CN112727442B - 连续油管可视化修井作业管柱及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续油管可视化修井作业管柱及方法，该连续油管可视化修井作业管柱包括地面控制解释装置，连续油管和电动检测修复工具，该连续油管连接于该电动检测修复工具，该地面控制解释装置连接于该连续油管，通过该连续油管中内置的电缆传输控制信号给该电动检测修复工具，控制该电动修复工具进行修井作业。该连续油管可视化修井作业管柱及方法第一次实现了实时、可视、精确修井，相比常规机械修井方法具有作业速度快、带压、成功率高等优势，在各油田修井作业领域具有广阔的应用前景。

Description

连续油管可视化修井作业管柱及方法

技术领域

本发明涉及油气井井下作业技术领域，特别是涉及到一种连续油管可视化修井作业管柱及方法。

背景技术

目前国内外各油田均进入了开发后期，因工程因素停产、带病生产的油水井数量逐年上升，造成井网不完善，储量失控。修井作业作为恢复井网的主要手段逐渐成为各油田提质增效的重要环节，而目前修井作业方法主要以机械修井为主，修井设备采用大修或小修设备，施工速度慢，周期长，多数不能进行带压作业；修井技术以机械大修技术为主，进行井下套铣、钻磨等作业，效率和成功率偏低。以上修井设备和技术存在的缺陷直接导致各油田修井作业施工周期长、成本逐年上升，制约了修井行业的发展。为此我们发明了一种新的连续油管可视化修井作业管柱及方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现了实时、可视、精确修井，相比常规机械修井方法具有作业速度快、带压、成功率高等优势的连续油管可视化修井作业管柱及方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：连续油管可视化修井作业管柱，该连续油管可视化修井作业管柱包括地面控制解释装置，连续油管和电动检测修复工具，该连续油管连接于该电动检测修复工具，该地面控制解释装置连接于该连续油管，通过该连续油管中内置的电缆传输控制信号给该电动检测修复工具，控制该电动修复工具进行修井作业。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该电动检测修复工具包括伸缩驱动系统，伸缩器，井筒检测仪器和外筒，该伸缩器连接于该伸缩驱动系统，该井筒检测仪器连接于该伸缩器并位于该外筒内，该伸缩驱动系统通过该电缆接收该地面控制解释装置发送的检测指令后，该伸缩驱动系统驱动该伸缩器前行，推动该井筒检测仪器从该外筒伸出，该井筒检测仪器拍摄井下视频信号，并将视频信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，实时显示井下高清摄像头拍摄图像。

该井筒检测仪器包括电缆接头、信号转换系统和高清摄像头，该信号转换系统连接于该电缆接头和该高清摄像头，该高清摄像头对井筒情况进行拍摄，并将拍摄结果传输给该信号转换系统，该信号转换系统将拍摄结果转换为视频信号，并将视频信号通过该电缆接头传输至该电缆，该电缆将视频信号传输至该地面控制解释装置，实时显示井下高清摄像头拍摄图像。

该井筒检测仪器还包括电控系统和高亮光源，该电控系统连接于该电缆，该电控系统接收该地面控制解释装置发送的拍摄信号，控制该高亮光源打开，为该高清摄像头提供光线，开始拍摄。

该井筒检测仪器还包括保护罩，该保护罩位于该高清摄像头外部，以对该高清摄像头进行保护。

该电动检测修复工具还包括电动锚定器，该地面控制解释装置根据显示的拍摄图像，发送井筒修复指令，该电动锚定器连接于该电缆，接收井筒修复指令后，该电动锚定器锚定，固定该电动检测修复工具，同时该伸缩驱动系统驱动该伸缩器，将该井筒检测仪器收回到该外筒内部。

该电动检测修复工具还包括切割器、电驱系统和控制电路，该控制电路连接于该电动锚定器，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送切割指令给该控制电路，该电驱系统连接于该控制电路和该切割器，该控制电路在接收到切割指令后，控制该电驱系统工作，驱动该切割器进行切割作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业。

该电动检测修复工具还包括磨铣器、电驱系统和控制电路，该控制电路连接于该电动锚定器，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送磨铣指令给该控制电路，该电驱系统连接于该控制电路和该磨铣器，该控制电路在接收到磨铣指令后，控制该电驱系统工作，驱动该磨铣器进行磨铣作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业。

本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：连续油管可视化修井作业方法，该连续油管可视化修井作业方法采用连续油管可视化修井作业管柱，包括：步骤1，将该连续油管和该电动检测修复工具下入到油水井待修复位置；步骤2，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该电动检测修复工具中的井筒检测仪器在伸缩器的推动下从外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置；步骤3，该地面控制解释装置根据拍摄的视频信号发送井筒修复指令，在接收到井筒修复指令后，该电动检测修复工具中的电动锚定器锚定，固定该电动检测修复工具，同时该伸缩器将该井筒检测仪器收回到该外筒内部；步骤4，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送切割指令给该电动检测修复工具中的控制电路，该控制电路控制电驱系统工作，驱动切割器进行切割作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该连续油管可视化修井作业方法还包括，在步骤4之后，该地面控制解释装置得到该控制电路的结束工作信号后，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该井筒检测仪器在该伸缩器的推动下从该外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置，该地面控制解释装置对修复情况进行评估，如果修复成功，则结束作业，如果修复不成功，则重复修复过程，直至修复完毕。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：连续油管可视化修井作业方法，该连续油管可视化修井作业方法采用了连续油管可视化修井作业管柱，包括：步骤1，将该连续油管和该电动检测修复工具下入到油水井待修复位置；步骤2，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该电动检测修复工具中的井筒检测仪器在伸缩器的推动下从外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置；步骤3，该地面控制解释装置根据拍摄的视频信号发送井筒修复指令，在接收到井筒修复指令后，该电动检测修复工具中的电动锚定器锚定，固定该电动检测修复工具，同时该伸缩器将该井筒检测仪器收回到该外筒内部；步骤4，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送磨铣指令给该电动检测修复工具中的控制电路，该控制电路控制电驱系统工作，驱动磨铣器进行磨铣作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该连续油管可视化修井作业方法还包括，在步骤4之后，该地面控制解释装置得到该控制电路的结束工作信号后，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该井筒检测仪器在该伸缩器的推动下从该外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置，该地面控制解释装置对修复情况进行评估，如果修复成功，则结束作业，如果修复不成功，则重复修复过程，直至修复完毕。

本发明中的连续油管可视化修井作业管柱及方法，用于油水井井下作业，解决目前修井作业效率和成功率低等问题。该修井作业方法第一次实现了实时、可视、精确修井，相比常规机械修井方法具有作业速度快、带压、成功率高等优势，在各油田修井作业领域具有广阔的应用前景。

该方法借鉴“医学可视化手术”理念，利用连续油管平台作为“手术台”，充分发挥连续油管作业速度快、带压、安全等优势；利用井下视像检测工具为“内窥镜”，获取井筒实时、动态、可视的视频图像，获取井筒问题的真实状态；利用电动修井工具为“手术刀”，对井筒待修复位置进行快速、准确的修复。与现有技术相比，本发明具有以下显著的效果和进步：

(1)本发明提出了一种全新的连续油管修井作业方法，第一次实现了实时、可视、精确修井，具备快速作业、带压修井、安全高效等优势，可大幅提高修井作业效率和成功率。

(2)本发明设计修井作业方法采用检测修复一体化方式，边测边修，首先利用可视化检测获取井筒问题的真实影像，然后根据检测结果进行针对性强、高效率的修复，一方面提高了施工效率，另一方面提高了修复针对性。

(3)本发明包含井下检测采用可视化检测技术，利用内置电缆的连续油管输送高清视像检测仪器进行检测，在地面实时获取检测位置动态、连续、可视的视频图像，可定性的分析井筒问题，为制定修复措施提供了直观的依据，解决了铅印、薄皮管检测等检测解释依靠经验、精度差等问题。

(4)本发明包含井下修复采用电动修复技术，利用连续油管输送电动切割、电动磨铣等修复工具至目的位置，对井筒问题进行快速、准确的修复，电动修复相比机械修复具有施工速度快，修复精确，安全可靠等优势。

(5)本发明可对井筒修复效果进行实时评估，在井筒问题修复完毕后，采用检测仪器对修复位置进行回测，根据测试结果对修复效果进行评估，如果修复不成功，则继续进行修复，直至修复成功，利用此方式可有效提高修复成功率。

附图说明

图1为本发明的连续油管可视化修井作业管柱的一具体实施例的结构图；

图2为本发明的一具体实施例中连续油管内部结构图；

图3为本发明的一具体实施例中内置井筒检测仪器的电动切割工具结构图；

图4为本发明的一具体实施例中内置井筒检测仪器的电动磨铣工具结构图；

图5为本发明的一具体实施例中井筒检测仪器结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1-5所示，电动检测工具修复工具包括电动检测切割工具和电动检测磨铣工具两类。

参见图1，连续油管可视化修井作业管柱包括地面控制解释装置1，连续油管2、电动检测修复工具3。

参见图2，连续油管2内置了可传输电能及信号的电缆4。

参见图3，电动检测切割工具包括电动锚定器5，控制电路6、电驱系统7，切割器8，伸缩驱动系统9，伸缩器10，井筒检测仪器11和外筒12。

参见图4，电动检测磨铣工具与电动检测切割工具结构相同，主要是由磨铣器13代替切割器8。

参见图5，井筒检测仪器包括电缆接头14，信号转换系统15，电控系统16，高亮光源17，高清摄像头18和保护罩19。

连接方式：电动检测修复工具3与连续油管2连接，连续油管2连接地面连续油管作业设备。

井下检测信号传输方式：高清摄像头18对井筒情况进行拍摄，视频信号通过电缆接头14传输至连续油管2内置的电缆4，电缆4将信号传输至地面控制解释装置1，实时展现井下高清摄像头拍摄图像。

井下电动工具控制信号传输方式：地面控制解释装置1将控制信号通过连续油管2内置的电缆4传递至电动检测修复工具3，控制电动修复工具3进行工作。

具体实施方式：利用电缆穿越工具将电缆4内置到连续油管2内部，在地面将电动检测修复工具3与连续油管2连接，开动连续油管设备将连续油管2下入到油水井待修复位置。地面控制解释装置1发出检测指令，信号通过电缆4传递至伸缩驱动系统9，伸缩驱动系统9驱动伸缩器10前行，推动井筒检测仪器11从外筒12伸出。地面控制解释装置1发送信号指令至电控系统16，控制高亮光源17打开，高清摄像头18开始观测，观测结果通过信号转换系统15进行转换处理，处理后的信号通过电缆4传输至地面控制解释装置1，对井筒内的情况进行动态、可视化展示。

根据地面控制解释装置1显示结果，发出井筒修复指令，指令信号由地面控制解释装置1经电缆4传输至锚定器5，锚定器5锚定，固定修复工具，同时伸缩驱动系统9驱动伸缩器10，将井筒检测仪器11收回到外筒内部。锚定器5和伸缩器10工作完毕后，给控制电路6发出指令，电驱系统7开始工作，驱动切割器8或者磨铣器13开始工作，对井筒管柱进行切割作业或者对井筒进行磨铣作业，作业完毕后，控制电路6返回结束工作信号指令，信号通过电缆4传输至地面控制解释装置1，完成井筒修复作业。

地面控制解释装置1得到控制电路6的结束指令后，发出检测指令，信号通过电缆4传递至伸缩驱动系统9，伸缩驱动系统9驱动伸缩器10前行，推动井筒检测仪器11从外筒12伸出。地面控制解释装置1发送信号指令至电控系统16，控制高亮光源17打开，高清摄像头18开始观测，观测结果通过信号转换系统15进行转换处理，处理后的信号通过电缆4传输至地面控制解释装置1，对修复情况进行评估，如果修复成功，则结束作业，如果修复不成功，则重复修复过程，直至修复完毕。

Claims (5)

1.连续油管可视化修井作业管柱，其特征在于，该连续油管可视化修井作业管柱包括地面控制解释装置，连续油管和电动检测修复工具，该连续油管连接于该电动检测修复工具，该地面控制解释装置连接于该连续油管，通过该连续油管中内置的电缆传输控制信号给该电动检测修复工具，控制该电动检测修复工具进行修井作业；

该电动检测修复工具包括伸缩驱动系统，伸缩器，井筒检测仪器和外筒，该伸缩器连接于该伸缩驱动系统，该井筒检测仪器连接于该伸缩器并位于该外筒内，该伸缩驱动系统通过该电缆接收该地面控制解释装置发送的检测指令后，该伸缩驱动系统驱动该伸缩器前行，推动该井筒检测仪器从该外筒伸出，该井筒检测仪器拍摄井下视频信号，并将视频信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，实时显示井下高清摄像头拍摄图像；

该井筒检测仪器还包括电控系统和高亮光源，该电控系统连接于该电缆，该电控系统接收该地面控制解释装置发送的拍摄信号，控制该高亮光源打开，为该高清摄像头提供光线，开始拍摄；

该电动检测修复工具还包括电动锚定器，该地面控制解释装置根据显示的拍摄图像，发送井筒修复指令，该电动锚定器连接于该电缆，接收井筒修复指令后，该电动锚定器锚定，固定该电动检测修复工具，同时该伸缩驱动系统驱动该伸缩器，将该井筒检测仪器收回到该外筒内部；

该电动检测修复工具还包括切割器、电驱系统和控制电路，该控制电路连接于该电动锚定器，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送切割指令给该控制电路，该电驱系统连接于该控制电路和该切割器，该控制电路在接收到切割指令后，控制该电驱系统工作，驱动该切割器进行切割作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业；或

该电动检测修复工具还包括磨铣器、电驱系统和控制电路，该控制电路连接于该电动锚定器，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送磨铣指令给该控制电路，该电驱系统连接于该控制电路和该磨铣器，该控制电路在接收到磨铣指令后，控制该电驱系统工作，驱动该磨铣器进行磨铣作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业。

2.根据权利要求1所述的连续油管可视化修井作业管柱，其特征在于，该井筒检测仪器包括电缆接头、信号转换系统和高清摄像头，该信号转换系统连接于该电缆接头和该高清摄像头，该高清摄像头对井筒情况进行拍摄，并将拍摄结果传输给该信号转换系统，该信号转换系统将拍摄结果转换为视频信号，并将视频信号通过该电缆接头传输至该电缆，该电缆将视频信号传输至该地面控制解释装置，实时显示井下高清摄像头拍摄图像。

3.根据权利要求2所述的连续油管可视化修井作业管柱，其特征在于，该井筒检测仪器还包括保护罩，该保护罩位于该高清摄像头外部，以对该高清摄像头进行保护。

4.采用如权利要求1所述的连续油管可视化修井作业管柱进行修井作业的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，将该连续油管和该电动检测修复工具下入到油水井待修复位置；

步骤2，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该电动检测修复工具中的井筒检测仪器在伸缩器的推动下从外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置；

步骤3，该地面控制解释装置根据拍摄的视频信号发送井筒修复指令，在接收到井筒修复指令后，该电动检测修复工具中的电动锚定器锚定，固定该电动检测修复工具，同时该伸缩器将该井筒检测仪器收回到该外筒内部；

步骤4，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送切割指令给该电动检测修复工具中的控制电路，该控制电路控制电驱系统工作，驱动切割器进行切割作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业；

在步骤4之后，该地面控制解释装置得到该控制电路的结束工作信号后，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该井筒检测仪器在该伸缩器的推动下从该外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置，该地面控制解释装置对修复情况进行评估，如果修复成功，则结束作业，如果修复不成功，则重复修复过程，直至修复完毕。

5.采用如权利要求1所述的连续油管可视化修井作业管柱进行修井作业的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，将该连续油管和该电动检测修复工具下入到油水井待修复位置；

步骤2，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该电动检测修复工具中的井筒检测仪器在伸缩器的推动下从外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置；

步骤3，该地面控制解释装置根据拍摄的视频信号发送井筒修复指令，在接收到井筒修复指令后，该电动检测修复工具中的电动锚定器锚定，固定该电动检测修复工具，同时该伸缩器将该井筒检测仪器收回到该外筒内部；

步骤4，该电动锚定器和该伸缩器工作完成后，发送磨铣指令给该电动检测修复工具中的控制电路，该控制电路控制电驱系统工作，驱动磨铣器进行磨铣作业，作业完毕后，该控制电路返回结束工作信号指令，结束工作信号通过该电缆传输至该地面控制解释装置，完成井筒修复作业；

在步骤4之后，该地面控制解释装置得到该控制电路的结束工作信号后，该地面控制解释装置发出检测指令，在接收到检测指令后，该井筒检测仪器在该伸缩器的推动下从该外筒伸出，拍摄视频信号并传输至该地面控制解释装置，该地面控制解释装置对修复情况进行评估，如果修复成功，则结束作业，如果修复不成功，则重复修复过程，直至修复完毕。