CN201354631Y - 机械投捞式天然气井井下丢手测试工具 - Google Patents

Abstract

机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，应用于油田气井井下长期监测作业。包括滑动型油管止动器投放工具串、监测仪器投放工具串和打捞工具串三部分组成，特征是：滑动型油管止动器投放工具串是在绳帽的下端有加重杆、机械振击器、打捞筒和滑动型油管止动器；监测仪器投放工具串是在绳帽的下端连接、加重杆、J型释放工具、扶正座固定器和监测仪；打捞工具串是在绳帽的下端连接有加重杆、机械振击器和打捞筒。效果是：能完成监测仪的投放，安全进行井下压力和温度测试，并能安全回收。产生了巨大的经济效益和社会效益。

Description

机械投捞式天然气井井下丢手测试工具

技术领域

本实用新型涉及油田气井井下长期监测作业，是一种能实现气井井下压力监测的丢手作业的测试工具。

背景技术

在传统的试井作业中，常通过利用地面试井设备，如试井车、地面橇装试井绞车、井口防喷装置等，将井下压力计通过录井钢丝沿油管下入目的层，进行井下压力和温度测试。对于不稳定试井、修正等时试井等测试周期相对较长的试井作业，使用传统试井工艺进行测试，设备占用时间长、设备利用率低、劳动强度大、测试成本高，还有随之带来的井场安全、后勤保障等诸多问题。

为在试井设备数量有限情况下，做到既能满足试井需要，又能充分提高试井设备的利用率，减少作业人员劳动强度，降低生产成本和因现场试井设备看护而导致的费用，近年来，对于长期监测气井，在试井作业中，开始逐步采用井下丢手技术。

目前，国内使用的井下丢手测试工具以钟机式为主，主要有胜利油田的滚轮式井下定时脱挂器、湖北沙洋蓝航控制技术有限责任公司的STK型电子脱挂器及西安六维仪器仪表有限责任公司的STFY型定时投放器。在现场使用中，这些脱挂工具均采用钟机控制监测仪器的脱手，且是将脱挂工具与监测仪器一同脱手在油管中，当钟机在下井过程中出现故障时，作业人员无法及时发现。可能造成脱挂工具与钟机投放机构无法脱手的情况。在油管支撑机构无法正常打开时，就会使脱挂工具与监测仪器全部落入井底。2002年，长庆石油勘探局从加拿大引进行的NWT型压力计脱挂工具，虽然采用将仪器脱挂器与监测仪器分两次投放，但该脱挂工具还是存在的两点不足之处，一是该脱挂工具使用的F型接箍止动器必须通过气井油管接箍的间隙(也就是接箍内侧两根油管的端面间隙)来座定，若气井采用的是非平式油管，就无法实现脱挂器在油管内任意深度的脱手座定；二是由于F型接箍止动器的特殊座定方式，一般需使用液压振击器进行打捞，用机械式振击器进行打捞时不易使止动器从油管接箍内脱开，液压振击器的价格高且故障率较高。

为全面解决上述问题，确保井下丢手作业安全顺利进行，从2005年开始，从机械投放方式入手，进行井下丢手测试技术应用研究，通过对油管止动器的改进和井下钢丝作业工具的重新组合，实现了油管监测仪器的长期井下丢手作业。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，能完成监测仪的投放，安全进行井下压力和温度测试，并能安全回收。能具有一下特点：

1.提高设备利用率，降低测试资产投入。

2.实现现场无人值守测试。

3.消除利用碳钢录井钢丝进行气井长期监测作业，存在的钢丝腐蚀断裂的风险，提高测试作业安全系数。

4、解决钟机式丢手测试工具存在的脱手隐患，提高丢手测试工艺技术的安全系数。

5、实现监测仪器在采用平式或加厚油管的自喷式生产气井井下任意深度的长期监测。

本实用新型采用的技术方案是：机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，包括滑动型油管止动器投放工具串、监测仪器投放工具串和打捞工具串三部分组成，其特征在于：滑动型油管止动器投放工具串包括连接钢丝的绳帽、加重杆、机械振击器、打捞筒和滑动型油管止动器，在绳帽的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆。加重杆下端螺纹连接有一个机械振击器。机械振击器下端连接有一个打捞筒。打捞筒下端连接滑动型油管止动器。

监测仪器投放工具串包括钢丝的绳帽、加重杆、J型释放工具、扶正座固定器和监测仪。在绳帽的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆。加重杆下端螺纹连接有一个J型释放工具，J型释放工具下端连接一个扶正座固定器，扶正座固定器下端连接监测仪。

打捞工具串包括钢丝的绳帽、加重杆、机械振击器、打捞筒，在绳帽的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆。加重杆下端螺纹连接有一个机械振击器。机械振击器下端连接有一个打捞筒。

在滑动型油管止动器投放工具串中，采用的打捞筒是50.8JDC打捞筒；在打捞工具串中，采用的打捞筒是66.7JDC打捞筒。

所述的滑动型油管止动器外壁上均匀分布有3块采用45°角的齿形倒卡瓦。能在滑动型油管止动器投放工具串快速下行时实现其在油管内任意深度的座定。

为了气井生产状况下操作，能有效防止井下高压气流对监测仪的震动损坏，滑动型油管止动器上半部分改为实心，在滑动型油管止动器侧面有4条纵向气流槽，能使气井井下高压天然气从滑动型油管止动器中心孔流入，从侧面流出，然后从监测仪外侧流过，减弱了高压气流对监测仪正下方的冲击。

监测仪器投放工具串的关健是J型释放工具和扶正座固定器。在J型释放工具上部受力大于下部受力10公斤时，扶正座固定器的打捞头脱开，使扶正座固定器丢手。当扶正座固定器及监测仪投放到位后，扶正座固定器上的卡瓦牙能锚定整个监测仪器投放工具串，有效防止监测仪器投放工具串上移和震动。此外，扶正座固定器的卡瓦牙还具有扶正作用，不但可使监测仪位于油管的中心位置，也便于作业结束后打捞监测仪器投放工具串。

本实用新型的有益效果：本实用新型机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，能完成监测仪的投放，安全进行井下压力和温度测试，并能安全回收。产生了巨大的经济效益和社会效益。

1、经济效益评价

以气井常规压恢复试井为例计算测试成本，两种不同形式压恢试井测试所需资源见表1，所需费用见表2。从表2可见，使用机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，进行测试周期为30天的常规压力恢复试井，比传统测试技术节约作业成本5万元以上。

表1  常规压力恢复试井测试所需资源统计表

表2  两种不同形式压恢试井测试所需费用计算表(单位：万元)

2、社会效益评价

(1)、提高了试井设备的利用率。压力计下井后，全部设备可用于其它井的试井作业，使有限的试井设备可同时作业于多口气井。

(2)、提高了作业安全系数。传统的试井工艺因钢丝在井下停留时间长，若长期使用非抗硫钢丝，难免造成因H₂S腐蚀而导致的钢丝断裂，造成压力计落井。

(3)、降低测试成本投资。在气井井下长期测试中使用井下丢手测试技术，由于作业现场可不留作业人员及地面测试设备，降低了员工劳动强度，省去了现场测试设备、录井钢丝的看护，同时还避免了因测试设备看护引起的安全隐患，降低测试设备购置方面的投资。

(4)、可有效减少其它意外事件发生。

附图说明

图1是本实用新型机械投捞式井下丢手测试工具的滑动型油管止动器投放工具串连接示意图。

图2是本实用新型机械投捞式井下丢手测试工具的监测仪器投放工具串连接示意图。

图3是本实用新型机械投捞式井下丢手测试工具的打捞工具串连接示意图。

图中，1.绳帽，2.加重杆，3.机械振击器，4.打捞筒，5.滑动型油管止动器，6.J型释放工具，7.扶正座固定器，8.监测仪。

具体实施方式

实施例1：本实用新型机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，包括滑动型油管止动器投放工具串、监测仪器投放工具串和打捞工具串三部分组成。

参阅图1。滑动型油管止动器投放工具串包括连接钢丝的绳帽1、加重杆2、机械振击器3、打捞筒4和滑动型油管止动器5，在绳帽1的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆2。加重杆2下端螺纹连接有一个机械振击器3。机械振击器3下端连接有一个打捞筒4。打捞筒4下端连接滑动型油管止动器5。打捞筒4采用的是一个50.8JDC打捞筒。采用的滑动型油管止动器5，在外壁上均匀分布有3块采用45°角的齿形倒卡瓦。

参阅图2。监测仪器投放工具串包括钢丝的绳帽1、加重杆2、J型释放工具6、扶正座固定器7和监测仪8。在绳帽1的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆2。加重杆2下端螺纹连接有一个J型释放工具6，J型释放工具6下端连接一个扶正座固定器7，扶正座固定器7下端连接监测仪8。

参阅图3。打捞工具串包括钢丝的绳帽1、加重杆2、机械振击器3、打捞筒4，在绳帽1的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆2。加重杆2下端螺纹连接有一个机械振击器3。机械振击器3下端连接有一个打捞筒4。打捞筒4采用的是66.7JDC打捞筒。

机械投捞式天然气井井下丢手测试工具的使用过程：

1、井下监测仪的投放

进行投放作业前，首先利用试井车或橇装绞车，通过钢丝将滑动型油管止动器投放工具串下入距预定深度3米处。然后快速下放此工具串，滑动型油管止动器5上的卡瓦由于受到油管内壁的磨擦力，下行速度减缓，并卡定在油管内壁上。这时，地面绞车的张力显示将明显降低。再利用此工具串的加重杆2和机械振击器3向下震击，剪断66.7JDC打捞筒4安全销钉，滑动型油管止动器5就被脱手在井下并紧紧卡定在油管内壁上，然后起出滑动型油管止动器5以上部分。若滑动型油管止动器5无法可靠定位在油管内，66.7JDC打捞筒4的安全销钉就无法切断，为下步成功投放监测仪8提供了安全障。

滑动型油管止动器5投放结束后，开始投放监测仪8。首先，利用绞车将监测仪器投放工具串下至滑动型油管止动器5上部，放慢绞车速度，使监测仪器投放工具串轻轻座在滑动型油管止动器5上，释放工具在加重杆2重力作用下，压缩释放工具内部弹簧，使扶正座固定器7的打捞头从J型释放工具6上的J型卡槽中脱离，上提监测仪器投放工具串，就可将扶正座固定器7与监测仪8脱手在滑动型油管止动器5上，起出剩余工具串，投放作业结束。

2、井下监测仪器的打捞

当井下监测任务结束后，先下入打捞工具串，当打捞工具串下至扶正座固定器7上部，缓慢下放打捞工具串，打捞工具串上的50.8JDC打捞筒4在加重杆2的重力作用下将自行抓住扶正座固定器7的打捞头，上起打捞工具串，就可顺利起出监测仪8。然后按同样的方法下入滑动型油管止动器打捞工具串，在66.7JDC打捞筒4抓住滑动型油管止动器5打捞头后，利用机械式振击器3快速上击，就可使滑动型油管止动器5从油管内壁上脱开，起出工具串，打捞作业结束。

自2006年以来，长庆油田分公司以先后试用该机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，在长庆气田榆48-6、榆44-4、榆42-2、G34-2、G12-5等二十余口气井进行了压力恢复测试。

机械投捞式井下丢手测试工具，在近一年的试验过程中，多次对机械投捞式天然气井井下丢手测试工具中使用的部件进行了调整，特别是对滑动型油管止动器5进行了很大的改动，一是方便在油管内任意深度进行定位；二是便于长期监测作业结束后的打捞；三是减小生产井中天然气的快速流动对长期监测仪8的冲击及震动，降低监测仪8因震动而损坏的机率。井下丢手测试工艺技术现场试用成功率100％。

Claims (4)

1、一种机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，包括滑动型油管止动器投放工具串、监测仪器投放工具串和打捞工具串三部分组成，其特征在于：

滑动型油管止动器投放工具串包括连接钢丝的绳帽(1)、加重杆(2)、机械振击器(3)、打捞筒(4)和滑动型油管止动器(5)，在绳帽(1)的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆(2)，加重杆(2)下端螺纹连接有一个机械振击器(3)，机械振击器(3)下端连接有一个打捞筒(4)，打捞筒(4)下端连接滑动型油管止动器(5)；

监测仪器投放工具串包括钢丝的绳帽(1)、加重杆(2)、J型释放工具(6)、扶正座固定器(7)和监测仪(8)，在绳帽(1)的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆(2)，加重杆(2)下端螺纹连接有一个J型释放工具(6)，J型释放工具(6)下端连接一个扶正座固定器(7)，扶正座固定器(7)下端连接监测仪(8)；

打捞工具串包括钢丝的绳帽(1)、加重杆(2)、机械振击器(3)、打捞筒(4)，在绳帽(1)的下端螺纹连接有一个圆柱形加重杆(2)，加重杆(2)下端螺纹连接有一个机械振击器(3)，机械振击器(3)下端连接有一个打捞筒(4)。

2、根据权利要求1所述的机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，其特征是：在滑动型油管止动器投放工具串中，打捞筒(4)是50.8JDC打捞筒；在打捞工具串中，打捞筒(4)是66.7JDC打捞筒。

3、根据权利要求1所述的机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，其特征是：所述的滑动型油管止动器(5)外壁上均匀分布有3块45°角的齿形倒卡瓦。

4、根据权利要求1所述的机械投捞式天然气井井下丢手测试工具，其特征是：所述的滑动型油管止动器(5)上半部分改为实心，在滑动型油管止动器(5)侧面有4条纵向气流槽。

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