说明

图1为井下试油电控液压模块化测试系统示意图。

图中：1、井上设备；101、发电房；102、变频及数采房；103、连续油管作业车；104、复合滑环；2、井下设备；201、可取桥塞模块；2001、可取桥塞；2000、双向动力装置；203、层间调节短节；204、测试阀模块；2004、测试阀；205、封隔器模块；2005、封隔器；206、安全接头；207、液油腔装置；208、校深短节；209、伽马仪；210、电潜泵；211、管缆下接头；212、自密封封隔器；213、管缆上接头；214、渐变径扶正器；215、射孔枪；3、管缆；4、鹅颈管；5、注入头；6、防喷器；7、油管头；8、套管头；9、采油空间；10、电潜泵工作空间。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

井下试油电控液压模块化测试系统，包括井上设备1、井下设备2、管缆3；所述井上设备1包括发电房101、变频及数采房102、连续油管作业车103、复合滑环104；所述发电房101与变频及数采房102用电缆连接，变频及数采房102用电缆通过复合滑环104与管缆3连接，管缆3缠绕在连续油管作业车103上滚筒撬的滚筒上，通过鹅颈管4设置在井口设备上方；所述井口设备包括注入头5、防喷器6、油管头7、套管头8，注入头5端口处设置有卡板，注入头5、防喷器6、油管头7、套管头8中间设置有通孔连通油井套管；

所述井下设备2包括射孔枪215、可取桥塞模块201、层间调节短节203、测试阀模块204、封隔器模块205、安全接头206、液油腔装置207、校深短节208、伽马仪209、电潜泵210、管缆下接头211、自密封封隔器212、管缆上接头213、渐变径扶正器214；所述可取桥塞模块201包括可取桥塞2001、双向动力装置2000；所述测试阀模块204包括测试阀2004、双向动力装置2000；所述封隔器模块205包括封隔器2005、双向动力装置2000；所述可取桥塞2001、测试阀2004、封隔器2005在井上通过芯轴与传动套筒连接双向动力装置2000，组成可取桥塞模块201、测试阀模块204、封隔器模块205。

以单一油层、已射孔的油井为例，简述井下试油电控液压模块化测试系统的实施过程：可取桥塞模块201使用吊车、通过注入头5、防喷器6、油管头7、套管头8中间的通孔下入油井套管，当可取桥塞模块201的头部与注入头5接近平齐时，使用卡板固定可取桥塞模块201，然后使用吊车吊取层间调节短节203头部，尾部通过五芯电液接头与可取桥塞模块201头部连接；使用吊车将连接成一体的可取桥塞模块201和层间调节短节203继续下入油井套管；重复以上操作，依次将可取桥塞模块201、层间调节短节203、测试阀模块204、封隔器模块205、安全接头206、液油腔装置207、校深短节208、伽马仪209、电潜泵210、管缆下接头211、自密封封隔器212、管缆上接头213、渐变径扶正器214进行连接，下入油井套管；当渐变径扶正器214下入油井套管，头部与注入头5接近平齐时，使用卡板固定渐变径扶正器214，渐变径扶正器214头部与设置在井口设备上方的管缆3用螺纹连接，同时连接三芯动力电源电缆和五芯通信电缆；所述井下设备2、管缆3全部连接完成后，通过连续油管作业车103将井下设备2、管缆3下入油井套管内；

井下设备2和管缆3下入油井套管内，校深短节208和伽马仪209配合精确测定井下设备2的下井深度；当井下设备2到达井下设定深度时，连续油管作业车103停止工作；变频及数采房102发出可取桥塞模块201动作指令，可取桥塞模块201的双向动力装置2000电磁阀动作，双向动力装置2000接通液油腔装置207的高压液压油，驱动双向动力装置2000运动，双向动力装置2000的运动通过传动套筒驱动可取桥塞2001运动，完成座封；可取桥塞2001的运动位移量通过驱动可取桥塞2001的双向动力装置2000上设置的位移传感器精确测量，确保可取桥塞2001座封动作可靠；同样的，变频及数采房102发出封隔器模块205动作指令，封隔器2005可靠完成座封动作；所述自密封封隔器212通过管缆3提供两吨的初始提拉力，完成自密封封隔器212的初始密封；初始密封完成后，自密封封隔器212在上部液体压力作用下，完成自密封封隔器212的最终座封；所述可取桥塞模块201、封隔器模块205、自密封封隔器212座封动作完成后，将油井套管分割成独立的环形采油空间9和电潜泵工作空间10；变频及数采房102发出测试阀模块204动作指令，测试阀（2004）打开，将采油空间9和电潜泵工作空间10连通，采油空间9的地层流体通过测试阀模块204、封隔器模块205、安全接头206、液油腔装置207内地层流体通道，从液油腔装置207的地层流体排出口进入电潜泵工作空间10；所述变频及数采房102接通电潜泵210动力电源，电潜泵210工作，电潜泵工作空间10内的地层流体从电潜泵210的地层流体吸入口吸入，通过管缆下接头211、自密封封隔器212、管缆上接头213内的地层流体通道，从管缆上接头213的地层流体排出口，进入自密封封隔器212上部的油井套管空间内；所述变频及数采房102通过可取桥塞模块201、测试阀模块204、封隔器模块205双向动力装置2000上设置的压力、温度传感器采集井下各段的压力和温度参数。

当井下试油电控液压模块化测试系统用于未射孔油井的试油作业时，在可取桥塞模块201下端通过五芯电液接头连接射孔枪215，通过连续油管作业车103将井下设备2、管缆3下入油井套管内；当射孔枪215到达设定深度时，变频及数采房102远程控制，先执行射孔枪215的射孔作业，然后再将井下设备2下降一定深度，使可取桥塞模块201位于已射孔的油井套管的下部、封隔器模块205位于已射孔的油井套管的上部，变频及数采房102远程控制可取桥塞模块201、封隔器模块205动作，密闭已射孔采油空间9；通过管缆3提供两吨的初始提拉力，完成自密封封隔器212的座封；变频及数采房102远程控制打开测试阀模块204，接通电潜泵210动力电源，然后进行井下各项参数的远程采集。

当井下试油电控液压模块化测试系统用于多层油层的油井试油作业时，根据需要配置多套层间调节短节203、测试阀模块204、封隔器模块205，将油井套管封隔成多个采油空间9，然后进行不同油层井下各项参数的远程采集。

本发明未详述部分为现有技术。

Claims (10)

1.井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：包括井上设备（1）、井下设备（2）、管缆（3）；所述井上设备（1）包括发电房（101）、变频及数采房（102）、连续油管作业车（103）、复合滑环（104）；所述发电房（101）为井上及井下设备提供电源的装置；所述变频及数采房（102）包括电源变换装置及井下设备控制及数据采集装置；所述连续油管作业车（103）为可移动式液压驱动连续油管起下、运输装置，连续油管作业车（103）设置有滚筒撬，滚筒撬上设置有管缆（3）；所述复合滑环（104）为变频及数采房（102）与管缆（3）电连接用过渡装置；所述发电房（101）与变频及数采房（102）用电缆连接，变频及数采房（102）与管缆（3）通过复合滑环（104）用电缆连接；

所述井下设备（2）包括可取桥塞模块（201）、测试阀模块（204）、封隔器模块（205）、液油腔装置（207）、电潜泵（210）、管缆下接头（211）、自密封封隔器（212）、管缆上接头（213）、渐变径扶正器（214），所述井下设备（2）通过管缆（3）连接设置在油井套管内；

所述可取桥塞模块（201）包括可取桥塞（2001）、双向动力装置（2000），可取桥塞（2001）与双向动力装置（2000）通过芯轴与传动套筒连接；所述测试阀模块（204）包括测试阀（2004）、双向动力装置（2000），测试阀（2004）与双向动力装置（2000）通过芯轴与传动套筒连接；所述封隔器模块（205）包括封隔器（2005）、双向动力装置（2000），封隔器（2005）与双向动力装置（2000）通过芯轴与传动套筒连接；

所述可取桥塞模块（201）设置在井下设备（2）的最下部，测试阀模块（204）设置在可取桥塞模块（201）上部，封隔器模块（205）设置在测试阀模块（204）上部，液油腔装置（207）设置在封隔器模块（205）上部，液油腔装置（207）上设置有地层流体排出口，电潜泵（210）设置在液油腔装置（207）上部，电潜泵（210）上设置有地层流体吸入口；从可取桥塞模块（201）上端至电潜泵（210）下端，各模块之间通过五芯电液接头连接；所述自密封封隔器（212）设置在电潜泵（210）上部，自密封封隔器（212）与电潜泵（210）通过管缆下接头（211）用螺纹连接，同时还设置有三芯动力电源电缆连接和五芯通信电缆连接；所述渐变径扶正器（214）设置在自密封封隔器（212）上部，渐变径扶正器（214）与自密封封隔器（212）通过管缆上接头（213）用螺纹连接，同时还设置有三芯动力电源电缆连接和五芯通信电缆连接，管缆上接头（213）设置有地层流体排出口，渐变径扶正器（214）上端与管缆（3）用螺纹连接，同时还设置有三芯动力电源电缆连接和五芯通信电缆连接；

所述可取桥塞模块（201）、封隔器模块（205）将油井套管分割若干个独立的环形工作空间，环形工作空间包括采油空间（9）、电潜泵工作空间（10）。

2.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：五芯电液接头内设置有五芯电缆通道、高压油通道、低压油通道、地层流体通道。

3.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：所述可取桥塞模块（201）、测试阀模块（204）、封隔器模块（205）内的芯轴中设置有五芯电缆通道、高压油通道、低压油通道、地层流体通道。

4.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：所述可取桥塞模块（201）下端设置有射孔枪（215），射孔枪（215）与可取桥塞模块（201）之间通过五芯电液接头连接。

5.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：所述可取桥塞模块（201）与测试阀模块（204）之间设置有层间调节短节（203），

层间调节短节（203）与可取桥塞模块（201）、测试阀模块（204）通过五芯电液接头连接。

6.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：封隔器模块（205）与液油腔装置（207）之间设置有安全接头（206），安全接头（206）与封隔器模块（205）、液油腔装置（207）通过五芯电液接头连接。

7.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：液油腔装置（207）与电潜泵（210）之间设置有校深短节（208）、伽马仪（209），液油腔装置（207）、校深短节（208）、伽马仪（209）、电潜泵（210）之间通过五芯电液接头连接。

8.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：所述管缆下接头（211）、自密封封隔器（212）、管缆上接头（213）内设置有地层流体通道。

9.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：所述双向动力装置（2000）设置有压力、温度、位移传感器。

10.根据权利要求1所述井下试油电控液压模块化测试系统，其特征是：所述液油腔装置（207）设置有压力、温度传感器。