CN211342892U - 一种页岩气水平井单段测试机构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种页岩气水平井单段测试机构，包括连续油管；至少两个电控液压膨胀组件，间隔地安装在连续油管上，能够用于将管道处于页岩气水平井的单段的部分进行封隔；测试组件，安装在连续油管上，并处于两个电控液压膨胀组件之间，用于对管道处于封隔状态时的页岩气水平井的单段进行测试；电控液压膨胀组件、测试组件以及电控液压膨胀组件依次电连接。该结构实现了页岩气水平井单段的精确测试。

Description

一种页岩气水平井单段测试机构

技术领域

本申请涉及页岩气领域，尤其涉及一种页岩气水平井单段测试机构。

背景技术

目前，页岩气田开发采用水平井多段压裂的方式进行开发，射孔层段多，每层产出情况差异大。应用的产气剖面测试采用井筒内点测，测试数据为多层段的一个综合反映，无法进行单段、簇绝对流量、压力温度等测试。利用传统的产量逐层累减分析的方法，无法准确了解单段产出，对于单段压裂效果分析、下步开发工艺调整均有较大影响。

实用新型内容

本申请提供一种页岩气水平井单段测试机构，改善现有技术中水平井单段测试不准确的问题。

本申请的技术方案是：

一种页岩气水平井单段测试机构，用于与水平井中的管道连接，包括：

连续油管；

至少两个电控液压膨胀组件，间隔地安装在所述连续油管上，能够用于将所述水平井中的管道内处于所述页岩气水平井的单段的部分进行封隔；

测试组件，安装在所述连续油管上，并处于两个所述电控液压膨胀组件之间，用于对所述水平井中的管道处于封隔状态时的所述页岩气水平井的单段进行测试；

所述电控液压膨胀组件、所述测试组件以及所述电控液压膨胀组件依次电连接。

作为本申请的一种技术方案，所述电控液压膨胀组件包括：

主油箱；

驱动器，通过进油管道与所述主油箱连通；

皮囊，通过进油管道与所述驱动器连通，所述驱动器能够将所述主油箱中的油输送至所述皮囊中，以使所述皮囊膨胀；所述皮囊通过回油管道与所述主油箱连通，所述回油管道上安装有电磁开关阀，通过所述电磁开关阀以使所述皮囊收缩。

作为本申请的一种技术方案，所述驱动器包括电机和液压泵，所述电机与所述液压泵连接，所述液压泵安装在所述进油管道上。

作为本申请的一种技术方案，所述测试组件包括压力测试仪和流量及持率测试仪，所述压力测试仪和所述流量及持率测试仪分别安装在所述连续油管上。

作为本申请的一种技术方案，所述连续油管上还安装有电控开关阀，所述电控开关阀处于所述测试组件与所述电控液压膨胀组件之间。

作为本申请的一种技术方案，包括控制器，所述控制器依次与所述电控液压膨胀组件、所述测试组件以及所述电控液压膨胀组件电连接，分别用于控制所述电控液压膨胀组件的开闭、所述测试组件的开闭。

本申请的有益效果：

本申请提供一种页岩气水平井单段测试机构，其利用控制器和安装有电缆的连续油管来控制电控液压膨胀组件对目标井段进行层位封隔，并且依靠测试组件进行单段测试的工艺及方法，通过单段的卡封进行精确的产出情况测试及单段温压测试，排除不同层段间相互干扰，使得测试数据更加真实准确，有效地解决水平井单段测试难题。同时，利用安装有电缆的连续油管对测试组件进行输送，实现了地面控制多次解封与卡封，并能够在地面实时监测卡封情况及测试数据情况。此外，电控开关阀的设计实现了地面控制测试层段的开闭，能够进行单段温压及流量、持率等测试，测试数据能够更加真实的反应单段的情况，通过对单段的精确测试，准确了解每一层段的产出及温压情况，为压裂工艺优化及开发方案调整提供了有力的依据。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的页岩气水平井单段测试机构结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一电控液压膨胀组件中皮囊处于膨胀状态时的示意图；

图3为本申请实施例提供的第一电控液压膨胀组件中皮囊处于收缩状态时的示意图。

图标：1-页岩气水平井单段测试机构；2-套管；3-连续油管；4-第一电控液压膨胀组件；5-第二电控液压膨胀组件；6-测试组件；7-主油箱；8-驱动器；9-皮囊；10-电机；11-液压泵；12-压力测试仪；13-流量及持率测试仪；14-电控开关阀；15-控制器；16-电缆；17-压差传感器；18-电磁开关阀；19-安全阀；20-过滤器；21-进油管道；22-回油管道；23-挤压式油液隔离器；24-筛管；25-待测层段。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例：

请参照图1，配合参照图2和图3，本申请实施例提供一种页岩气水平井单段测试机构1，其包括控制器15、电缆16、套管2、连续油管3、筛管24、第一电控液压膨胀组件4、测试组件6、电控开关阀14以及第二电控液压膨胀组件5，套管2穿过页岩气水平井的单段，连续油管3安装在套管2内，二者同轴设置，同时，电缆16的一端与地面设置的控制器15仪表盘电连接，另一端穿设在连续油管3中，连续油管3一直延伸至页岩气水平井的待测井段中；连续油管3上依次连接有筛管24、第一电控液压膨胀组件4、测试组件6、电控开关发以及第二电控液压膨胀组件5，其自由端部上通过安装丝堵进行密封。地面上的控制器15仪表盘通过电缆16依次与第一电控液压膨胀组件4、测试组件6以及第二电控液压膨胀组件5电连接，其能够分别控制第一电控液压膨胀组件4、测试组件6以及第二电控液压膨胀组件5的开启或者关闭。第一电控液压膨胀组件4和第二电控液压膨胀组件5处于待测层段25的两侧，测试组件6安装在待测层段25的位置处，第一电控液压膨胀组件4和第二电控液压膨胀组件5通过自身的体积膨胀能够将套管2内处于页岩气水平井的单段的待测层段25进行封隔，然后通过测试组件6对套管2处于封隔状态时的页岩气水平井的单段进行测试。

需要说明的是，在本实施例中，筛管24与连续油管3、第一电控液压膨胀组件4之间分别通过丝扣连接。

请参照图2，配合参照图1和图3，图2为第一电控液压膨胀组件4处于膨胀状态时的结构示意图，图3为第一电控液压膨胀组件4处于收缩状态时的结构示意图；需要说明的是，在本实施例中，第一电控液压膨胀组件4和第二电控液压膨胀组件5结构相同，二者的工作原理也是相同的。其中，第一电控液压膨胀组件4包括主油箱7、驱动器8、压差传感器17、电磁开关阀18、安全阀19、进油管道21、回油管道22、挤压式油液隔离器23以及皮囊9；主油箱7通过进油管道21依次与过滤器20、驱动器8、过滤器20、挤压式油液隔离器23以及皮囊9连通，皮囊9通过回油管道22依次与挤压式油液隔离器23、电磁开关阀18以及主油箱7连通。

此外，皮囊9与主油箱7另外连接的一条回油管道22上还安装有安全阀19；并且，驱动器8能够将主油箱7中的油输送至皮囊9中，以使皮囊9膨胀；皮囊9通过回油管道22与主油箱7连通，回油管道22上安装有电磁开关阀18，通过电磁开关阀18以使皮囊9收缩。驱动器8与皮囊9连接的进油管道21上还安装有压差传感器17，同时，地面上的控制器15通过电缆16与驱动器8电连接，地面上的控制器15通过压差传感器17实时监控整个系统的压力，其控制驱动器8为系统供油，使得皮囊9开始膨胀，对套管2内需要进行测试的层段所在的空间进行封隔；当压差传感器17检测到系统中的压力达到预定要求后，将信号传送给控制器15，控制器15便对驱动器8发出指令，立即关停驱动器8；当需要皮囊9收缩时，控制器15通过控制电磁开关阀18打开，进而即可实现皮囊9的缩回。

进一步地，在本实施例中，地面上的控制器15采用的是现有技术中的常规的控制器，其具体结构和工作原理都与现有技术中的控制器相同；其能够在地面实时监测及控制第一电控液压膨胀组件4和第二电控液压膨胀组件5，通过电机10和液压泵11对皮囊9内充油使得皮囊9膨胀来封堵套管2，实现油气井集流式测试，现场操作方便。

需要说明的是，在本实施例中，挤压式油液隔离器23包括缸本体、活塞杆以及复位弹簧，活塞杆的一端可滑动地穿进缸本体中，并与复位弹簧连接，复位弹簧设置在缸本体靠近皮囊9的一端上；缸本体上分别开设有进油口和出油口，进油口上连接进油管道21，出油口与皮囊9连通。

该挤压式油液隔离器23起到液压油隔离传输的功能，其既能将前端液压泵11输出的液压油通过隔离活塞传输到皮囊9内使皮囊9膨胀，又能将皮囊9内的液压油与主腔体内的液压油实现物理隔离，避免皮囊9破损后整个系统的灌浆、损坏液压系统；挤压式油液隔离器23通过合理设置右侧的弹簧刚度和预紧力，可以很好的实现无动力皮囊9回收、缩回，具有结构简单、安全可靠的特点，从而最大限度的保证了液压系统的可重复使用性，延长了系统的维保周期，实现了一次入井多次膨胀收缩的功能和目的。

需要说明的是，在本实施例中，驱动器8包括电机10和液压泵11，电机10与液压泵11传动连接，液压泵11安装在进油管道21上。

需要说明的是，浸油式伺服电机10驱动液压泵11为系统提供液压油，压差传感器17实时监测系统的输出压力，当系统压力达到额定压力后关闭反馈回控制系统，控制系统将关闭电机泵使系统处于保压状态；过滤器20起到过滤液压油的作用，防止外界混入的杂质对系统产生污染；安全阀19起到系统安全防护作用，避免系统压力过高对系统部件产生破坏。

当需要封隔套管2内部时，启动电机泵，使得挤压式油液隔离器23左侧受液压泵11输出的高压液压油驱动，内部的活塞机构将克服右侧的弹簧弹力向右运动，从而驱动右侧内部的预存储液压油往外输出、进入可膨胀皮囊9内，使皮囊9膨胀实现集流作用；当需要缩回皮囊9时，电磁开关阀18开启，挤压式油液隔离器23的活塞将在右侧弹簧力的作用下，将左侧液压油推回主油箱7内，同时将皮囊9内的液压油倒吸入挤压式油液隔离器23的右侧空腔内，实现皮囊9的收回功能。利用电机10控制微型液压泵11提供皮囊9膨胀驱动动力，利用电磁开关阀18进行液路换向，通过上述动作实现对胶筒膨胀及收缩的控制，集流过程安全高效，集流效果好。

请参照图1，测试组件6包括压力测试仪12和流量及持率测试仪13，压力测试仪12和流量及持率测试仪13分别间隔地安装在连续油管3上；连续油管3上还安装有电控开关阀14，电控开关阀14处于测试组件6与电控液压膨胀组件之间。

需要说明的是，当打开电控开关阀14时，水平井测试单段产出的气液通过电控开关阀14进入连续油管3内，依次经过流量及持率测试仪13及筛管24进入由连续油管3与套管2之间共同构成的环形空间内，通过流量及持率测试仪13采集流量及持率数据。

本申请还提供了一种水平井单段测试方法，其通过上述的页岩气水平井单段测试机构1对页岩气水平井的预定层段进行测试，其主要包括以下步骤：

S1.通过连续油管3将压力测试仪12和流量及持率测试仪13输送到需要进行测试的水平井的单段的预定深度位置处；

S2.通过控制器15控制第一电控液压膨胀组件4和第二电控液压膨胀组件5在套管2内进行膨胀，直到将套管2内处于第一电控液压膨胀组件4与第二电控液压膨胀组件5之间的空间封隔；

S3.对水平井的单段进行温压测试，通过控制器15控制电控开关阀14关闭，开启压力测试仪12，测得水平井测试单段的压力数据和温度数据；

S4.打开电控开关阀14，水平井测试单段产出的气液通过电控开关阀14进入连续油管3内，依次经过流量及持率测试仪13及筛管24进入由连续油管3与套管2之间共同构成的环形空间内，通过流量及持率测试仪13采集流量及持率数据；

S5.水平井测试单段测试完成后，通过控制器15控制第一电控液压膨胀组件4、第二电控液压膨胀组件5均收缩复原，拖动连续油管3到达下一个待测层段25，然后重复步骤S2至步骤S4，完成其他层段的测试任务。

综上所述，该水平井单段测试方法中，主要利用控制器15和安装有电缆16的连续油管3来控制电控液压膨胀组件对目标井段进行层位封隔，并且依靠测试组件6进行单段测试的工艺及方法，通过单段的卡封进行精确的产出情况测试及单段温压测试，排除不同层段间相互干扰，使得测试数据更加真实准确，有效地解决水平井单段测试难题。同时，利用安装有电缆16的连续油管3对测试组件6进行输送，实现了地面控制多次解封与卡封，并能够在地面实时监测卡封情况及测试数据情况。此外，电控开关阀14的设计实现了地面控制测试层段的开闭，能够进行单段温压及流量、持率等测试，测试数据能够更加真实的反应单段的情况，通过对单段的精确测试，准确了解每一层段的产出及温压情况，为压裂工艺优化及开发方案调整提供了有力的依据。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种页岩气水平井单段测试机构，用于与水平井中的管道连接，其特征在于，包括：

连续油管；

至少两个电控液压膨胀组件，间隔地安装在所述连续油管上，能够用于将所述管道处于所述页岩气水平井的单段的部分进行封隔；

测试组件，安装在所述连续油管上，并处于两个所述电控液压膨胀组件之间，用于对所述管道处于封隔状态时的所述页岩气水平井的单段进行测试；

所述电控液压膨胀组件、所述测试组件以及所述电控液压膨胀组件依次电连接。

2.根据权利要求1所述的页岩气水平井单段测试机构，其特征在于，所述电控液压膨胀组件包括：

主油箱；

驱动器，通过进油管道与所述主油箱连通；

皮囊，通过进油管道与所述驱动器连通，所述驱动器能够将所述主油箱中的油输送至所述皮囊中，以使所述皮囊膨胀；所述皮囊通过回油管道与所述主油箱连通，所述回油管道上安装有电磁开关阀，通过所述电磁开关阀以使所述皮囊收缩。

3.根据权利要求2所述的页岩气水平井单段测试机构，其特征在于，所述驱动器包括电机和液压泵，所述电机与所述液压泵连接，所述液压泵安装在所述进油管道上。

4.根据权利要求1所述的页岩气水平井单段测试机构，其特征在于，所述测试组件包括压力测试仪和流量及持率测试仪，所述压力测试仪和所述流量及持率测试仪分别安装在所述连续油管上。

5.根据权利要求1所述的页岩气水平井单段测试机构，其特征在于，所述连续油管上还安装有电控开关阀，所述电控开关阀处于所述测试组件与所述电控液压膨胀组件之间。

6.根据权利要求1所述的页岩气水平井单段测试机构，其特征在于，包括控制器，所述控制器依次与所述电控液压膨胀组件、所述测试组件以及所述电控液压膨胀组件电连接，分别用于控制所述电控液压膨胀组件的开闭、所述测试组件的开闭。

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