CN204002696U - 一种全智能完井装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全智能完井装置，包括管柱1，所述管柱1内一端设有油管2，所述油管2下端与吸油单元相连通，所述管柱2另一端设有完井单元，所述完井单元是由固定安装在吸油单元下方的无触点电源与信号传输装置3、固定套装在无触点电源与信号传输装置3上的悬挂器4、与悬挂器4下端相连通套管5，设置在套管5内的多个封隔开关四部分构成，所述封隔开关是由全智能开关滑套和与全智能开关滑套连通的过电缆液压封隔器6两部分构成。本实用新型的有益效果是，操作简便，实现了生产参数监测、数据传输和智能化控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田开发领域油(气)生产井全智能完井方法，特别是一种全智能完井装置。
背景技术
在20世纪90年代后期，Baker Hughes、Schlum-berger、ABB和Roxar等几家公司都开发了对井下进行监控的智能完井技术。目前这些公司的智能完井方法各有不同，绝大部分都是采用液压控制方式控制单层开关滑套的开与关，电缆或光线监测并传输进行产层的压力、温度等产层数据；这些完井方法尽管实现了对多层开采油(气)井中每个单层的产量控制、油层动态数据监测，但在油层层数多或分支井支岔多的生产井中，要做到逐层控制与监测，往往需要很多条液压管线及一条信号传输线安放在生产管柱的外侧，加大了管柱下入、跨层封隔的难度，增加了的生产成本，从技术角度讲也无法获取单层的体积流量和产出液性质(原油含水高低)。Baker oil tools公司的InCharge系统，是目前最先先进的依靠电力驱动和传输的智能完井系统，但开关滑套开关控制和压力、温度传感器各自独立；流量测定设备单独放置于产层上部的井筒部位，以便测量对应段流量，单层含水高低则采用温度和流量参数，进行二次数据处理获得；这种方法虽然可以获取流量、温度、压力数据，但数据相关性差，尤其是流量和产出液含水测定方面往往偏差较大。智能完井技术在国内停滞在研究探讨阶段，尽管个别油田应用过1-2口井的智能完井，其完井工具、方法和技术均由国际大公司掌控。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种全智能完井装置。
实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种全智能完井装置，包括管柱1，所述管柱1内一端设有油管2，所述油管2下端与吸油单元相连通，所述管柱2另一端设有完井单元，所述完井单元是由固定安装在吸油单元下方的无触点电源与信号传输装置3、固定套装在无触点电源与信号传输装置3上的悬挂器4、与悬挂器4下端相连通套管5，设置在套管5内的多个封隔开关四部分构成，所述封隔开关是由全智能开关滑套和与全智能开关滑套连通的过电缆液压封隔器6两部分构成，所述全智能开关滑套是由本体7、固定安装在本体7一端的上接头8、固定安装在本体7另一端的下丝扣头9和设置在本体7侧表面的通孔10和设置在通孔10内的全智能开关器和检测单元六部分构成。
所述吸油单元是由与油管2下端开口处相连通的“Y”型接头11，所述“Y”型接头11一个分叉与电动潜油泵机组12相连通，所述“Y”型接头11另一个分叉与进油管13相连通。
所述上接头8与套管5的上油管相连通，所述下丝扣头9与套管5的下油管相连通。
所述通孔10内一端开口处设有过液孔堵头14，另一端开口处设有堵头15，所述通孔10侧壁设有与本体8相连通的的进油口。
所述通孔10内一端设有全智能开关器，所述全智能开关器是由固定安装在通孔内的电池组16、与电池组16电气连接的直驱电机17、与直驱电机17伸缩端固定连接的推杆18和与推杆18前端固定连接的阀体19四部分构成，
所述通孔10内另一端设有检测单元，所述检测单元是由与过液孔堵头14固定连接的过液筛管20、依次设置在通孔10内的文丘里流量计21、压力传感器22和水率感应器23四部分构成。
所述管柱1内侧壁还固定安装生产封隔器24，所述油管2贯穿生产封隔器24，所述生产封隔器24将管柱1分成互不连通的两个腔体，所述位于生产封隔器24上方的油管2上固定安装安全阀25。
所述完井单元上设有电源与信号电缆26，所述电源与信号电缆26一端分别与每个检测单元电气连接，所述电源与信号电缆26另一端与无触点电源与信号传输装置3电气连接。
所述油管2内设有活动式电源与信号电缆27，所述活动式电源与信号电缆27一端与地面上的测试车辆电气连接，所述活动式电源与信号电缆27另一端与无触点电源和信号传输接头28电气连接。
利用本实用新型的技术方案制作的全智能完井装置，实现多层(多分支)油井的单层(单分支)动态监测和单层的无级差智能化控制，该系统安全可靠、操作简捷，对于提高油(气)藏采收率，降低生产成本具有很高的经济效益。
附图说明
图1是本实用新型所述全智能完井装置的结构示意图；
图2是本实用新型所述全智能开关滑套的结构示意图；
图中，1、管柱；2、油管；3、无触点电源与信号传输装置；4、悬挂器；5、套管；6、过电缆液压封隔器；7、本体；8、上接头；9、下丝扣头；10、通孔；11、“Y”型接头；12、电动潜油泵机组；13、进油管；14、过液孔堵头；15、堵头；16、电池组；17、直驱电机；18、推杆；19、阀体；20、过液筛管；21、文丘里流量计；22、压力传感器；23、水率感应器；24、生产封隔器；25、安全阀；26、电源与信号电缆；27、活动式电源与信号电缆；28、无触点电源与信号传输接头。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1和图2所示，一种全智能完井装置，包括管柱1，所述管柱1内一端设有油管2，所述油管2下端与吸油单元相连通，所述管柱2另一端设有完井单元，所述完井单元是由固定安装在吸油单元下方的无触点电源与信号传输装置3、固定套装在无触点电源与信号传输装置3上的悬挂器4、与悬挂器4下端相连通套管5，设置在套管5内的多个封隔开关四部分构成，所述封隔开关是由全智能开关滑套和与全智能开关滑套连通的过电缆液压封隔器6两部分构成，所述全智能开关滑套是由本体7、固定安装在本体7一端的上接头8、固定安装在本体7另一端的下丝扣头9和设置在本体7侧表面的通孔10和设置在通孔10内的全智能开关器和检测单元六部分构成；所述吸油单元是由与油管2下端开口处相连通的“Y”型接头11，所述“Y”型接头11一个分叉与电动潜油泵机组12相连通，所述“Y”型接头11另一个分叉与进油管13相连通；所述上接头8与套管5的上油管相连通，所述下丝扣头9与套管5的下油管相连通；所述通孔10内一端开口处设有过液孔堵头14，另一端开口处设有堵头15，所述通孔10侧壁设有与本体8相连通的的进油口；所述通孔10内一端设有全智能开关器，所述全智能开关器是由固定安装在通孔内的电池组16、与电池组16电气连接的直驱电机17、与直驱电机17伸缩端固定连接的推杆18和与推杆18前端固定连接的阀体19四部分构成；所述通孔10内另一端设有检测单元，所述检测单元是由与过液孔堵头14固定连接的过液筛管20、依次设置在通孔10内的文丘里流量计21、压力传感器22和水率感应器23四部分构成；所述管柱1内侧壁还固定安装生产封隔器24，所述油管2贯穿生产封隔器24，所述生产封隔器24将管柱1分成互不连通的两个腔体，所述位于生产封隔器24上方的油管2上固定安装安全阀25；所述完井单元上设有电源与信号电缆26，所述电源与信号电缆26一端分别与每个检测单元电气连接，所述电源与信号电缆26另一端与无触点电源与信号传输装置3电气连接；所述油管2内设有活动式电源与信号电缆27，所述活动式电源与信号电缆27一端与地面上的测试车辆电气连接，所述活动式电源与信号电缆27另一端与无触点电源和信号传输接头28电气连接。
本技术方案的特点为，管柱内一端设有油管，所述油管下端与吸油单元相连通，所述管柱另一端设有完井单元，所述完井单元是由固定安装在吸油单元下方的无触点电源与信号传输装置、固定套装在无触点电源与信号传输装置上的悬挂器、与悬挂器下端相连通套管，设置在套管内的多个封隔开关四部分构成，所述封隔开关是由全智能开关滑套和与全智能开关滑套连通的过电缆液压封隔器两部分构成，所述全智能开关滑套是由本体、固定安装在本体一端的上接头、固定安装在本体另一端的下丝扣头和设置在本体侧表面的通孔和设置在通孔内的全智能开关器和检测单元六部分构成。简化井内工具及其控制手段，做到多层开采中单层的产量控制，流量、压力、温度和含水率的在线监测，通过每层生产数据，实时分析各层的生产动态并做到油(气)井优化开采，实现了实现多层(多分支)油井的单层(单分支)的生产参数监测、数据传输和智能化控制。
在本技术方案中，先用油管或钻具将由全智能开关滑套，过电缆液压封隔器，电源与信号电缆，电缆接头，悬挂器组成的智能完井管柱下放到油(气)井的预定位置；井口油管打压，分别座封用于封隔各产层的封隔器；封隔产层的封隔器坐封后，座封悬挂器(悬挂器一般下至水平井段或井斜角大于75°以上的直井井段，便于钢丝电缆起下作业)，悬挂器座封悬挂完成后，起出上部管柱(丢手脱手)；下入常规电泵生产管柱，启泵试抽，电泵工作正常后，再利用测试车辆将电源与信号电缆下入到无触点电源与信号传输装置内(通过电泵“Y”接头10和电泵管柱底部电缆密封器)进行上下线缆自动对接，用于连通各产层的智能开关滑套，可以按管柱入井前人工设置时间和先后顺序，按程序分别打开或关闭对应产层的滑套，此时，对应产层智能开关滑套开始工作，自动记录该层的压力、温度、流体体积和产出液持水率，这些数据通过信号传输线源源不断的传输到地面接收设备，并通过数据终端的计算机进行数据分析和处理；智能开关滑套也可以根据地面指令，通过指令编码，实时控制各个智能开关滑套开与关(由智能开关器的电机提供动力)，并实时记录各个智能滑套的压力、温度、流体体积及产出液的持水率等数据，同样这些数据也会通过信号传输线源源不断的传输到地面接收设备，并通过数据终端的计算机进行数据分析和处理，解释后可以得到每层的产液指数、各段的地质参数，如压力、渗透率、污染系数等。该管柱可以去掉上部安全阀，需要全井关闭时，逐层关闭智能开关滑套即可；井下智能开关滑套可以使用蓄能电池作为电机能源，在分层控制和数据录取时，可以临时性下入电源与信号电缆，进行电池充电和开关滑套储存器内数据的录取。电动潜油泵机组，“Y”型接头，油管，生产封隔器，和安全阀与常规电泵井管柱的作用相同。
在本技术方案中，全智能开关器由电池组，电路集成(集成电路、CPU、储存器等)、直驱电机、推杆和阀体构成，在仪器入井前，可以根据具体情况人工设置开关时间(电子时钟控制)，也可以通过地面指令实时打开或关闭；智能开关器接到打开或关闭指令后，直驱电机开始工作，带动推杆，打开或关闭智能开关器阀体；
在本技术方案中，阀体具特殊的结构设计，在阀体打开或关闭过程中，可以全程控制流量大小并加以记忆，以便准确控制单层产出量；堵头，用于固定并保护智能开关器，过液孔堵头，用于封堵液流通道，防止管柱下入过程中，死油或锈、垢堵塞过液通道。
在本技术方能中，全智能开关滑套，采用凸型金属制成，主通道与智能完井管柱的上下油管连通，即上接头和下丝扣头分别与管柱的上下油管连接，位于全智能开关滑套的上下封隔器坐封后，对应产层产出的流体通过过液筛管，进入全智能开关滑套的过液通道，在过液通道安装一支文丘里流量计，液体流动过程中压力传感器实时监测上下游及管外压力，全智能开关器持水率感应器监测流体的持水率，根据上述监测数据，实时计算液体的体积及含水高低。这些录入的压力、温度、流体体积及产出液的持水率等数据通过信号传输线源源不断的传输到地面接收设备，并通过数据终端的计算机进行数据分析和处理，解释后可以得到每层的产液指数、各段的地质参数，如压力、渗透率、污染系数等。
上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种全智能完井装置，包括管柱(1)，其特征在于，所述管柱(1)内一端设有油管(2)，所述油管(2)下端与吸油单元相连通，所述管柱(2)另一端设有完井单元，所述完井单元是由固定安装在吸油单元下方的无触点电源与信号传输装置(3)、固定套装在无触点电源与信号传输装置(3)上的悬挂器(4)、与悬挂器(4)下端相连通套管(5)，设置在套管(5)内的多个封隔开关四部分构成，所述封隔开关是由全智能开关滑套和与全智能开关滑套连通的过电缆液压封隔器(6)两部分构成，所述全智能开关滑套是由本体(7)、固定安装在本体(7)一端的上接头(8)、固定安装在本体(7)另一端的下丝扣头(9)和设置在本体(7)侧表面的通孔(10)和设置在通孔(10)内的全智能开关器和检测单元六部分构成。
2.根据权利要求1所述的全智能完井装置，其特征在于，所述吸油单元是由与油管(2)下端开口处相连通的“Y”型接头(11)，所述“Y”型接头(11)一个分叉与电动潜油泵机组(12)相连通，所述“Y”型接头(11)另一个分叉与进油管(13)相连通。
3.根据权利要求1所述的全智能完井装置，其特征在于，所述上接头(8)与套管(5)的上油管相连通，所述下丝扣头(9)与套管(5)的下油管相连通。
4.根据权利要求1所述的全智能完井装置，其特征在于，所述通孔(10)内一端开口处设有过液孔堵头(14)，另一端开口处设有堵头(15)，所述通孔(10)侧壁设有与本体(8)相连通的的进油口。
5.根据权利要求1所述的全智能完井装置，其特征在于，所述通孔(10)内一端设有全智能开关器，所述全智能开关器是由固定安装在通孔内的电池组(16)、与电池组(16)电气连接的直驱电机(17)、与直驱电机(17)伸缩端固定连接的推杆(18)和与推杆(18)前端固定连接的阀体(19)四部分构成。
6.根据权利要求5所述的全智能完井装置，其特征在于，所述通孔(10)内另一端设有检测单元，所述检测单元是由与过液孔堵头(14) 固定连接的过液筛管(20)、依次设置在通孔(10)内的文丘里流量计(21)、压力传感器(22)和水率感应器(23)四部分构成。
7.根据权利要求1所述的全智能完井装置，其特征在于，所述管柱(1)内侧壁还固定安装生产封隔器(24)，所述油管(2)贯穿生产封隔器(24)，所述生产封隔器(24)将管柱(1)分成互不连通的两个腔体，所述位于生产封隔器(24)上方的油管(2)上固定安装安全阀(25)。
8.根据权利要求1所述的全智能完井装置，其特征在于，所述完井单元上设有电源与信号电缆(26)，所述电源与信号电缆(26)一端分别与每个检测单元电气连接，所述电源与信号电缆(26)另一端与无触点电源与信号传输装置(3)电气连接。
9.根据权利要求1所述的全智能完井装置，其特征在于，所述油管(2)内设有活动式电源与信号电缆(27)，所述活动式电源与信号电缆(27)一端与地面上的测试车辆电气连接，所述活动式电源与信号电缆(27)另一端与无触点电源和信号传输接头(28)电气连接。
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