CN110857623A - 连续冲砂式出砂检测系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了连续冲砂式出砂检测系统与方法，检测系统包括井下循环冲砂、井口连续循环及井口出砂检测三个子系统。所述井下循环冲砂系统包括皮碗封隔器、阻流封隔器与打孔筛管，井下筛管若有破损，地层砂被冲进油管内，经循环至井口；所述井口连续循环系统包括连续冲砂循环阀、自封封井器及井口采油树等零部件，实现单根油管下入时连续循环冲砂，所述井口出砂检测子系统包括测试弯管、信号转换器及信号显示器等零部件，实现对循环液中砂粒撞击测试弯管的信号检测。通过三个子系统的有机结合，可以实时检测井下出砂点或筛管破损位置。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采中油井防砂筛管破损检测技术，具体地说是连续冲砂式出砂检测系统与方法。
背景技术
砂岩油藏是油田开发的主力油藏，筛管防砂或充填防砂是该类油藏主导的开采工艺。随着该类油藏的开发进入中后期阶段，由于油藏与井况条件日益恶劣，尤其是在高含水、大采液强度以及局部大孔道渗流等不良因素下长期生产，防砂筛管极易局部损伤，导致油井防砂失效。目前，针对这一种情况，油井通常是采取控液带病生产，或者频繁检泵冲砂，或者大段卡封、长井段变成短井段；或者重新防砂，从而极大的影响了油井开发效果与效益。故此，现场迫切需要一种能够准确检测井下出砂点或筛管破损位置的检测工艺技术，以便于后续采取更有效的修复工艺措施。
经过检索连续冲砂、检测等关键词，没有发现类似技术。
发明内容
本发明的目的在于提供连续冲砂式出砂检测系统与方法，该套系统从下至上，主要包括井下循环冲砂、井口连续循环以及井口出砂检测三个子系统。该系统可以检测井下出砂点或筛管破损位置。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，连续冲砂式出砂检测系统，包括井下循环冲砂子系统、井口连续循环子系统、井口出砂检测子系统，所述井口连续循环子系统下端连通井下循环冲砂子系统，通过井下循环冲砂系统实现破损筛管外部的砂粒冲进油管内部；通过井口连续循环系统实现长井段井的不停泵连续冲砂，确保对出砂点的测试准确；通过井口出砂检测系统实现对砂粒撞击测试弯管信号的检测、转换与显示，三个系统有机结合，实现对长井段井的筛管破损点或破损段的实时、准确检测，便于后续采取有针对性的措施，实现生产井的长效。
所述井口出砂检测子系统包括测试弯管、声波检测仪、信号转换器、信号显示器，所述测试弯管连接在井口连续循环子系统的排液接头上，所述声波检测仪安装在测试弯管上，所述信号转换器一端电连接检测仪，另一端电连接信号显示器。
所述井口连续循环子系统包括油管、连续冲砂循环阀、自封封井器、油管四通、排液接头、工艺套管、生产套管，所述油管穿过自封封井器、油管四通、生产套管，所述油管上还安装有连续冲砂循环阀，所述油管四通连接在生产套管上端口，所述自封封井器连接在油管四通上端口，所述油管四通开设侧翼阀门，所述自封封井器开设排液口，排液口安装排液接头，所述生产套管内部设置工艺套管，工艺套管上端外壁与油管四通内壁密封式连接，其中侧翼阀门连通油套环空，其中排液接头连通油管内腔，当连续冲砂循环阀随着油管下行穿在工艺套管内时，连续冲砂循环阀下端外壁与工艺套管的内壁为实时密封状态，而且此时排液接头、自封封井器、工艺套管内的连续冲砂循环阀、油管为连通状态。
所述井下循环冲砂子系统包括皮碗封隔器、打孔筛管、检测筛管、阻流封隔器，所述打孔筛管连接在油管下端，所述打孔筛管下端口连接皮碗封隔器，所述打孔筛管下端外壁通过皮碗封隔器封隔在检测筛管内壁，所述打孔筛管上端外壁通过阻流封隔器封隔在检测筛管内壁，检测筛管上端连接生产套管。
为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，连续冲砂式出砂检测方法，其特征在于，先下入工艺套管30m，悬挂在油管四通上；将自封封井器用螺栓固定在油管四通上，然后下入油管，每下入3根油管，接一个连续冲砂循环阀；将连续冲砂管柱下放的过程中，连续冲砂循环阀进入生产套管，反循环液体从侧翼阀门进入油套环空，当油套环空中的反循环液到达阻流封隔器上部，循环液从检测筛管内部流到检测筛管外部，再从检测筛管外部进入皮碗封隔器与阻流封隔器之间的环空，通过打孔筛管进入油管内部；当皮碗封隔器与阻流封隔器之间有破损筛管时，检测筛管外部的地层砂会经由打孔筛管进入油管内部；反循环液体沿着油管上行，反循环液体到达工艺套管内的连续冲砂循环阀时，循环液体通过连续冲砂循环阀流到自封封井器，再流到测试弯管，实现转换功能；
当连续冲砂循环阀不在工艺套管时，连续冲砂循环阀为内外关闭状态，实现流体只在油管内连续流动；将声波检测仪安装在油气管弯道即测试弯管上，冲砂液撞击测试弯管，通过声波检测仪的检测传感器将出砂信号和噪声信号输出，信号经电荷放大和滤波后，信号转换器将出砂信号和噪声信号进行同步采集，并将两者进行比较，消除噪声，获取出砂信号，得到单位时间的出砂率和出砂量；通过显示信号可以判断出砂信号，从而推断出筛管的破损位置，实现筛管的出砂检测。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、连续循环冲砂与含砂在线实时检测结合，实现井下破损筛管的检测，破损位置检测准确，填补了检测井下破损筛管技术空白。
2、与常规连续冲砂是冲筛管或套管内的出砂不同，本发明设计了井下循环冲砂与井口连续循环相结合，实现了从筛管外侧进行连续循环冲砂，若筛管有破损，则可将筛管外的砂粒冲出，便于实现失效筛管破损点的检测。
3、与常规连续循环洗井不同，本发明仅需要30m生产套管，可实现更长井段的冲砂。尤其对于长井段水平井，本发明可大幅度减少了现场施工人员的劳动强度，提高连续循环反洗井工作效率。
附图说明
图1为本发明连续冲砂式出砂检测系统示意图；
图2为井下循环冲砂子系统示意图；
图3为井口连续循环子系统示意图；
图4为井口出砂检测子系统示意图。
图中，1.皮碗封隔器；2.打孔筛管；3.检测筛管；4.阻流封隔器；5.油管；6.连续冲砂循环阀；7.自封封井器；8.油管四通；9.排液接头；10.连接螺栓；11.侧翼阀门；12.工艺套管；13.生产套管；14.测试弯管；15.声波检测仪；16.信号传输线；17.信号转换器；18.信号显示器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：连续冲砂式出砂检测系统，包括井下循环冲砂子系统、井口连续循环子系统、井口出砂检测子系统，所述井口连续循环子系统下端连通井下循环冲砂子系统，所述井口出砂检测子系统包括测试弯管14、声波检测仪15、信号转换器17、信号显示器18，所述测试弯管连接在井口连续循环子系统的排液接头9上，所述声波检测仪安装在测试弯管上，所述信号转换器一端电连接检测仪，另一端电连接信号显示器。
所述声波检测仪为北京正信时代科技有限公司生产的SandQTM型声波检测仪，所述信号转换器为北京正信时代科技有限公司生产的SandQTM型信号转换器。
所述井口连续循环子系统包括油管5、连续冲砂循环阀6、自封封井器7、油管四通8、排液接头9、工艺套管12、生产套管13，所述油管穿过自封封井器7、油管四通8、生产套管13，所述油管上还安装有连续冲砂循环阀6，所述油管四通连接在生产套管上端口，所述自封封井器连接在油管四通上端口，所述油管四通开设侧翼阀门11，所述自封封井器开设排液口，排液口安装排液接头9，所述生产套管内部设置工艺套管12，工艺套管上端外壁与油管四通内壁密封式连接，其中侧翼阀门连通油套环空，其中排液接头连通油管内腔，当连续冲砂循环阀随着油管下行穿在工艺套管内时，连续冲砂循环阀下端外壁与工艺套管的内壁为实时密封状态，而且此时排液接头9、自封封井器7、工艺套管内的连续冲砂循环阀、油管5为连通状态。
所述井下循环冲砂子系统包括皮碗封隔器1、打孔筛管2、检测筛管3、阻流封隔器4，所述打孔筛管连接在油管下端，所述打孔筛管下端口连接皮碗封隔器1，所述打孔筛管下端外壁通过皮碗封隔器1封隔在检测筛管内壁，所述打孔筛管上端外壁通过阻流封隔器4封隔在检测筛管内壁，检测筛管3上端连接生产套管13。
连续冲砂式出砂检测系统主要包括井下循环冲砂子系统、井口连续循环子系统以及井口出砂检测子系统。如图1所示，本发明所述的井下循环冲砂子系统包括皮碗封隔器1，打孔筛管2，检测筛管3，阻流封隔器4；井口循环子系统包括油管5、连续冲砂循环阀6、自封封井器7、油管四通8、排液接头9、连接螺栓10、侧翼阀门11、工艺套管12及生产套管13；井口出砂检测子系统包括测试弯管14、声波检测仪15、信号传输线16、信号转换器17及信号显示器18。
所述油管5下端与连续冲砂循环阀6上端连接，油管每隔30m安装一个连续冲砂循环阀6。工艺套管12上端安置于悬挂器上。最下端的连续冲砂循环阀通过油管与阻流封隔器4、打孔筛管2、皮碗封隔器1顺次连接。自封封井器7侧壁上设有排液接头9，排液接头9与测试弯管14通过管线顺次连接，声波检测仪15通过信号传输线16与信号转换器17和信号显示器18顺次连接。
通过井下循环冲砂系统实现破损筛管外部的砂粒冲进油管内部；通过井口连续循环系统实现长井段井的不停泵连续冲砂，确保对出砂点的测试准确；通过井口出砂检测系统实现对砂粒撞击测试弯管信号的检测、转换与显示，三个系统有机结合，实现对长井段井的筛管破损点或破损段的实时、准确检测，便于后续采取有针对性的措施，实现生产井的长效。
本发明用于连续冲砂并进行出砂检测时的具体实施方法：先下入工艺套管30m，悬挂在油管四通8上；将自封封井器7用螺栓固定在油管四通上，然后下入油管，每下入3根油管，接一个连续冲砂循环阀。将连续冲砂管柱下放的过程中，连续冲砂循环阀6进入生产套管12，反循环液体从侧翼阀门11进入油套环空，当油套环空中的反循环液到达阻流封隔器4上部，循环液从检测筛管3内部流到检测筛管外部，再从检测筛管3外部进入皮碗封隔器1与阻流封隔器4之间的环空，通过打孔筛管2进入油管内部。当皮碗封隔器1与阻流封隔器4之间有破损筛管时，检测筛管3外部的地层砂会经由打孔筛管2进入油管内部。反循环液体沿着油管上行，反循环液体到达连续冲砂循环阀时，液体压缩密封件、循环套上行，密封上转换孔，同时连通下转换孔与循环孔，循环液体可以从中心管流出阀外部，实现转换功能；当连续冲砂循环阀不在工艺套管12时，弹簧压缩密封件、循环套下行，密封循环孔，同时连通上转换孔与下转换孔，循环液体可以从中心管下部流到中心管上部，实现流体在油管内连续流动。将检测仪15安装在油气管弯道上，冲砂液撞击测试弯管14，通过检测仪15的检测传感器将出砂和噪声输出信号经电荷放大和滤波后，SandQTM型信号转换器17将出砂信号和噪声信号进行同步采集，并将两者进行比较，消除噪声，获取出砂信号，得到单位时间的出砂率和出砂量。通过显示信号可以判断出砂信号，从而推断出筛管的破损位置，实现筛管的出砂检测。循环液能够连续循环冲砂，从而保障地面测试结果与井下逐段分段封控位置一致，能够准确找出破损筛管位置，同时地面操作方便、安全，可靠性高。
连续冲砂循环阀为本技术领域内的现有技术，直接连接应用即可，也就是说上文所说的“液体压缩密封件、循环套上行，密封上转换孔，同时连通下转换孔与循环孔，循环液体可以从中心管流出阀外部，实现转换功能；当连续冲砂循环阀不在工艺套管12时，弹簧压缩密封件、循环套下行，密封循环孔，同时连通上转换孔与下转换孔，循环液体可以从中心管下部流到中心管上部，实现流体在油管内连续流动”等描述中，无论是各种部件或者必须接触工艺套管才能打开的的技术语言描述均属于本领域的现有技术，当然该工具连续冲砂循环阀也可以采用申请号为2018204188723的实用新型专利，直接连接应用即可，不再赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.连续冲砂式出砂检测系统，包括井下循环冲砂子系统、井口连续循环子系统，其特征在于，还包括井口出砂检测子系统；通过井下循环冲砂系统实现破损筛管外部的砂粒冲进油管内部；通过井口连续循环系统实现长井段井的不停泵连续冲砂，确保对出砂点的测试准确；通过井口出砂检测系统实现对砂粒撞击测试弯管信号的检测、转换与显示，三个系统有机结合，实现对长井段井的筛管破损点或破损段的实时、准确检测，便于后续采取有针对性的措施，实现生产井的长效。
2.根据权利要求1所述的连续冲砂式出砂检测系统，其特征在于，所述井口出砂检测子系统包括测试弯管、声波检测仪、信号转换器、信号显示器，所述测试弯管连接在井口连续循环子系统的排液接头上，所述声波检测仪安装在测试弯管上，所述信号转换器一端电连接检测仪，另一端电连接信号显示器。
3.根据权利要求2所述的连续冲砂式出砂检测系统，其特征在于，所述井口连续循环子系统包括油管、连续冲砂循环阀、自封封井器、油管四通、排液接头、工艺套管、生产套管，所述油管穿过自封封井器、油管四通、生产套管，所述油管上还安装有连续冲砂循环阀，所述油管四通连接在生产套管上端口，所述自封封井器连接在油管四通上端口，所述油管四通开设侧翼阀门，所述自封封井器开设排液口，排液口安装排液接头，所述生产套管内部设置工艺套管，工艺套管上端外壁与油管四通内壁密封式连接，其中侧翼阀门连通油套环空，其中排液接头连通油管内腔，当连续冲砂循环阀随着油管下行穿在工艺套管内时，连续冲砂循环阀下端外壁与工艺套管的内壁为实时密封状态，而且此时排液接头、自封封井器、工艺套管内的连续冲砂循环阀、油管为连通状态。
4.根据权利要求2所述的连续冲砂式出砂检测系统，其特征在于，所述井下循环冲砂子系统包括皮碗封隔器、打孔筛管、检测筛管、阻流封隔器，所述打孔筛管连接在油管下端，所述打孔筛管上端连接阻流封隔器，下端连接皮碗封隔器，所述打孔筛管下端外壁通过皮碗封隔器封隔在检测筛管内壁，所述打孔筛管上端外壁通过阻流封隔器封隔在检测筛管内壁，检测筛管上端连接生产套管。
5.连续冲砂式出砂检测方法，其特征在于，先下入工艺套管30m，悬挂在油管四通上；将自封封井器用螺栓固定在油管四通上，然后下入油管，每下入3根油管，接一个连续冲砂循环阀；将连续冲砂管柱下放的过程中，连续冲砂循环阀进入生产套管，反循环液体从侧翼阀门进入油套环空，当油套环空中的反循环液到达阻流封隔器上部，循环液从检测筛管内部流到检测筛管外部，再从检测筛管外部进入皮碗封隔器与阻流封隔器之间的环空，通过打孔筛管进入油管内部；当皮碗封隔器与阻流封隔器之间有破损筛管时，检测筛管外部的地层砂会经由打孔筛管进入油管内部；反循环液体沿着油管上行，反循环液体到达工艺套管内的连续冲砂循环阀时，循环液体通过连续冲砂循环阀流到自封封井器，再流到测试弯管，实现转换功能；
当连续冲砂循环阀不在工艺套管时，连续冲砂循环阀为内外关闭状态，实现流体只在油管内连续流动；将声波检测仪安装在油气管弯道即测试弯管上，冲砂液撞击测试弯管，通过声波检测仪的检测传感器将出砂信号和噪声信号输出，信号经电荷放大和滤波后，信号转换器将出砂信号和噪声信号进行同步采集，并将两者进行比较，消除噪声，获取出砂信号，得到单位时间的出砂率和出砂量；通过显示信号可以判断出砂信号，从而推断出筛管的破损位置，实现筛管的出砂检测。
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