CN118669117A - 油水井多效升举液流智能测调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田采油测试技术领域，特别涉及一种油水井多效升举液流智能测调系统。该系统包括液压升降支承装置、密封总成、多级防溢流总成和预报警及绞车停车控制系统；所述液压升降支承装置包括管接，管接上端连接固定座，固定座外侧套装固定支臂，固定支臂外端下部与液压缸销轴连接，液压缸活塞杆端与支臂管上端销轴连接；所述密封总成包括密封管体，所述多级防溢流总成包括初级密封结构、二级密封结构、三级密封结构。本发明实现了在地面通过电动泵控制大推力液压缸，使测试管平稳升起和落下，不用工人攀爬高台,减轻劳动强度，提高安全系数；减少井下水溢流，不再用水罐车和液流回注装置，减少生产成本，降低安全环保隐患。

Description

油水井多效升举液流智能测调系统

技术领域：

本发明涉及油田采油测试技术领域，特别涉及一种油水井多效升举液流智能测调系统。

背景技术：

目前，油田采油厂对油、气、水井测试时，需要将测试仪器输送井下及起回作业，在进行油气水井测试前，工人需要爬到高架平台上，装入测试仪器，连接密封管。属于登高作业，劳动强度大，同时非常危险，不安全。

部分油气水井采用升举装置(现有的举升装置多采用小液压缸体、直流电机或齿轮机构)将防喷管、密封堵头及测试仪器立起安装，现有的举升装置升降不平稳，易造成装置损坏，存在安全隐患。

现在各个油田采油厂在测试作业时采取的防溢流控制器密封效果不好，注入井下的水会顺着电缆返流到地面，造成井下压力不稳，影响流量测量，又由于油井内的水含有石油等化学物质，溢流出来的液体会污染环境。

为了不污染环境，为了溢出来的水循环利用，在每台测试车上安装了水箱及回注设备，回注管路是一根软管，用快速接头连接，由于井底压力很高，最高达到20MPa，快速接头有脱开的危险，一旦脱开造成软管耍龙，就会造成现场人员伤亡，并很难近身去阻止软管停摆，危险系数极高。

由于现有溢流控制器密封不好，溢流很多，为了收集溢流出来的液体，有的采油厂测试队还要配水罐车，浪费人力物力。

现有的测试仪器在上提到井口时，因没有报警系统，卡到井口，作业人员不知情况，继续拉电缆容易拉断电缆，造成很大的经济损失。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种油水井多效升举液流智能测调系统，该系统实现了在地面通过电动泵控制大推力液压缸，使测试管平稳升起和落下，不用工人攀爬高台,减轻劳动强度，提高安全系数；减少井下水溢流，不再用水罐车和液流回注装置，减少生产成本，降低安全环保隐患；测试仪器到井口时进行报警，通过无线远传通知现场作业人员注意井口状况，及通过无线远传控制绞车运转，从而实现远程控制，自动停绞车，避免盲拉拉断电缆,造成经济损失。

本发明所采取的技术方案是：一种油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：包括液压升降支承装置、密封总成、多级防溢流总成和预报警及绞车停车控制系统；

所述液压升降支承装置包括测试油管接头，测试油管接头上端连接固定座，固定座上端端面上设置密封圈，固定座外侧套装固定支臂，固定支臂外端下部与液压缸销轴连接，液压缸活塞杆端与支臂管上端销轴连接，固定支臂外端上部与旋转支臂销轴连接，旋转支臂上端套装在支臂管下端外部，旋转支臂上端通过调节机构调节在支臂管上的位置并固定，支臂管下端连接端盖；在支臂管转动至竖立时，端盖坐在固定座上端端面上并通过密封圈密封，端盖与固定座之间通过快速接箍相连接；

所述密封总成包括密封管体，密封管体上、下端分别通过快速接头与多级防溢流总成下端、支臂管上端相连接；

所述多级防溢流总成包括初级密封结构、二级密封结构、三级密封结构，所述初级密封结构包括设有电缆穿越通道的下电缆穿越管，下电缆穿越管下端内腔内设有初级密封胶垫，下电缆穿越管下端内壁与阻流管上端螺纹连接；

所述二级密封结构包括下活塞体和与下活塞体相匹配使用的下液压缸体，下活塞体下端内腔设置二级密封胶垫，下活塞体下端内壁与下电缆穿越管上部导向端滑动密封连接，下活塞体上端内壁与中间电缆穿越管下部导向端滑动密封连接，下活塞体外壁上套装下弹簧，下液压缸体上下端分别与中间电缆穿越管下端外壁、下电缆穿越管上端外壁相连接；

所述三级密封结构包括上活塞体和与上活塞体相匹配使用的上液压缸体，上活塞体下端内壁与中间电缆穿越管上部导向端滑动密封连接，上活塞体上端内腔设置三级密封胶垫，上活塞体上端内壁与上电缆穿越管下部导向端滑动密封连接，上活塞体外壁上套装上弹簧，上液压缸体上下端分别与溢液接杯下端外壁、中间电缆穿越管上端外壁相连接，上液压缸体上部侧壁设置带有出水口的溢液容纳室，溢液接杯上部敞口，溢液接杯与溢液容纳室相连通；

所述中间电缆穿越管内设有与上活塞体、下活塞体相连通的液压通道，液压泵通过液压管线分别与中间电缆穿越管内液压通道、液压缸相连通；

所述预报警及绞车停车控制系统包括设置在密封管体外壁上的位移传感器，阻流管通过缓冲弹簧连接位移传感器的感应磁铁。

进一步地，所述液压升降支承装置包括压差放水机构，所述压差放水机构包括分别连接在测试油管接头上下端侧壁上的上进气管、下放液管，所述上进气管与进气阀相连接，所述上进气管上连接压力表。

进一步地，所述调节机构包括固定在旋转支臂上端的内螺纹管、固定在支臂管外壁上的螺母，所述螺母连接在调节螺杆上，所述调节螺杆下端连接在内螺纹管内，通过调节调节螺杆下端在内螺纹管内连接深度进而调节旋转支臂上端在支臂管上的位置。

进一步地，所述密封圈采用横截面为六边形的密封胶垫，密封圈上端面为平面，端盖下端面相应位置设计有与密封圈形状相匹配的密封槽。

进一步地，所述液压缸推力不小于三吨，所述密封管体采用钛钢管。

进一步地，所述快速接头包括能够固定在待连接的上管体外侧的固定环，固定环外壁上设有周向限位槽，固定环下端设置连接接头，连接接头上端套装在待连接的上管体上并与待连接的上管体之间密封，连接接头下端内壁与待连接的下管体之间相连接，接箍上端内壁限位凸台伸入并被限位在固定环外壁限位槽内，接箍上端内壁限位凸台能够沿固定环外壁限位槽转动，接箍下端内壁与连接接头上端外壁螺纹连接，接箍外壁上设置有旋转手柄。

进一步地，所述阻流管包括带有电缆穿越通道的阻流管体，阻流管体上设有多组溢流释放孔道，溢流释放孔道斜向上布置，溢流释放孔道连通电缆穿越通道和阻流管体外部空间。

进一步地，所述上电缆穿越管上端连接油杯。

进一步地，所述位移传感器能够将检测到的位移信号无线远传给远传接收装置和绞车控制系统。

进一步地，所述初级密封胶垫、二级密封胶垫、三级密封胶垫采用聚氨酯材料制成，或者采用弗胶垫；所述初级密封胶垫、二级密封胶垫、三级密封胶垫采用聚氨酯材料制成时，厚度为8毫米，外径为18.5毫米，内径为3.8毫米；所述初级密封胶垫、二级密封胶垫、三级密封胶垫均采用弗胶垫时，厚度为8-10毫米，外径为18.5-19.5毫米，内径为2.4-2.7毫米。

本发明的有益效果是：

1、在地面通过电动泵控制大推力液压缸，实现了测试管平稳升起和落下，不用工人攀爬高台,减轻劳动强度，提高安全系数；

2、减少井下水溢流，不再用水罐车和液流回注装置，减少生产成本，降低安全环保隐患；

3、测试仪器到井口时进行报警，通过无线远传通知现场作业人员注意井口状况，及通过无线远传控制绞车运转，从而实现远程控制，自动停绞车，避免盲拉拉断电缆，造成经济损失。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为液压升降支承装置的结构示意图。

图3为多级防溢流总成的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，一种油水井多效升举液流智能测调系统，包括液压升降支承装置、密封总成、多级防溢流总成和预报警及绞车停车控制系统。

如图2所示，所述液压升降支承装置包括固定在采油井井口卡盘上的测试油管接头1，测试油管接头1上端连接固定座2，固定座2上端端面上设置密封圈14，固定座2外侧套装固定支臂3，固定支臂3外端下部与液压缸4销轴连接，液压缸4活塞杆端与支臂管6上端销轴连接，固定支臂3外端上部与旋转支臂5销轴连接，旋转支臂5上端套装在支臂管6下端外部，旋转支臂5上端通过调节机构调节在支臂管6上的位置并固定，支臂管6下端连接端盖16；在支臂管6转动至竖立时，端盖16坐在固定座2上端端面上并通过密封圈14密封，端盖16与固定座2之间通过快速接箍15相连接。

上述液压升降支承装置由于采用分体设计，一个人就可以按步操作安装，节省人力成本，提高安全系数。

所述密封总成包括密封管体8，密封管体8上、下端分别通过快速接头9与多级防溢流总成下端、支臂管6上端相连接。

如图3所示，所述多级防溢流总成包括初级密封结构、二级密封结构、三级密封结构，所述初级密封结构包括设有电缆穿越通道的下电缆穿越管22，下电缆穿越管22下端内腔内设有初级密封胶垫21，下电缆穿越管22下端内壁与阻流管20上端螺纹连接。

所述二级密封结构包括下活塞体26和与下活塞体26相匹配使用的下液压缸体24，下活塞体26下端内腔设置二级密封胶垫23，下活塞体26下端内壁与下电缆穿越管22上部导向端滑动密封连接，下活塞体26上端内壁与中间电缆穿越管27下部导向端滑动密封连接，下活塞体26外壁上套装下弹簧25，下液压缸体24上下端分别与中间电缆穿越管27下端外壁、下电缆穿越管22上端外壁相连接。

所述三级密封结构包括上活塞体28和与上活塞体28相匹配使用的上液压缸体32，上活塞体28下端内壁与中间电缆穿越管27上部导向端滑动密封连接，上活塞体28上端内腔设置三级密封胶垫31，上活塞体28上端内壁与上电缆穿越管34下部导向端滑动密封连接，上活塞体28外壁上套装上弹簧30，上液压缸体32上下端分别与溢液接杯33下端外壁、中间电缆穿越管27上端外壁相连接，上液压缸体32上部侧壁设置带有出水口29的溢液容纳室11，溢液接杯33上部敞口，溢液接杯33与溢液容纳室11相连通。

所述中间电缆穿越管27内设有与上活塞体28、下活塞体26相连通的液压通道，液压泵7通过液压管线分别与中间电缆穿越管27内液压通道、液压缸4相连通；采用液压泵7，进行双向压力分配，实现一泵两用，实现测试装置平稳升降，从而降低测试装置损坏，减少设备成本，减少人员劳动强度，降低井场沙尘对使用设备的损坏。

所述预报警及绞车停车控制系统包括设置在密封管体8外壁上的位移传感器39，阻流管20通过缓冲弹簧38连接位移传感器39的感应磁铁40。所述位移传感器39能够将检测到的位移信号无线远传给远传接收装置和绞车控制系统。通过挤压缓冲弹簧38可产生反向推力，达到使测试仪器顺利下井的目的。通过缓冲弹簧38位移，达到提前预报警，确保测试仪器安全提升。通过缓冲弹簧38所产生的挤压可以保护测试仪器及电缆的提升不受损坏。

所述液压升降支承装置包括压差放水机构，所述压差放水机构包括分别连接在测试油管接头1上下端侧壁上的上进气管13、下放液管12，所述上进气管13与进气阀相连接，所述上进气管13上连接压力表。

所述调节机构包括固定在旋转支臂5上端的内螺纹管17、固定在支臂管6外壁上的螺母19，所述螺母19连接在调节螺杆18上，所述调节螺杆18下端连接在内螺纹管17内，通过调节调节螺杆18下端在内螺纹管17内连接深度进而调节旋转支臂5上端在支臂管6上的位置。

所述密封圈14采用横截面为六边形的密封胶垫，密封圈上端面为平面，端盖16下端面相应位置设计有与密封圈14形状相匹配的密封槽。液压升降支承装置开合部位采用上述端面多面胶垫密封，密封受力均匀，密封效果好。

所述液压缸4推力不小于三吨。

所述密封管体8采用钛钢管。

所述快速接头9包括能够固定在待连接的上管体外侧的固定环35，固定环35外壁上设有周向限位槽，固定环35下端设置连接接头37，连接接头37上端套装在待连接的上管体上并与待连接的上管体之间密封，连接接头37下端内壁与待连接的下管体之间相连接，接箍36上端内壁限位凸台伸入并被限位在固定环35外壁限位槽内，接箍36上端内壁限位凸台能够沿固定环35外壁限位槽转动，接箍36下端内壁与连接接头37上端外壁螺纹连接，接箍36外壁上设置有旋转手柄。

所述阻流管20包括带有电缆穿越通道的阻流管体，阻流管体上设有多组溢流释放孔道，溢流释放孔道斜向上布置，溢流释放孔道连通电缆穿越通道和阻流管体外部空间。

所述上电缆穿越管34上端连接油杯10。油杯10起润滑作用，保障测试仪器的电缆自由起下顺畅。

所述初级密封胶垫21、二级密封胶垫23、三级密封胶垫31采用聚氨酯材料制成，或者采用弗胶垫；所述初级密封胶垫21、二级密封胶垫23、三级密封胶垫31采用聚氨酯材料制成时，厚度为8毫米，外径为18.5毫米，内径为3.8毫米；所述初级密封胶垫21、二级密封胶垫23、三级密封胶垫31均采用弗胶垫时，厚度为8-10毫米，外径为18.5-19.5毫米，内径为2.4-2.7毫米。

所述初级密封胶垫21、二级密封胶垫23、三级密封胶垫31均采用弗胶垫，厚度为8-10毫米，外径为18.5-19.5毫米，内径为2.4-2.7毫米。

使用时，下测试仪器时，支臂管6处于放倒在地面的状态，多级防溢流总成与密封管体8之间处于未连接状态，将测试仪器装入密封管体8中，测试仪器的电缆依次从阻流管20、初级密封胶垫21、下电缆穿越管22、二级密封胶垫23、下活塞体26、中间电缆穿越管27、上活塞体28、三级密封胶垫31、上电缆穿越管34、油杯10中穿出，下电缆穿越管22通过快速接头9与密封管体8相连接，测试仪器装好后，通过液压缸4推动支臂管6竖立，端盖16坐在固定座2上端端面上并通过密封圈14密封，端盖16与固定座2之间通过快速接箍15相连接，下放测试仪器进行测试作业。

起出测试仪器时，电缆上行过程中，阻流管20可对电缆油污进行反向溢出保留在测试管段里，防止电缆油污被带出，造成环境污染，对电缆起下所产生的初级液流进行反向冲压，同时电缆油污能够通过溢流释放孔道被释放。初级密封结构、二级密封结构、三级密封结构均对电缆起到滑动密封的作用，初级密封结构中，通过调节阻流管20旋进下电缆穿越管22的深度，进而调节对初级密封胶垫21的挤压力，进而调节初级密封胶垫21对电缆包裹力。二级密封结构、三级密封结构中，通过液压泵7打压，液压油通过中间电缆穿越管27的液压通道同步推动上活塞体28、下活塞体26，下活塞体26下移对二级密封胶垫23进行挤压，上活塞体28上移对三级密封胶垫31进行挤压，二级密封胶垫23、三级密封胶垫31同时对电缆进行挤压密封。电缆上附带的油水通过初级密封胶垫21、二级密封胶垫23、三级密封胶垫31进行刮除，经上面阻流管20、初级密封胶垫21、二级密封胶垫23、三级密封胶垫31的共同作用下，仅有极少量的油水随电缆溢出，该溢出液被溢液接杯33接住，并流至收集到溢液容纳室11中，经出水口29放出。

采用上述初级密封结构、二级密封结构、三级密封结构，及自由压力调节达到对溢流液大小的控制。通过对初级密封结构的初级密封胶垫21的调整，实现地面初级溢流控制，确保电缆松紧顺畅。通过单缸双向压力控制，达到对二级密封胶垫23、三级密封胶垫31的溢流控制，从而实现极少量溢流，防止电缆被抱紧，无法起下。

本发明的多级防溢流总成，大大减少井下水溢流，不再需要用水罐车和液流回注装置，减少生产成本，降低安全环保隐患。不使用现有带软管的回注设备，就不会有软管造成的安全隐患，也不用在测试车上安装回注设备，既安全又减少生产投入。溢流少，不用频繁回注，井底压力稳定，才能保证测量流量的准确。

在测试仪器上行至位移传感器39的感应磁铁40下端时，测试仪器继续上行推动感应磁铁40上行，此时位移传感器39将测试仪器行进至此位置的位置信号无线远传给远传接收装置和绞车控制系统。现场作业人员通过远传接收装置得知测试仪器已上提到井口，进而能够注意井口状况。绞车控制系统在得到上述位置信号后，会自动控制停绞车。避免盲拉，拉断电缆，造成经济损失。

在绞车停止后，多级防溢流总成下部管柱内存在有液体，该液体通过压差放水机构的下放液管12放出，减少环境污染。拧开快速接箍15，通过液压缸4放倒支臂管6，在地面上拆下多级防溢流总成、密封总成及测试仪器，测试仪器取出作业结束。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：包括液压升降支承装置、密封总成、多级防溢流总成和预报警及绞车停车控制系统；

所述液压升降支承装置包括测试油管接头(1)，测试油管接头(1)上端连接固定座(2)，固定座(2)上端端面上设置密封圈(14)，固定座(2)外侧套装固定支臂(3)，固定支臂(3)外端下部与液压缸(4)销轴连接，液压缸(4)活塞杆端与支臂管(6)上端销轴连接，固定支臂(3)外端上部与旋转支臂(5)销轴连接，旋转支臂(5)上端套装在支臂管(6)下端外部，旋转支臂(5)上端通过调节机构调节在支臂管(6)上的位置并固定，支臂管(6)下端连接端盖(16)；在支臂管(6)转动至竖立时，端盖(16)坐在固定座(2)上端端面上并通过密封圈(14)密封，端盖(16)与固定座(2)之间通过快速接箍(15)相连接；

所述密封总成包括密封管体(8)，密封管体(8)上、下端分别通过快速接头(9)与多级防溢流总成下端、支臂管(6)上端相连接；

所述多级防溢流总成包括初级密封结构、二级密封结构、三级密封结构，所述初级密封结构包括设有电缆穿越通道的下电缆穿越管(22)，下电缆穿越管(22)下端内腔内设有初级密封胶垫(21)，下电缆穿越管(22)下端内壁与阻流管(20)上端螺纹连接；

所述二级密封结构包括下活塞体(26)和与下活塞体(26)相匹配使用的下液压缸体(24)，下活塞体(26)下端内腔设置二级密封胶垫(23)，下活塞体(26)下端内壁与下电缆穿越管(22)上部导向端滑动密封连接，下活塞体(26)上端内壁与中间电缆穿越管(27)下部导向端滑动密封连接，下活塞体(26)外壁上套装下弹簧(25)，下液压缸体(24)上下端分别与中间电缆穿越管(27)下端外壁、下电缆穿越管(22)上端外壁相连接；

所述三级密封结构包括上活塞体(28)和与上活塞体(28)相匹配使用的上液压缸体(32)，上活塞体(28)下端内壁与中间电缆穿越管(27)上部导向端滑动密封连接，上活塞体(28)上端内腔设置三级密封胶垫(31)，上活塞体(28)上端内壁与上电缆穿越管(34)下部导向端滑动密封连接，上活塞体(28)外壁上套装上弹簧(30)，上液压缸体(32)上下端分别与溢液接杯(33)下端外壁、中间电缆穿越管(27)上端外壁相连接，上液压缸体(32)上部侧壁设置带有出水口(29)的溢液容纳室(11)，溢液接杯(33)上部敞口，溢液接杯(33)与溢液容纳室(11)相连通；

所述中间电缆穿越管(27)内设有与上活塞体(28)、下活塞体(26)相连通的液压通道，液压泵(7)通过液压管线分别与中间电缆穿越管(27)内液压通道、液压缸(4)相连通；

所述预报警及绞车停车控制系统包括设置在密封管体(8)外壁上的位移传感器(39)，阻流管(20)通过缓冲弹簧(38)连接位移传感器(39)的感应磁铁(40)。

2.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述液压升降支承装置包括压差放水机构，所述压差放水机构包括分别连接在测试油管接头(1)上下端侧壁上的上进气管(13)、下放液管(12)，所述上进气管(13)与进气阀相连接，所述上进气管(13)上连接压力表。

3.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述调节机构包括固定在旋转支臂(5)上端的内螺纹管(17)、固定在支臂管(6)外壁上的螺母(19)，所述螺母(19)连接在调节螺杆(18)上，所述调节螺杆(18)下端连接在内螺纹管(17)内，通过调节调节螺杆(18)下端在内螺纹管(17)内连接深度进而调节旋转支臂(5)上端在支臂管(6)上的位置。

4.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述密封圈(14)采用横截面为六边形的密封胶垫，密封圈上端面为平面，端盖(16)下端面相应位置设计有与密封圈(14)形状相匹配的密封槽。

5.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述液压缸(4)推力不小于三吨，所述密封管体(8)采用钛钢管。

6.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述快速接头(9)包括能够固定在待连接的上管体外侧的固定环(35)，固定环(35)外壁上设有周向限位槽，固定环(35)下端设置连接接头(37)，连接接头(37)上端套装在待连接的上管体上并与待连接的上管体之间密封，连接接头(37)下端内壁与待连接的下管体之间相连接，接箍(36)上端内壁限位凸台伸入并被限位在固定环(35)外壁限位槽内，接箍(36)上端内壁限位凸台能够沿固定环(35)外壁限位槽转动，接箍(36)下端内壁与连接接头(37)上端外壁螺纹连接，接箍(36)外壁上设置有旋转手柄。

7.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述阻流管(20)包括带有电缆穿越通道的阻流管体，阻流管体上设有多组溢流释放孔道，溢流释放孔道斜向上布置，溢流释放孔道连通电缆穿越通道和阻流管体外部空间。

8.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述上电缆穿越管(34)上端连接油杯(10)。

9.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述位移传感器(39)能够将检测到的位移信号无线远传给远传接收装置和绞车控制系统。

10.按照权利要求1所述的油水井多效升举液流智能测调系统，其特征在于：所述初级密封胶垫(21)、二级密封胶垫(23)、三级密封胶垫(31)采用聚氨酯材料制成，或者采用弗胶垫；所述初级密封胶垫(21)、二级密封胶垫(23)、三级密封胶垫(31)采用聚氨酯材料制成时，厚度为8毫米，外径为18.5毫米，内径为3.8毫米；所述初级密封胶垫(21)、二级密封胶垫(23)、三级密封胶垫(31)均采用弗胶垫时，厚度为8-10毫米，外径为18.5-19.5毫米，内径为2.4-2.7毫米。