CN223387311U - 一种井下作业液面监测及灌液压井系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油气田开发技术领域，公开了一种井下作业液面监测及灌液压井系统，包括井筒动态液面探测单元，包括井筒液面监测装置、引压管、插接插头；插接接头安装在压井管汇出口处，针型阀安装在压井管汇出口与压井管汇三通第一出口之间；灌液压井单元，包括灌浆泵控制系统、灌浆泵、储液罐体、无线液位传感器、出液管汇、灌浆管汇、电磁流量计及电磁阀；上位机，分别与井筒液面监测装置、无线液位传感器、灌液泵控制系统、电磁流量计及电磁阀通信连接。本实用新型能有效降低灌浆不及时和灌浆不满等情况的发生、控制起下钻过程中井筒内压力和液位保持动态平衡状态。本实用新型适用于储层亏空老井、储气库注采井为代表的失返性漏失井的精确灌液压井施工作业。

Description

一种井下作业液面监测及灌液压井系统

技术领域

本实用新型属于油气田开发技术领域，具体地说是一种井下作业液面监测及灌液压井系统。

背景技术

随着油田开发和储气库的大力建设，以储层亏空老井、储气库注采井为代表的失返性漏失井，以及因各种原因导致的漏失井井筒复杂问题日益严重，因地层压力系数低、常规压井井漏严重，要确保施工安全进行，在井控工作中，要将大量的清水灌入井中，不能做到以合理的压井液、合理的方式进行灌注，这样做会使大量清水进入地层产生污染问题，并且这种处理方法在作业后不容易复产，难以顺利恢复生产。

为保持井内压力平衡，保证作业施工的顺利进行，油田作业现场配备了简易灌液装置，该装置采用人工控制的方法进行灌液，尚缺乏与液面监测装置联动的漏失评判和精确灌液控压技术手段，因缺乏有效的液面监测及针对性的灌液手段，无法进行事中和事后的监管，易出现漏溢转换，也会使有毒有害气体溢出井口，给人员和设备带来风险，无法保证安全、高效的实施井下作业，不能有效的预防井喷或井控失控事故的发生。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种井下作业液面监测及灌液压井系统，以达到可有效降低灌浆不及时和灌浆不满等情况的发生、控制起下钻过程中井筒内压力和液位保持动态平衡状态的目的。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种井下作业液面监测及灌液压井系统，包括：

井筒动态液面探测单元，包括井筒液面监测装置、引压管、插接插头；插接接头安装在压井管汇出口处，针型阀安装在压井管汇出口与压井管汇三通第一出口之间；

灌液压井单元，包括灌浆泵控制系统、灌浆泵、储液罐体、无线液位传感器、出液管汇、灌浆管汇、电磁流量计及电磁阀；灌浆泵与灌浆泵控制系统控制相连，储液罐体上安装有无线液位传感器，储液罐体连接有出液管汇，灌浆泵分别与出液管汇、灌浆管汇相连，灌浆管汇与电磁流量计、电磁阀串接后与压井管汇三通第二出口相连；

上位机，分别与井筒液面监测装置、无线液位传感器、灌液泵控制系统、电磁流量计及电磁阀通信连接。

作为本实用新型的限定，通信连接为LoRa无线通信连接。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：

本实用新型适用于储层亏空老井、储气库注采井为代表的失返性漏失井的精确灌液压井施工作业，可有效降低灌浆不及时和灌浆不满等情况的发生，有利于控制起下钻过程中井筒内压力和液位保持动态平衡状态，提高井控安全管理水平。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的井筒动态液面探测单元结构示意图；

图3为本实用新型实施例的灌液压井单元结构示意图。

图中：I、井筒动态液面探测单元；I-1、井筒液面监测装置；I-2、引压管；I-3、插接插头；I-4、压井管汇出口；I-5、针型阀；

II、灌液压井单元；II-1-1、储液罐体；II-1-2、无线液位传感器；II-1-3、出液管汇；II-2-1、灌浆泵控制系统；II-2-2、控制线；II-2-3、灌浆泵；II-2-4、灌浆管汇；II-3-1、电磁流量计；II-3-2、电磁阀；

III、上位机；

1、压井管汇三通；2、压井管汇。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例 一种井下作业液面监测及灌液压井系统

如图1至图3所示，本实施例包括井筒动态液面探测单元I、灌液压井单元II以及上位机III。

井筒动态液面探测单元I，包括依次相连的井筒液面监测装置I-1、引压管I-2、插接插头I-3。井筒液面监测装置I-1为采用氮气瓶内的高压气体释放作为声源发声、次声波探测液面深度的液面监测装置。井筒液面监测装置I-1与上位机III通信连接。引压管I-2的一端与井筒液面检测装置的开口端固定相连，另一端与插接接头的公插头固定相连。插接接头为快速插接插头I-3，包括插接相连的公插头和母插头。插接接头可采用航空插头的结构形式。插接接头的母插头固定连接在压井管汇出口I-4处。通过插接接头，可实现井筒液面监测装置I-1与待探测井筒压井管汇2的快速连接、保证有效的插接密封性。压井管汇2的中部安装有压井管汇三通1，压井管汇三通1将压井管汇2分为两段，压井管汇三通1的第一出口连接一段压井管汇2，压井管汇出口I-4位于该段压井管汇2上；压井管汇三通1的第二出口连接灌液压井单元II；压井管汇三通1的第三出口连接另一段压井管汇2。压井管汇出口I-4与压井管汇三通1的第一出口之间的压井管汇2上安装有针型阀I-5。针型阀I-5用于开闭压井管汇出口I-4段管汇，以防止因井筒内环空返出压力过大、减少事故隐患。井筒动态液面探测单元I进行组配时，关闭针型阀I-5，采用带有丝扣的母插头底座与压井管汇出口I-4公扣连接、封闭压井管汇三通1用于连接压井管汇出口I-4一端，然后将连接有井筒液面监测装置I-1、引压管I-2、公插头与母插头相连，即完成井筒动态液面探测单元I与压井管汇2的连接。工作时，井筒液面监测装置I-1的氮气瓶内高压气体释放发声时，针型阀I-5打开，次声波通过引压管I-2传输至井口油套环空内腔中，接触到井筒油套环空的动液面时，反射回的次声波通过引压管I-2返回井筒液面监测装置I-1，并通过LoRa无线传输技术将井筒液面监测装置I-1转化的相关信号传递给上位机III。

灌液压井单元II，包括灌浆泵控制系统II-2-1、灌浆泵II-2-3、储液罐体II-1-1、无线液位传感器II-1-2、出液管汇II-1-3、灌浆管汇II-2-4、电磁流量计II-3-1以及电磁阀II-3-2。灌浆泵II-2-3与灌浆泵控制系统II-2-1控制相连，本实施例中，灌浆泵控制系统II-2-1通过控制线II-2-2与灌浆泵II-2-3相连，灌浆泵控制系统II-2-1用于控制灌浆泵II-2-3的转速、排量。储液罐体II-1-1上安装有无线液位传感器II-1-2，储液罐体II-1-1连接有出液管汇II-1-3，灌浆泵II-2-3分别与出液管汇II-1-3、灌浆管汇II-2-4相连，即储液罐体II-1-1内压井液在灌浆泵II-2-3作用下，能通过出液管汇II-1-3向灌浆管汇II-2-4流出。灌浆管汇II-2-4与电磁流量计II-3-1、电磁阀II-3-2串接后与压井管汇三通1第二出口相连。无线液位传感器II-1-2、灌液泵控制系统、电磁流量计II-3-1及电磁阀II-3-2均与上位机III通信连接，通过LoRa无线传输网络技术，上位机III可实时监控并获取无线液位传感器II-1-2、灌浆泵控制系统II-2-1、电磁流量计II-3-1、电磁阀II-3-2的相关参数，并根据井筒作业需要及时调整相关控制指令，可实现灌液压井装置的开启、关闭以及灌液压井排量的调节。灌液压井作业时，灌浆泵II-2-3将储液罐体II-1-1内的压井液抽出，使压井液通过出液管汇II-1-3、灌浆管汇II-2-4经电磁流量计II-3-1、电磁阀II-3-2进入压井管汇三通1第二出口实施压井作业，电磁流量计II-3-1实时采集压井液排量、总入井液量等数据通过LoRa无线传输网络发送至上位机III，同时无线液位传感器II-1-2测得的储液罐体II-1-1液位变化数据也通过LoRa无线传输网络发送至上位机III，由上位机III对相关数据进行智能分析比对、实时校正灌液压井排量参数，并通过LoRa无线传输网络发送至灌浆泵控制系统II-2-1进行调控。

使用本实施例时，打开针型阀I-5，井筒动态液面探测单元I将井筒液面监测装置I-1探测得到的井筒环空液面及压力信息通过LoRa无线传输网络及时反馈到上位机III，上位机III依靠内置的监测及控制软件系统对远程获取的井筒液面、压力信息进行智能分析，并计算获得最优的压井施工液量和泵排量，通过LoRa无线传输网络反馈到灌浆泵控制系统II-2-1并发出相关灌液泵转速、排量指令，灌浆泵II-2-3启动并以上位机III发出的灌液排量实施灌液压井，将储液罐体II-1-1内的压井液抽出，电磁流量计II-3-1实时采集压井液排量、总入井液量等数据通过LoRa无线传输网络发送至上位机III，同时无线液位传感器II-1-2测得的储液罐体II-1-1液位变化数据也通过LoRa无线传输网络发送至上位机III，上位机III软件系统通过采集无线液位传感器II-1-2和电磁流量计II-3-1的数据参数进行智能分析比对、实时校正灌液压井排量参数、校正灌液泵转速，实时调节压井灌液量，并通过LoRa无线传输网络发送至灌浆泵控制系统II-2-1进行调控。本阶段灌液压井结束后，上位机III发出指令，通过LoRa无线网络传输给灌浆泵控制系统II-2-1、无线液位传感器II-1-2，使灌浆泵II-2-3、无线液位传感器II-1-2停止工作，等待下一步施工命令。此外，上位机III还可根据施工需要设定液面、灌液排量预警范围，当超出预警范围时，通过监控终端执行声光预警，提高修井作业施工过程中的安全性。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种井下作业液面监测及灌液压井系统，其特征在于包括：

井筒动态液面探测单元，包括井筒液面监测装置、引压管、插接插头；插接接头安装在压井管汇出口处，针型阀安装在压井管汇出口与压井管汇三通第一出口之间；

灌液压井单元，包括灌浆泵控制系统、灌浆泵、储液罐体、无线液位传感器、出液管汇、灌浆管汇、电磁流量计及电磁阀；灌浆泵与灌浆泵控制系统控制相连，储液罐体上安装有无线液位传感器，储液罐体连接有出液管汇，灌浆泵分别与出液管汇、灌浆管汇相连，灌浆管汇与电磁流量计、电磁阀串接后与压井管汇三通第二出口相连；

上位机，分别与井筒液面监测装置、无线液位传感器、灌液泵控制系统、电磁流量计及电磁阀通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种井下作业液面监测及灌液压井系统，其特征在于：通信连接为LoRa无线通信连接。