CN215718667U - 一种双控测调仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田分层注水技术领域，具体地说是一种双控测调仪器，其包括：自下至上依次连接调节机械手、行星齿轮减速器、第一电机、下压力计、第二电机、验封机构、第三电机、防转限位装置、注水定位爪、调剖定位爪、第四电机、三参数测试仪、信息控制装置。所述的调节机械手包括导向头、固定螺钉、小护套、压簧、调节滚轮和销钉，从下向上导向头与小护套通过固定螺钉螺纹连接，两个调节滚轮之间放置有压簧。该仪器带有两个单独可控的定位爪，可单独控制井下双通道，一次下井可完成多功能测调与多层流量调节；并增加验封机构，在水井测调时完成封隔器验封。可有效提高施工效率，降低作业成本。

Description

一种双控测调仪器

技术领域

本实用新型涉及油田分层注水技术领域，具体地说是一种双控测调仪器。

背景技术

在实施注水井调剖作业时，通常做法是先调剖、后细分注水，分别下入调剖和注水两趟管柱，分步实施。该做法的弊端是施工工艺繁琐，作业成本高，只能笼统调剖，针对性差，容易伤害中低渗等非调剖目的层，影响注水效果，再次调剖仍需作业动管柱。一种分层调剖分层注水一体化技术将水井调剖与细分注水优势合二为一，一趟管柱即可完成分层调剖分层注水两项工艺措施，实现了井下分层调剖与分层注水功能的可靠转换。现有的测调技术需要下入两趟注水测调仪、调剖测调仪和验封仪，分别对注水通道和调剖通道进行开关控制，单独对封隔器进行验封，作业效率低。

随着油藏注水开发更加精细，对管柱工艺的功能性要求更强，注入工具渐渐向多功能方向发展，注水的同时附加调剖、测静压等功能，需要双通道来实现。现有技术通过分别下入两种测调仪器，对上下两个通道进行开关控制。下入仪器A来开关通道A，下入仪器B来开关通道B，再下入验封仪器C对封隔器验封，工序繁琐，占井时间长。

专利申请号为201510414080.X，名称为一种桥式同心测调验封一体化测试仪器具体提供了一种桥式同心测调验封一体化测试仪器，包括从上至下依次连接的上接头、流量测量机构、主体控制机构、动力传递机构、工具定位机构、测调验封切换机构、验封机构和流量调节机构，所述主体控制机构和动力传递机构外侧设置有外筒，该外筒上端与流量测量机构连接，下端与工具定位机构连接。该发明具有封隔器验封及分层流程测调等功能，通过电缆将桥式同心测调验封一体化测试仪器下入井中与配水器对接后，首先对封隔器进行验封，验封后直接对配水器进行分层调配工艺，整个过程只需一次井下作业，简化了作业工序，提高了分注井测试效率，降低井下作业风险及施工费用。

专利申请号为200920032445.2、名称为同心智能配水测调井下仪器涉及一种同心智能配水测调井下仪器,其解决了现有的同心配水器水嘴不能进行在线连续调节的缺陷。包括依次设置的流量信号处理装置、流量测量装置、电机和电机控制装置、仪器支撑限位装置及调节装置,其中电机和电机控制装置与仪器支撑限位装置、调节装置分别连接。具有可实现注水流量的实时测调的优点。

专利申请号201110187092.5，名称为自定位式井下流量测调仪，其包括井下流量测调机构和防卡式电动定位机构,自定位式井下流量测调仪设为圆柱形,井下流量测调机构在上,防卡式电动定位机构在下,或者是防卡式电动定位机构在上,井下流量测调机构在下,之间由转接固定头连接；通过防卡式电动定位机构把井下流量测调仪准确定位在井下注水流量计衔接的位置,使之连接牢固,通过井下流量测调仪对井下注水流量计精确调试,使之在配注参数下进行注水,保证注水方案的顺利实施,提高了注水效率。

专利申请号201410733429.1，名称为一种测调仪器在井下位置的判定方法及装置公开了一种测调仪器在井下位置的判定方法及装置。该方法是在井下的每个配水器上安装一组永磁铁，同时在测调仪器上安装磁性检测组件，当测调仪器进入永磁铁的信号范围时通过测调仪器上的磁性检测组件将信号反馈至地面，使地面操作人员准确获知测调仪器在井下的准确位置。本发明结构简单、成本低、操作方便。测调配水器时，定位精度高，不会可将井下的封隔器误识别为配水器，可以一次性将测调仪器准确的定位在所需测调的配水器位置，避免出现误测调操作。大幅度的提高了井下配水器的测调效率。可以将现有层间距20米以上缩短到5米左右，改善注水驱油效果，提高原油采收率。为油田精细分层注水技术的发展创造了有利条件。

综上，上述专利均只有一个定位爪，只能控制一个注水通道；且需要分别下入两种测调仪器，对上下两个通道进行开关控制。

发明内容

实用新型目的：为了克服上述现有技术的不足而提供一种双控测调仪器，该仪器带有两个单独可控的定位爪，可单独控制井下双通道，一次下井可完成多功能测调与多层流量调节；并增加验封机构，在水井测调时完成封隔器验封。可有效提高施工效率，降低作业成本。

技术方案：一种双控测调仪器，包括：

自下至上依次连接调节机械手、行星齿轮减速器、第一电机、下压力计、第二电机、验封机构、第三电机、防转限位装置、注水定位爪、调剖定位爪、第四电机、三参数测试仪、信息控制装置。

所述的调节机械手包括导向头、固定螺钉、小护套、压簧、调节滚轮和销钉，从下向上导向头与小护套通过固定螺钉螺纹连接，两个调节滚轮之间放置有压簧。

作为本发明中一种双控测调仪器的一种优选方案：行星齿轮减速器包括扭力轴、密封套、固定套、推力轴承、内齿套、扭力轴固定盘、行星齿轮和齿轮轴，推力轴承中间设有螺杆，外部套有固定套，固定套下端内部设有密封套螺纹连接，行星齿轮减速器外部有内齿套保护，行星齿轮与扭力轴固定盘螺纹连接。

作为本发明中一种双控测调仪器的一种优选方案：电机包括电机护筒和电机减速器，电机护筒位于电机减速器外部，其主要作用是保护电机减速器。

优选地，所述的调节机械手与扭力轴通过销钉固定连接。

优选地，所述的电机正反转带动齿轮轴转动，从而带动行星齿轮减速器转动，通过螺杆从而调节滚轮伸缩。

作为本发明中一种双控测调仪器的一种优选方案：信息控制装置与三参数测试仪螺纹连接，用于控制防转限位装置的收缩和调配电机的旋转，并将三参数测试仪测试到的电信号转换成数字信号，由电缆上传至地面控制柜。

作为本发明中一种双控测调仪器的一种优选方案：第一电机控制行星齿轮减速器和调节机械手的转动；第二电机控制下压力计中皮碗撑出与收回；第三电机控制防转限位装置和注水定位爪的伸缩；第四电机控制调剖定位爪的伸缩。

所述的注水定位爪和调剖定位爪单独可控，可单独控制井下双通道，调剖定位爪用于调剖或测静压，注水定位爪用于注水。

有益效果：本实用新型公开的一种双控测调仪器具有以下有益效果：

1、实现了分层调剖分层注水一体化工艺管柱中调剖和注水功能的转换，一次下井可完成多层测试与多层流量调节，简化了分层注水井调剖作业施工工序；

2、创新设计双级独立电动定位装置，仪器一次下井完成两个相互独立的通道的开关切换，且电动定位装置可反复开关，使测调仪能够反复测调，提高了调配效果；

3、将验封、测调一体化设计，单次下井即可完成验封、测调两项任务，验证分注管柱工作的可靠性和和配水的准确性；

4、采用小直径行星齿轮减速增力，满足大扭矩微调流量的需求。

附图说明

图1为本实用新型的双控测调仪示意图；

图2为本实用新型调节机械手、行星齿轮减速器、第一电机结构示意图；

图3为本实用新型用于分层调剖分层注水一体化管柱的示意图；

其中：

1—调节机械手

101—导向头 102—固定螺钉 103—小护套

104—压簧 105—调节滚轮 106—销钉

2—行星齿轮减速器

201—扭力轴 202—密封套 203—固定套

204—推力轴承 205—内齿套 206—扭力轴固定盘

207—行星齿轮 208—齿轮轴

3—第一电机

301—电机护筒 302—电机减速器

4—下压力计 5—第二电机

6—验封机构 7—第三电机

8—防转限位装置 9—注水定位爪

10—调剖定位爪 11—第四电机

12—三参数测试仪 13—信息控制装置

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式详细说明。

如图1-2所示，本实用新型提供一种双控测调仪器，包括：

自下至上依次连接调节机械手1、行星齿轮减速器2、第一电机3、下压力计4、第二电机5、验封机构6、第三电机7、防转限位装置8、注水定位爪9、调剖定位爪10、第四电机11、三参数测试仪12、信息控制装置13。

调节机械手1包括导向头101、固定螺钉102、小护套103、压簧104、调节滚轮105和销钉106，从下向上导向头101与小护套103通过固定螺钉102螺纹连接，两个调节滚轮105之间放置有压簧104。

进一步，行星齿轮减速器2包括扭力轴201、密封套202、固定套203、推力轴承204、内齿套205、扭力轴固定盘206、行星齿轮207和齿轮轴208，推力轴承204中间设有螺杆，外部套有固定套203，固定套下端内部设有密封套202螺纹连接，行星齿轮减速器2外部有内齿套205保护，行星齿轮207与扭力轴固定盘206螺纹连接。

更进一步，电机3包括电机护筒301和电机减速器302，电机护筒301位于电机减速器302外部，其主要作用是保护电机减速器302。

进一步，调节机械手1与扭力轴201通过销钉106固定连接。

更进一步，电机3正反转带动齿轮轴208转动，从而带动行星齿轮减速器2转动，通过螺杆从而调节滚轮105伸缩。

进一步，信息控制装置13与三参数测试仪12螺纹连接，用于控制防转限位装置8的收缩和调配电机的旋转，并将三参数测试仪12测试到的电信号转换成数字信号，由电缆上传至地面控制柜。

进一步，第一电机3控制行星齿轮减速器2和调节机械手1的转动；第二电机5控制下压力计4中皮碗撑出与收回；第三电机7控制防转限位装置8和注水定位爪9的伸缩；第四电机11控制调剖定位爪10的伸缩。

更进一步，注水定位爪9和调剖定位爪10单独可控，可单独控制井下双通道，调剖定位爪10用于调剖或测静压，注水定位爪9用于注水。

本实用新型整体运行工作原理：

当双控测调仪器通过测试绞车输送到位后，通过地面控制柜给一个电信号打开电动定位装置，从而起到轴向和径向的定位作用；随后再通过控制柜给另一个电信号旋转调节机械手，从而调配水嘴的大小；最后通过三参数测试仪测试流量、温度及压力的变化。

本实用新型动力系统工作原理：

(1)电动定位爪9/10：测调时通过电缆将一体化测调仪下入井中，距井下调剖注水一体化装置上一定距离时，打开电动定位爪，在井下调剖注水一体化装置位置产生轴向定位。产生轴向定位的前提下，再对双控测调仪产生径向定位，由地面控制柜发送指令信号，电机7控制打开注水定位爪9，定位爪伸出使其坐落在井下调剖注水一体化装置中定位导管位置，对双控测调仪产生轴向定位，便于调节机械手控制井下调剖注水一体化装置上的旋转芯子；需调剖或测静压时，下放双控测调仪，地面控制柜发送另一指令信号，电机11控制打开调剖定位爪10，进行轴向定位，便于调节机械手打开调剖口或测压口。

(2)调节机械手1：当地面数控面板发出指令向机械手电机供电可正反向供电，正向供电则电机正转，反向供电则电机反转，当正转时，电机带动四级行星齿轮减速器正转，则减速器输出轴带动扭力轴转动，同时带动调节机械手转动，调节机械手带动旋转芯子一起转动，从而控制井下调剖注水一体化装置中槽式水嘴开启的大小，达到测调各分层水量的功能。

(3)三参数测试仪12：三参数测试仪可测试三个参数，温度、压力、流量，其功能是当一体化测调仪下入井内时，通过地面数据供电和软件指令使温度、压力、流量传感器感受和探测到的电信号(根据地面模拟标定的数据)传到井下一体化单板计算机内，软件对电信号进行数字化处理，通过遥传将数据传送至地面计算机内，地面数控又根据油藏地质方面的设计方案，查看井下各分层注水量的变化，包括注水压力、流量是否符合设计要求，如不符合，则给井下电动机械手一个指令控制井下直流电机带动机械手转动，机械手下部固定在小护套内，上部又和扭力轴连接，扭力轴可正反向旋转，以达到开启或关闭，开启的大，水量就大；开启的小，则水量就小；全部关闭则可停止注水，从而达到控制注水。并根据配注设计，随机实时观测井下各分层的压力、流量、温度的变化，实现测调一体化。

本实用新型主要功能如下：

(1)测试和调节功能

测调时，双控测调仪下入井中距井下调剖注水一体化装置上一定距离时，打开电动定位装置使其坐落在井下调剖注水一体化装置定位导管位置，同时径向定位装置和调节机械手在相应的定位槽内定位，通过机械手旋转带动调节芯子旋转，调配注水量，然后通过三参数测试仪测试井底数据并实时上传。

开关下通道时，通过电动启动调剖定位爪10，调节机械手1捕捉调剖孔阀套，旋转开关通道；开关上通道时，通过电动启动注水定位爪9，机械手1捕捉调节芯子，旋转控制流量；双控测调仪上方连接三参数测试仪12，通过三参数测试仪来实现井下参数测试，流量计计量注水量大小，传感器采集井段温度、压力、流量数值。

(2)验封功能

双控测调仪下方设计验封机构，通过电机5控制验封机构6将皮碗撑开，密封井下调剖注水一体化装置中心通道后，下压力计4中设有传压孔，通过改变井口注水压力来了解井下调剖注水一体化装置以下的井筒压力变化情况，对井口流量采用“开-控-开”或“控-开-控”的方式，验封机构中的上下压力计测得的两条压降曲线变化趋势是不同的，井下调剖注水一体化装置以上压力曲线呈现出“高-低-高”或“低-高-低”的台阶状，井下调剖注水一体化装置以下压力曲线呈现出缓慢下降的过程，不受井口压力变化的影响，表明封隔器密封状况良好。反之，则密封段未座严或封隔器不密封。

一次下井可完成多层验封，验封顺序由下而上，操作简单，温度、压力、流量可实时显示。

实例1

可用于调剖注水一体化，一种双控测调仪器，实现了分层调剖分层注水一体化工艺管柱中调剖和注水功能的转换，不动管柱措施作业，简化了分注井调剖作业施工工序，减少作业及占井周期，降低作业成本，达到延长管柱寿命的目的。

实例2

可用于测静压，上通道出口是直接与外界连通的，可以实现测地层静压。

实例3

可用于双注水通道，若其中一个通道失效，可以打开另一个备用通道。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。下面对本实用新型的具体实施方式详细说明。

Claims (8)

1.一种双控测调仪器，其特征在于，包括：

自下至上依次连接调节机械手、行星齿轮减速器、第一电机、下压力计、第二电机、验封机构、第三电机、防转限位装置、注水定位爪、调剖定位爪、第四电机、三参数测试仪、信息控制装置，

所述的调节机械手包括导向头、固定螺钉、小护套、压簧、调节滚轮和销钉，从下向上导向头与小护套通过固定螺钉螺纹连接，两个调节滚轮之间放置有压簧。

2.如权利要求1所述的一种双控测调仪器，其特征在于：所述的行星齿轮减速器包括扭力轴、密封套、固定套、推力轴承、内齿套、扭力轴固定盘、行星齿轮和齿轮轴，推力轴承中间设有螺杆，外部套有固定套，固定套下端内部设有密封套螺纹连接，行星齿轮减速器外部有内齿套保护，行星齿轮与扭力轴固定盘螺纹连接。

3.如权利要求1所述的一种双控测调仪器，其特征在于：所述的电机包括电机护筒和电机减速器，电机护筒位于电机减速器外部，其主要作用是保护电机减速器。

4.如权利要求2所述的一种双控测调仪器，其特征在于：所述的调节机械手与扭力轴通过销钉固定连接。

5.如权利要求2所述的一种双控测调仪器，其特征在于：所述的电机正反转带动齿轮轴转动，从而带动行星齿轮减速器转动，通过螺杆从而调节滚轮伸缩。

6.如权利要求1所述的一种双控测调仪器，其特征在于：所述的信息控制装置与三参数测试仪螺纹连接，用于控制防转限位装置的收缩和调配电机的旋转，并将三参数测试仪测试到的电信号转换成数字信号，由电缆上传至地面控制柜。

7.如权利要求1所述的一种双控测调仪器，其特征在于：第一电机控制行星齿轮减速器和调节机械手的转动；第二电机控制下压力计中皮碗撑出与收回；第三电机控制防转限位装置和注水定位爪的伸缩；第四电机控制调剖定位爪的伸缩。

8.如权利要求1所述的一种双控测调仪器，其特征在于：注水定位爪和调剖定位爪单独可控，可单独控制井下双通道，调剖定位爪用于调剖或测静压，注水定位爪用于注水。

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