CN105696999A - 一种连续油管实验***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续油管实验***，包括连续油管***，给连续油管***提供液压动力的动力***，对连续油管***流量进行实时监测的流量的控制***、对连续油管***数据监测的数据采集***、对连续油管***视频监控的视频监控***，数据采集***与流量的控制***集成一起显示；动力***、控制***、数据采集***、视频监控***分别与连续油管***连接，连续油管***还与实验模拟井和固液分离循环***电连接；实验模拟井与固液分离循环***电连接。该***的建造有利于检测连续油管工艺的成熟性及配套工具性能的可靠性，有效指导了现场连续油管施工，提高了连续油管作业效率，已成为国内提升连续油管技术人员研究能力的支撑平台。

Description

一种连续油管实验***及方法
技术领域
本发明涉及一种连续油管实验***及方法，应用于连续油管钻磨、打捞、切割、钻孔等井下作业工艺、工具性能全尺寸测试领域。
背景技术
据调研，目前国内连续油管技术研究手段比较欠缺，特别是缺少一套完整的工具和工艺试验***，现有的少数几个连续油管实验平台，主要是以测试连续油管设备为主，没有建造对水平井连续油管的工艺、工具进行全尺寸测试的实验平台或***。
基于上述现状，如果国内没有完整的连续油管实验平台或***，将会在一定程度上制约连续油管作业技术的发展。
发明内容
本发明的目的是解决连续油管工艺、工具性能进行全尺寸测试和相关科学实验研究以及连续油管技术人员培训的难题，本发明提供了一种连续油管实验***及方法，可以进行连续油管前沿技术的研究、连续油管配套工具的测试与评价、全尺寸工具模拟实验及连续油管工艺技术人员的培训。该***解决了国内连续油管工艺、工具进行全尺寸测试的难题，为连续油管作业技术的发展提供技术支撑。
本发明采用的技术方案为：
一种连续油管实验***，包括连续油管***，给连续油管***提供液压动力的动力***，对连续油管***流量进行实时监测的流量的控制***、对连续油管***数据监测的数据采集***、对连续油管***视频监控的视频监控***，数据采集***与流量的控制***集成一起显示；动力***、控制***、数据采集***、视频监控***分别与连续油管***连接，连续油管***还与实验模拟井和固液分离循环***电连接；实验模拟井与固液分离循环***电连接。
所述的动力***包括电动机、电控柜及空压机，电动机分别与电控柜、空压机电连接，空压机与连续油管***中的滚筒连接。
所述控制***由电气控制***和液压控制***组成，所述电气控制***由90kw电机、45kw电机和打气泵组成，两个电机给打气泵提供电力，驱动打气泵给油管***中滚筒上的连续油管润滑；所述液压控制***由液压泵、液压油箱、散热器、过滤器、蓄能器、相关液压元件和相关附件以及由此组成的液压控制回路组成。
所述数据采集***由压力、拉力、温度传感器组成，压力传感器用于油管***中油管内循环压力监测；拉力传感器用于油管***中连续油管起下过程中的上提力、下入力进行监测；温度传感器用于作业过程中液压油温度的监测。
所述视频监控***由远红外网络高清智能摄像机与视频显示计算机组成，在整个连续油管实验***的不同位置安装有8个视频监控摄像头，用于监测整个实验过程，实时监控实验模拟井井下动态。
所述固液分离循环***采用双级振动筛和旋流除砂器、循环管线对实验过程中液体进行精细过滤和分离再循环使用。
所述连续油管***至少包括连续油管，连续油管规格38.1mm×3.18mm，滚筒容量装38.1mm×1000m连续油管，最大提升力270kN，最大注入力135kN，最大运行速度30m/min，最低运行速度0.1m/min，井口密封压力35MPa，井口管汇最大输入压力35MPa，水平段长204.8m。
一种连续油管实验方法，具体步骤为：
1）首先通过低压管线将泵车与固液分离循环***连接，再采用高压管线将泵车与连续油管***中的滚筒连接，形成整个泵注***和循环***的闭环回路；
2）依次开启动力***、控制***、数据采集***和视频监控***，待***平稳后，根据实验要求打开循环管线上的闸阀或蝶阀，开启液路；
3）操作控制***相应的动作手柄，控制连续油管下入到实验模拟井井筒外一定距离处，连接钻磨工具或打捞工具，上提连续油管工具串进入实验模拟井井筒内，再通过法兰将井筒与实验套管连接，完成工具连接与井筒端密封；
4）开始实验时，启动泵车，向连续油管注入液体，并同时启动固液分离循环***，通过控制***操作连续油管***中滚筒和注入头开始连续油管钻磨、打捞等模拟实验，实时循环液体；
5）通过手柄调整控制***中的实验参数，实验模拟井中的数据采集***扭矩与钻进力传感器实时检测采集钻磨、打捞等实验参数，如扭矩、下推力、上提力等，与实验模拟井中的模拟井口参数实时对比，调整实验参数；
6）实验完成后，操作控制***相应手柄停止连续油管作业，关掉泵车，待液体循环10min时间后，拆卸连接法兰分离实验套管与井筒；
7）实验套管与井筒分离后，可继续操作控制***相应手柄下放连续油管钻磨或打捞工具串出井筒外，停止下放，依次拆卸钻磨或打捞工具；
8）再取下实验套管观察套管钻磨、打捞情况，采用盲堵与井筒连接保持井筒密封；
9）关闭动力***、控制***和视频监控***；
10）存储数据采集***中数据显示主控制台上的数据和曲线，再关闭数据采集***，实验完成。
本发明的有益效果为：
本发明可以为连续油管钻磨、打捞、切割、钻孔等井下作业工艺、工具测试提供模拟实验平台，检验工艺的成熟性和工具的可靠性，有效指导现场施工，提高连续油管作业效率。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为一种连续油管实验***。
附图标记如下：1-动力***；2-控制***；3-数据采集***；4-
视频监控***；5-连续油管***；6-实验模拟井；7-固液分离循环***。
具体实施方式
实施例1：
本发明的目的是解决连续油管工艺、工具性能进行全尺寸测试和相关科学实验研究以及连续油管技术人员培训的难题，本发明提供了如图1所示的一种连续油管实验***，可以进行连续油管前沿技术的研究、连续油管配套工具的测试与评价、全尺寸工具模拟实验及连续油管工艺技术人员的培训。该***解决了国内连续油管工艺、工具进行全尺寸测试的难题，为连续油管作业技术的发展提供技术支撑。
本发明涉及连续油管工艺、工具进行全尺寸测试的实验***，可以应用于指导现场连续油管钻磨、打捞、切割、钻孔等井下作业，也可以进行连续油管工艺技术人员的培训以及相关科学实验研究。
一种连续油管实验***，包括连续油管***5，给连续油管***5提供液压动力的动力***1，对连续油管***5流量进行实时监测的流量的控制***2、对连续油管***5数据监测的数据采集***3、对连续油管***5视频监控的视频监控***4，数据采集***3与流量的控制***2集成一起显示；动力***1、控制***2、数据采集***3、视频监控***4分别与连续油管***5连接，连续油管***5还与实验模拟井6和固液分离循环***7电连接；实验模拟井6与固液分离循环***7电连接。
连续油管进行钻磨、打捞等井下作业模拟实验时按照如下步骤：
1.首先通过4"低压管线将泵车与固液分离循环***7连接，再采用2"高压管线将泵车与连续油管***5中的滚筒连接，形成整个泵注***和循环***的闭环回路；
2.然后依次开启动力***1、控制***2、数据采集***3和视频监控***4，待***平稳后，根据实验要求打开循环管线上的闸阀或蝶阀，开启液路；
3.操作控制***2相应的动作手柄，控制连续油管下入到实验模拟井6井筒外一定距离处，连接钻磨工具或打捞工具，上提连续油管工具串进入实验模拟井6井筒内，再通过法兰将井筒与实验套管连接，完成工具连接与井筒端密封；
4.开始实验时，启动泵车，向连续油管注入液体，并同时启动固液分离循环***7，利用控制***2操作连续油管***5中滚筒和注入头开始连续油管钻磨、打捞等模拟实验，实时循环液体；
5.通过手柄调整控制***2中的实验参数，利用实验模拟井6中的数据采集***3扭矩与钻进力传感器实时检测采集钻磨、打捞等实验参数，如扭矩、下推力、上提力等，与实验模拟井6中的模拟井口参数实时对比，调整实验参数；
6.实验完成后，操作控制***2相应手柄停止连续油管作业，关掉泵车，待液体循环10min时间后，拆卸连接法兰分离实验套管与井筒；
7.实验套管与井筒分离后，可继续操作控制***2相应手柄下放连续油管钻磨或打捞工具串出井筒外，停止下放，依次拆卸钻磨或打捞工具；
8.再取下实验套管观察套管钻磨、打捞情况，采用盲堵与井筒连接保持井筒密封；
9.关闭动力***1、控制***2和视频监控***4；
10.存储数据采集***3中数据显示主控制台上的数据和曲线，再关闭数据采集***3，实验完成。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施中，所述的动力***1包括电动机、电控柜及空压机，电动机分别与电控柜、空压机电连接，空压机与连续油管***5中的滚筒连接。
所述控制***2由电气控制***和液压控制***组成，所述电气控制***由90kw电机、45kw电机和打气泵组成，两个电机给打气泵提供电力，驱动打气泵给油管***5中滚筒上的连续油管润滑；所述液压控制***由液压泵、液压油箱、散热器、过滤器、蓄能器、相关液压元件和相关附件以及由此组成的液压控制回路组成。液压控制***180泵的动力由大电机驱动，45泵和28泵串联由小电机驱动，控制注入头、滚筒液压动作。
所述数据采集***3由压力、拉力、温度传感器组成，压力传感器用于油管***5中油管内循环压力监测；拉力传感器用于油管***5中连续油管起下过程中的上提力、下入力进行监测；温度传感器用于作业过程中液压油温度的监测。
所述视频监控***4由远红外网络高清智能摄像机与视频显示计算机组成，在整个连续油管实验***5的不同位置安装有8个视频监控摄像头，用于监测整个实验过程，实时监控实验模拟井井下动态。
所述固液分离循环***7采用双级振动筛和旋流除砂器、循环管线对实验过程中液体进行精细过滤和分离再循环使用。
所述连续油管***5至少包括连续油管，连续油管规格38.1mm×3.18mm，滚筒容量装38.1mm×1000m连续油管，最大提升力270kN，最大注入力135kN，最大运行速度30m/min，最低运行速度0.1m/min，井口密封压力35MPa，井口管汇最大输入压力35MPa，水平段长204.8m。
连续油管进行钻磨、打捞等井下作业模拟实验时按照如下步骤：
1.首先通过4"低压管线将泵车与固液分离循环***7连接，再采用2"高压管线将泵车与连续油管***5中的滚筒连接，形成整个泵注***和循环***的闭环回路；
2.然后依次开启动力***1、控制***2、数据采集***3和视频监控***4，待***平稳后，根据实验要求打开循环管线上的闸阀或蝶阀，开启液路；
3.操作控制***2相应的动作手柄，控制连续油管下入到实验模拟井6井筒外一定距离处，连接钻磨工具或打捞工具，上提连续油管工具串进入实验模拟井6井筒内，再通过法兰将井筒与实验套管连接，完成工具连接与井筒端密封；
4.开始实验时，启动泵车，向连续油管注入液体，并同时启动固液分离循环***7，利用控制***2操作连续油管***5中滚筒和注入头开始连续油管钻磨、打捞等模拟实验，实时循环液体；
5.通过手柄调整控制***2中的实验参数，利用实验模拟井6中的数据采集***3扭矩与钻进力传感器实时检测采集钻磨、打捞等实验参数，如扭矩、下推力、上提力等，与实验模拟井6中的模拟井口参数实时对比，调整实验参数；
6.实验完成后，操作控制***2相应手柄停止连续油管作业，关掉泵车，待液体循环10min时间后，拆卸连接法兰分离实验套管与井筒；
7.实验套管与井筒分离后，可继续操作控制***2相应手柄下放连续油管钻磨或打捞工具串出井筒外，停止下放，依次拆卸钻磨或打捞工具；
8.再取下实验套管观察套管钻磨、打捞情况，采用盲堵与井筒连接保持井筒密封；
9.关闭动力***1、控制***2和视频监控***4；
10.存储数据采集***3中数据显示主控制台上的数据和曲线，再关闭数据采集***3，实验完成。
本发明提供了一种连续油管实验***，可以进行连续油管前沿技术的研究、连续油管配套工具的测试与评价、全尺寸工具模拟实验及连续油管工艺技术人员的培训。该***解决了国内连续油管工艺、工具进行全尺寸测试的难题，为连续油管作业技术的发展提供技术支撑。

Claims (8)

1.一种连续油管实验***，其特征在于：包括连续油管***（5），给连续油管***（5）提供液压动力的动力***（1），对连续油管***（5）流量进行实时监测的流量的控制***（2）、对连续油管***（5）数据监测的数据采集***（3）、对连续油管***（5）视频监控的视频监控***（4）,数据采集***（3）与流量的控制***（2）集成一起显示；动力***（1）、控制***（2）、数据采集***（3）、视频监控***（4）分别与连续油管***（5）连接，连续油管***（5）还与实验模拟井（6）和固液分离循环***（7）电连接；实验模拟井（6）与固液分离循环***（7）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种连续油管实验***，其特征在于：所述的动力***（1）包括电动机、电控柜及空压机，电动机分别与电控柜、空压机电连接，空压机与连续油管***（5）中的滚筒连接。
3.根据权利要求1所述的一种连续油管实验***，其特征在于：所述控制***（2）由电气控制***和液压控制***组成，所述电气控制***由90kw电机、45kw电机和打气泵组成，两个电机给打气泵提供电力，驱动打气泵给油管***（5）中滚筒上的连续油管润滑；所述液压控制***由液压泵、液压油箱、散热器、过滤器、蓄能器、相关液压元件和相关附件以及由此组成的液压控制回路组成。
4.根据权利要求1所述的一种连续油管实验***，其特征在于：所述数据采集***（3）由压力、拉力、温度传感器组成，压力传感器用于油管***（5）中油管内循环压力监测；拉力传感器用于油管***（5）中连续油管起下过程中的上提力、下入力进行监测；温度传感器用于作业过程中液压油温度的监测。
5.根据权利要求1所述的一种连续油管实验***，其特征在于：所述视频监控***（4）由远红外网络高清智能摄像机与视频显示计算机组成，在整个连续油管实验***（5）的不同位置安装有8个视频监控摄像头，用于监测整个实验过程，实时监控实验模拟井井下动态。
6.根据权利要求1所述的一种连续油管实验***，其特征在于：所述固液分离循环***（7）采用双级振动筛和旋流除砂器、循环管线对实验过程中液体进行精细过滤和分离再循环使用。
7.根据权利要求1所述的一种连续油管实验***，其特征在于：所述连续油管***（5）至少包括连续油管，连续油管规格38.1mm×3.18mm，滚筒容量装38.1mm×1000m连续油管，最大提升力270kN，最大注入力135kN，最大运行速度30m/min，最低运行速度0.1m/min，井口密封压力35MPa，井口管汇最大输入压力35MPa，水平段长204.8m。
8.根据权利要求1-7所述的任意一种连续油管实验***，提供一种连续油管实验方法，其特征在于：具体步骤为：
1）首先通过低压管线将泵车与固液分离循环***（7）连接，再采用高压管线将泵车与连续油管***（5）中的滚筒连接，形成整个泵注***和循环***的闭环回路；
2）依次开启动力***（1）、控制***（2）、数据采集***（3）和视频监控***（4），待***平稳后，根据实验要求打开循环管线上的闸阀或蝶阀，开启液路；
3）操作控制***（2）相应的动作手柄，控制连续油管下入到实验模拟井（6）井筒外一定距离处，连接钻磨工具或打捞工具，上提连续油管工具串进入实验模拟井（6）井筒内，再通过法兰将井筒与实验套管连接，完成工具连接与井筒端密封；
4）开始实验时，启动泵车，向连续油管注入液体，并同时启动固液分离循环***（7），通过控制***（2）操作连续油管***（5）中滚筒和注入头开始连续油管钻磨、打捞等模拟实验，实时循环液体；
5）通过手柄调整控制***（2）中的实验参数，实验模拟井（6）中的数据采集***（3）扭矩与钻进力传感器实时检测采集钻磨、打捞等实验参数，如扭矩、下推力、上提力等，与实验模拟井（6）中的模拟井口参数实时对比，调整实验参数；
6）实验完成后，操作控制***（2）相应手柄停止连续油管作业，关掉泵车，待液体循环10min时间后，拆卸连接法兰分离实验套管与井筒；
7）实验套管与井筒分离后，可继续操作控制***（2）相应手柄下放连续油管钻磨或打捞工具串出井筒外，停止下放，依次拆卸钻磨或打捞工具；
8）再取下实验套管观察套管钻磨、打捞情况，采用盲堵与井筒连接保持井筒密封；
9）关闭动力***（1）、控制***（2）和视频监控***（4）；
10）存储数据采集***（3）中数据显示主控制台上的数据和曲线，再关闭数据采集***（3），实验完成。
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