CN109931050A - 一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，属于油田采油工程中用于注水井空心集成配水管柱封隔器工作筒冲洗验窜和分层注水验封的测试工具。包括下过流短节，密封短节，下压力计底座，下压力计护筒，上流量计护筒，上流量计底座，流量计，上压力计底座，上压力计护筒，上过流短节，定位器，打捞头等。所述打捞头和定位器位于工具串顶端，所述上、下过流短节，各密封短节，上、下压力计底座及护筒、流量计底座及护筒设有上下贯通的中孔，所述过流短节设有径向过流孔，过流孔与中孔连通。本发明结构紧凑，有益效果是能够一次性完成外封隔器工作筒冲洗验窜与工艺管柱配水器总成配注验封工作，避免重复起下管柱作业，有效提高工作效率。

Description

一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具

技术领域

本发明属于油田注水采油工程技术领域，具体地，涉及一种分层注水管柱测试作业工具。

背景技术

目前，在油田空心分层注水工艺管柱中，采用封隔器与配水器总成配合的方式实现多层分注的目的，在分层注水前需要对井下封隔器工作筒密封性进行测试检验，再下入注水管柱并进行分层验封，以达到各层密封隔离的目标。

由于井下封隔器在井下时间长久，问题较多，常出现配水器工作筒与封隔器密封工作筒密封不严的问题，需要进行逐级冲洗验窜,然后进行配水器验封工作。

现场对封隔器工作筒的冲洗验窜作业，没有明确的数据可以作为判断的依据，多数依靠个人经验来判定，造成一定的重复作业，起下管柱频繁，效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够一次性完成封隔器密封工作筒冲洗验窜和配水器总成分层验封作业，提高分层注水管柱的现场工作效率。本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，由打捞头和支撑固定结构组成的上部打捞与固定结构；由上过流短接、上密封短节、上压力计护筒、上压力计、上压力计底座和单向阀组成的上注水层位压力测量结构；由流量计底座、流量计、流量计护筒和密封短节组成的流体窜流量测量结构；由下压力计底座、下压力计、下压力计护筒、下过流短节、下密封短节、末压力计底座和导向头组成的下注水层位压力测量结构。

所述打捞头下端开设空腔，所述打捞头侧壁开设连接孔，所述挂爪嵌入到打捞头中心空腔中，所述挂爪开设连接孔，所述连接孔与连接孔通过连接螺栓连接；所述挂爪下端与两只支撑臂通过转轴连接，所述两只支撑臂通过支撑臂弹簧连接，所述打捞头本体下端通过螺纹连接上过流短节，所述上过流短节侧壁开设过流孔，所述上过流短节下端螺纹连接上密封短节,在所述上过流短节下端外侧设置限位台阶，在所述上密封短节上端外侧设置限位台阶，所述限位台阶与限位台阶共同限位卡住支撑盘，支撑盘两端设置限位凸起，通过限位凸起限位支撑密封环。

所述上密封短节下端螺纹连接上压力计护筒，在所述上压力计护筒下端螺纹连接上压力计底座，在所述上压力计底座下端螺纹连接单向阀,在所述上压力计底座下端螺纹连接流量计底座，在所述流量计底座下端螺纹连接流量计护筒,在所述流量计护筒下端螺纹连接密封短节，在所述密封短节下端螺纹连接下压力计底座，在所述密封短节下端外侧设置限位台阶，限位台阶与限位台阶共同限位卡住支撑盘。

在所述下压力计底座下端螺纹连接下压力计护筒，在所述下压力计底座下端外侧设置限位台阶，在所述下压力计护筒上端外侧设置限位台阶，所述限位台阶与所述限位台阶共同限位卡住支撑盘。

在所述下压力计护筒下端螺纹连接下过流短节，在下过流短节下端外侧设置限位台阶，在下密封短节上端外侧设置限位台阶，限位台阶与限位台阶共同限位卡住支撑盘,在下密封短节下端螺纹连接末压力计底座，在所述末压力计底座下端螺纹连接导向头，在末压力计底座下端外侧设置限位台阶，在导向头上端外侧设置限位台阶，限位台阶与限位台阶共同限位卡住支撑盘。

所述下压力计护筒轴向设置中心通道，下过流短节轴向设置中心通道，两者中心通道上下贯通，在下过流短节中段设置径向过流孔，过流孔与下密封短节的中心通道连通。在下过流短节下端螺纹连接下密封短节，下过流短节轴向设置中心通道，下密封短节轴向设置中心通道，两者中心通道上下贯通，在末压力计底座轴向设置中心通道，末压力计底座中段设置径向过流孔，过流孔与中心通道连通。

所述上过流短节、上密封短节与上压力计护筒均开设中心通道，通过中心通道上下贯通。

所述上压力计底座上端螺纹连接上压力计，在上压力计底座轴向开设中心通道，在上压力计底座中端设置轴向过流孔。上压力计底座、单向阀与流量计底座轴线开设中心通道上下贯通，在流量计底座下端螺纹连接流量计。

在流量计护筒轴线开设中心通道，在密封短节轴向开设中心通道，流量计护筒中心通道与密封短节中心通道上下贯通。

在下压力计底座的下端螺纹与下压力计保护筒上端螺纹连接，在下压力计保护筒的上端内侧与下压力计螺纹连接，在下压力计底座轴向开设中心通道，中心通道与流量计护筒中心通道，密封短节中心通道上下贯通，在下压力计底座中段设置径向过流孔，过流孔与下压力计底座的中心通道连通。

所述末压力计底座下端螺纹连接导向头，在末压力计底座下端外侧设置限位台阶，在导向头上端外侧设置限位台阶，限位台阶与限位台阶共同限位卡住支撑盘，在所述支撑盘两端设置限位凸起，通过限位凸起限位支撑密封环。

本发明具有如下有益效果：本发明结构紧凑，能够一次性完成外封隔器工作筒冲洗验窜与工艺管柱配水器总成配注验封工作，避免重复起下管柱作业，有效提高工作效率。

附图说明

图1为冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具整体结构示意图；

图2为冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具整体结构的上部局部结构放大图；

图3为冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具整体结构的中部局部结构放大图；

图4为冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具整体结构的下部局部结构放大图；

图中：

装置上部为打捞与固定结构，包括：1、打捞头，1-1、连接孔；2、支撑固定结构，2-1、挂爪，2-2、连接孔，2-3、连接螺栓，2-4、转轴，2-5支撑臂，2-6、支撑弹簧；

装置的上注水层位压力测量结构包括：3、上过流短节，3-1、过流孔，3-2限位台阶；4、上密封短节，4-1、限位台阶；5、上压力计护筒，6、上压力计，7、上压力计底座，7-1、过流孔；8、单向阀；

装置的流体窜流量测量结构包括：9、流量计底座，10、流量计，11、流量计护筒，12、中密封短节，12-1、限位台阶；

装置的下注水层位压力测量结构包括：13、下压力计底座，13-1、过流孔，13-2、限位台阶，14、下压力计，15、下压力计护筒，15-1、限位台阶，16、下过流短节，16-1、过流孔，16-2、限位台阶，17、下密封短节，17-1、限位台阶，18、末压力计底座，18-1、过流孔，18-2、限位台阶，19、导向头，19-1、限位台阶；

装置20的密封结构包括：20-1、支撑盘，20-2、密封环。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，包括：由打捞头1和支撑固定结构2组成的上部打捞与固定结构；由上过流短接3、上密封短节4、上压力计护筒5、上压力计6、上压力计底座7和单向阀8组成的上注水层位压力测量结构；由流量计底座9、流量计10、流量计护筒11和密封短节12组成的流体窜流量测量结构；由下压力计底座13、下压力计14、下压力计护筒15、下过流短节16、下密封短节17、末压力计底座18和导向头19组成的下注水层位压力测量结构。

所述打捞头1下端开设空腔，所述打捞头1侧壁开设连接孔1-1，所述挂爪2-1嵌入到打捞头1中心空腔中，所述挂爪2-1开设连接孔2-2，所述连接孔2-2与连接孔1-1通过连接螺栓2-3连接；所述挂爪2-1下端与两只支撑臂2-5通过转轴2-4连接，所述两只支撑臂2-5通过支撑臂弹簧2-6连接，所述打捞头1本体下端通过螺纹连接上过流短节3，所述上过流短节3侧壁开设过流孔3-1，所述上过流短节3下端螺纹连接上密封短节4,在所述上过流短节3下端外侧设置限位台阶3-2，在所述上密封短节4上端外侧设置限位台阶4-1，所述限位台阶3-2与限位台阶4-1共同限位卡住支撑盘20-1，支撑盘20-1两端设置限位凸起，通过限位凸起限位支撑密封环20-2。

所述上密封短节4下端螺纹连接上压力计护筒5，在所述上压力计护筒5下端螺纹连接上压力计底座7，在所述上压力计底座7下端螺纹连接单向阀8,在所述上压力计底座7下端螺纹连接流量计底座9，在所述流量计底座9下端螺纹连接流量计护筒11,在所述流量计护筒11下端螺纹连接中密封短节12，在所述中密封短节12下端螺纹连接下压力计底座13，在所述中密封短节12下端外侧设置限位台阶12-1，限位台阶12-1与限位台阶13-2共同限位卡住支撑盘20-1。

在所述下压力计底座13下端螺纹连接下压力计护筒15，在所述下压力计底座13下端外侧设置限位台阶13-2，在所述下压力计护筒15上端外侧设置限位台阶15-1，所述限位台阶13-2与所述限位台阶15-1共同限位卡住支撑盘20-1。

在所述下压力计护筒15下端螺纹连接下过流短节16，在下过流短节16下端外侧设置限位台阶16-2，在下密封短节17上端外侧设置限位台阶17-1，限位台阶16-2与限位台阶17-1共同限位卡住支撑盘20-1,在下密封短节17下端螺纹连接末压力计底座18，在所述末压力计底座18下端螺纹连接导向头19，在末压力计底座18下端外侧设置限位台阶18-2，在导向头19上端外侧设置限位台阶19-1，限位台阶18-2与限位台阶19-1共同限位卡住支撑盘20-1。

所述下压力计护筒15轴向设置中心通道，下过流短节16轴向设置中心通道，两者中心通道上下贯通，在下过流短节16中段设置径向过流孔16-1，过流孔16-1与下密封短节17的中心通道连通。在下过流短节16下端螺纹连接下密封短节17，下过流短节16轴向设置中心通道，下密封短节17轴向设置中心通道，两者中心通道上下贯通，在末压力计底座18轴向设置中心通道，末压力计底座18中段设置径向过流孔18-1，过流孔18-1与中心通道连通。

所述上过流短节3、上密封短节4与上压力计护筒5均开设中心通道，通过中心通道上下贯通。

所述上压力计底座7上端螺纹连接上压力计6，在上压力计底座7轴向开设中心通道，在上压力计底座7中端设置轴向过流孔7-1。上压力计底座7、单向阀8与流量计底座9轴线开设中心通道上下贯通，在流量计底座9下端螺纹连接流量计10。

在流量计护筒11轴线开设中心通道，在密封短节12轴向开设中心通道，流量计护筒11中心通道与密封短节12中心通道上下贯通。

在下压力计底座13的下端螺纹与下压力计保护筒15上端螺纹连接，在下压力计保护筒15的上端内侧与下压力计14螺纹连接，在下压力计底座13轴向开设中心通道，中心通道与流量计护筒11中心通道，密封短节12中心通道上下贯通，在下压力计底座13中段设置径向过流孔13-1，过流孔13-1与下压力计底座13的中心通道连通。

所述末压力计底座18下端螺纹连接导向头19，在末压力计底座18下端外侧设置限位台阶18-2，在导向头19上端外侧设置限位台阶19-1，限位台阶18-2与限位台阶19-1共同限位卡住支撑盘20-1，在所述支撑盘20-1两端设置限位凸起，通过限位凸起限位支撑密封环20-2。

上述冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具的组装程序：

1、将打捞头1固定好，将挂爪2-1与支撑臂2-5卡入到打捞头1的空腔中，利用螺栓2-3通过打捞头1侧壁上的侧孔1-1和挂爪2-1上的径向轴孔2-2将打捞头与挂爪2-1连接；

2、在打捞头1下端螺纹连接上过流短节3，上过流短节3下端螺纹连接上密封短节4，上过流短节3与上密封短节4之间通过支撑盘20-1限位支撑密封环20-2；

3、上密封短节4下端螺纹连接上压力计护筒5和上压力计底座7，上压力计6螺纹连接到上压力计底座7上端，上压力计底座7下端螺纹连接单向阀8；

4、上压力计底座7下端螺纹连接流量计底座9和流量计护筒11，流量计10螺纹连接到流量计底座9下端，流量计护筒11下端螺纹连接中密封短节12；

5、中密封短节12下端螺纹连接下压力计底座13，两者外侧通过支撑盘20-1限位支撑密封环20-2；

6、下压力计底座13下端螺纹连接下压力计14以及下压力计护筒15，下压力计底座13和下压力计护筒15外侧通过支撑盘20-1限位支撑密封环20-2；

7、下压力计护筒15下端螺纹连接下过流短节16，两者外侧通过支撑盘20-1限位支撑密封环20-2；

8、下过流短节16下端螺纹连接下密封短节17，两者外侧通过支撑盘20-1限位支撑密封环20-2；

9、在下密封短节17下端螺纹连接末压力计底座18，末压力计底座18下端螺纹连接导向头19，两者外侧通过支撑盘20-1限位支撑密封环20-2。

冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具的工作原理：

1、通过打捞头1连接钢丝作业工具，将本发明投入目的配水器一下，然后上提打开支撑臂2-5，通过支撑臂2-5将本发明定位在配水器内；

2、通过油管泵入水打压，上压力计6通过过流孔7-1测试上注水层位的层内压力；

3、油管中流体经过过流孔16-1流入下密封短节17与末压力计底座18贯通的中孔，通过末压力计底座18上的过流孔18-1流到下注水层位；

4、通过下压力计底座13上的径向过流孔13-1与配水器和封隔器的中孔形成连通，利用下压力计14测试封隔器密封工作筒与配水器总成外侧的密封状况；

5、通过流量计10测量封隔器密封工作筒中的流体窜流量；

6、通过单向阀8保证流体流向上压力计底座7，并通过上压力计底座7的过流孔12-1流入上注水层，并防止流体倒流。

Claims (9)

1.一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，包括：由打捞头(1)和支撑固定结构(2)组成的上部打捞与固定结构；由上过流短接(3)、上密封短节(4)、上压力计护筒(5)、上压力计(6)、上压力计底座(7)和单向阀(8)组成的上注水层位压力测量结构；由流量计底座(9)、流量计(10)、流量计护筒(11)和密封短节(12)组成的流体窜流量测量结构；由下压力计底座(13)、下压力计(14)、下压力计护筒(15)、下过流短节(16)、下密封短节(17)、末压力计底座(18)和导向头(19)组成的下注水层位压力测量结构。

所述打捞头(1)下端开设空腔，所述打捞头(1)侧壁开设连接孔(1-1)，所述挂爪(2-1)嵌入到打捞头(1)中心空腔中，所述挂爪(2-1)开设连接孔(2-2)，所述连接孔(2-2)与连接孔(1-1)通过连接螺栓(2-3)连接；所述挂爪(2-1)下端与两只支撑臂(2-5)通过转轴(2-4)连接，所述两只支撑臂(2-5)通过支撑臂弹簧(2-6)连接，所述打捞头(1)本体下端通过螺纹连接上过流短节(3)，所述上过流短节(3)侧壁开设过流孔(3-1)，所述上过流短节(3)下端螺纹连接上密封短节(4),在所述上过流短节(3)下端外侧设置限位台阶(3-2)，在所述上密封短节(4)上端外侧设置限位台阶(4-1)，所述限位台阶(3-2)与限位台阶(4-1)共同限位卡住支撑盘(20-1)，支撑盘(20-1)两端设置限位凸起，通过限位凸起限位支撑密封环(20-2)。

2.根据权利要求1所述一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，其特征在于：所述上密封短节(4)下端螺纹连接上压力计护筒(5)，在所述上压力计护筒(5)下端螺纹连接上压力计底座(7)，在所述上压力计底座(7)下端螺纹连接单向阀(8),在所述上压力计底座(7)下端螺纹连接流量计底座(9)，在所述流量计底座(9)下端螺纹连接流量计护筒(11),在所述流量计护筒(11)下端螺纹连接中密封短节(12)，在所述中密封短节(12)下端螺纹连接下压力计底座(13)，在所述密封短节中(12)下端外侧设置限位台阶(12-1)，限位台阶(12-1)与限位台阶(13-2)共同限位卡住支撑盘(20-1)。

3.根据权利要求1所述一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，其特征在于：在所述下压力计底座(13)下端螺纹连接下压力计护筒(15)，在所述下压力计底座(13)下端外侧设置限位台阶(13-2)，在所述下压力计护筒(15)上端外侧设置限位台阶(15-1)，所述限位台阶(13-2)与所述限位台阶(15-1)共同限位卡住支撑盘(20-1)。

在所述下压力计护筒(15)下端螺纹连接下过流短节(16)，在下过流短节(16)下端外侧设置限位台阶(16-2)，在下密封短节(17)上端外侧设置限位台阶(17-1)，限位台阶(16-2)与限位台阶(17-1)共同限位卡住支撑盘(20-1),在下密封短节(17)下端螺纹连接末压力计底座(18)，在所述末压力计底座(18)下端螺纹连接导向头(19)，在末压力计底座(18)下端外侧设置限位台阶(18-2)，在导向头(19)上端外侧设置限位台阶(19-1)，限位台阶(18-2)与限位台阶(19-1)共同限位卡住支撑盘(20-1)。

4.所述下压力计护筒(15)轴向设置中心通道，下过流短节(16)轴向设置中心通道，两者中心通道上下贯通，在下过流短节(16)中段设置径向过流孔(16-1)，过流孔(16-1)与下密封短节(17)的中心通道连通。在下过流短节(16)下端螺纹连接下密封短节(17)，下过流短节(16)轴向设置中心通道，下密封短节(17)轴向设置中心通道，两者中心通道上下贯通，在末压力计底座(18)轴向设置中心通道，末压力计底座(18)中段设置径向过流孔(18-1)，过流孔(18-1)与中心通道连通。

5.根据权利要求1所述一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，其特征在于：所述上过流短节(3)、上密封短节(4)与上压力计护筒(5)均开设中心通道，通过中心通道上下贯通。

6.根据权利要求2所述一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，其特征在于：所述上压力计底座(7)上端螺纹连接上压力计(6)，在上压力计底座(7)轴向开设中心通道，在上压力计底座(7)中端设置轴向过流孔(7-1)。上压力计底座(7)、单向阀(8)与流量计底座(9)轴线开设中心通道上下贯通，在流量计底座(9)下端螺纹连接流量计(10)。

7.根据权利要求2所述一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，其特征在于：在流量计护筒(11)轴线开设中心通道，在密封短节(12)轴向开设中心通道，流量计护筒(11)中心通道与密封短节(12)中心通道上下贯通。

8.根据权利要求2所述一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，其特征在于：在下压力计底座(13)的下端螺纹与下压力计保护筒(15)上端螺纹连接，在下压力计保护筒(15)的上端内侧与下压力计(14)螺纹连接，在下压力计底座(13)轴向开设中心通道，中心通道与流量计护筒(11)中心通道，密封短节(12)中心通道上下贯通，在下压力计底座(13)中段设置径向过流孔(13-1)，过流孔(13-1)与下压力计底座(13)的中心通道连通。

9.根据权利要求2所述一种冲洗验窜与配水器验封一体化测试工具，其特征在于：所述末压力计底座(18)下端螺纹连接导向头(19)，在末压力计底座(18)下端外侧设置限位台阶(18-2)，在导向头(19)上端外侧设置限位台阶(19-1)，限位台阶(18-2)与限位台阶(19-1)共同限位卡住支撑盘(20-1)，在所述支撑盘(20-1)两端设置限位突起，通过限位突起限位支撑密封环(20-2)。