CN204851221U - 一种桥式同心测调验封一体化测试仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田分层注水技术领域，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。该实用新型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。

Description

一种桥式同心测调验封一体化测试仪器

技术领域

本实用新型属于油田分层注水技术领域，具体涉及一种主题桥式同心测调验封一体化测试仪器。

背景技术

油田开发过程中，为了有效保持地层能力，提高原油产量及油田开发效果，需向储层及时补充能量，目前多采用向地层注水或注气等。由于地层存在非均质性，注水过程会出现舌进或指进现象，降低水驱波及效率，降低开发效果，因此多采用分层注水方式缓解，分层注水就是在注水井中下入封隔器把油层分成几个开采层段，提升油藏纵向开发效果。

目前，各油田普遍采用偏心配水管柱技术或同心配水管柱技术实现分层注水，来提高原油采收率。现有的偏心注水方法是：首先要投死嘴进行封隔器坐封，坐封后要下入投捞器拔出死水嘴，下入可调式水嘴，并下入测调仪开水嘴，进行试注；然后下入验封仪进行封隔器验封，明确封隔器坐封良好；最后，下入测调仪按照各层配水要求进行分层调配，全过程至少要进行5次以上起下工具作业。另外，同心配水方法虽然简化了部分程序，但也要进行3次以上井下作业才能实现正常注水，首先要下入测调仪进行开水嘴作业，然后下入验封仪进行封隔器验封，明确封隔器坐封良好后，再次下入测调仪按照各层配注量要求进行分层调配工作，达到配注要求后方能结束作业。

然而，现有的分层注水工艺技术至少存在以下问题：

采用同心和偏心分层注水工艺，通过钢丝或电缆作业进行测试调配时，验封与测调工艺均需要分别下入仪器进行至少两次以上的作业，工作量较大，效率较低，增加了作业风险。而偏心测调过程中，测调仪调节臂和可调水嘴对接时侧向动力传递结构复杂，动力传递效率低，可靠性差。

总体而言，无论是钢丝还是电缆测调，均需要分别进行验封和测调过程，受井况等因素的影响，在大斜度井和深井上，降低了测调成功率、效率低，增加了作业风险大及测试费用。因此，迫切需要简化验封测调工艺流程，加快桥式同心测调验封一体化测试仪器的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有分层注水工艺技术中验封与测调工艺均需要分别下入仪器进行至少两次以上的作业，工作量较大，效率较低，增加了作业风险的问题。

为此，本实用新型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，下端与动力传递机构连接。

上述流量测量机构包括由上至下依次连接的信息控制装置、流量测量上探头、流量计和流量测量下探头，流量计的下部与外筒连接；动力传递机构包括由上至下依次连接的电机、联轴器和传动轴，传动轴下部设置在工具定位机构内；测调验封切换机构包括下联轴器和上离合器，下联轴器与工具定位机构下部连接；验封机构包括上胶筒、连接杆、下胶筒和下离合器，上离合器与连接杆连接，连接杆与下离合器连接，上胶筒和下胶筒连接套接在连接杆和下离合器外侧；流量调节机构包括导向锥体和设置在导向锥体下部的调节爪，导向锥体上部通过验封机构的下离合器与动力传递机构的传动轴连接。

上述流量测量机构还包括扶正器，该扶正器设置在流量计外侧，并与流量计连接。

上述所述主体控制机构包括从上至下依次套装在外筒内的电源密封块、温度压力传感器、控制骨架和控制采集机构，控制骨架内从上至下依次设置有上磁钢、线圈轴、下磁钢，线圈轴上缠绕有磁感线圈。

上述动力传递机构还包括隔离机构、隔离机构骨架、极限位置判断机构、精确位置判断传感器、定位架体、弹簧一、定位调节判断机构、电机接头；所述隔离机构骨架上部与主体控制机构的控制采集机构下端连接，隔离机构骨架的下部安装有电机接头、电机、定位架体，电机与电机接头电连接，电机接头卡装在定位架体顶部，定位架体下部通过密封圈与外筒密封，定位架体内设置有传动轴、极限位置判断机构、精确位置判断传感器、弹簧一、定位调节判断机构；极限位置判断机构包括位置控制键以及键槽，位置控制键安装在传动轴上，键槽安装在联轴器下端，定位调节判断机构下部与工具定位机构活动联接。

上述工具定位机构包括销轴、定位爪、防转骨架、防转爪和固定螺环；所述定位爪通过销轴与动力传递机构的定位调节判断机构活动连接，定位爪内设置有弹簧，防转骨架上端与动力传递机构的定位架体下端连接，防转骨架下端连接在固定螺环内，固定螺环与测调验封切换机构的下联轴器连接，防转爪与定位爪相互垂直，防转爪内设置有弹簧。

上述验封机构还包括插头、压力计电路板、压力传感器、油压传压孔、传感器壳体、地层压力取压孔、固定轴套；测调验封切换机构中的上离合器下部设有固定插座连接插头，插头下部连接压力计电路板，压力计电路板下部连接压力传感器，压力传感器下部的传感器壳体上设置有油压传压孔，传感器壳体下部连接上胶筒，上胶筒下部连接下胶筒，地层压力取压孔设置在上胶筒与下胶筒之间，固定轴套连接在下胶筒下部。

上述流量调节机构还包括锁紧环和弹簧二；锁紧环设置在导向锥体上部，锁紧调节爪，弹簧设置在调节爪内。

上述流量计为超声波流量计。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种桥式同心测调验封一体化测试仪器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。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型桥式同心测调验封一体化测试仪器上部结构示意图。

图2是本实用新型桥式同心测调验封一体化测试仪器下部结构示意图。

附图标记说明：1、上接头；2、流量测量机构；3、主体控制机构；4、动力传递机构；5、工具定位机构；6、测调验封切换机构；7、验封机构；8、流量调节机构；9、外筒；2-1、信息控制装置；2-2、流量测量上探头；2-3、流量计；2-4、扶正装置；2-5、流量测量下探头；3-1、电源密封块；3-2、温度压力传感器；3-3、上磁钢磁；3-4、感线圈；3-5、线圈轴；3-6、控制骨架；3-7、控制采集机构；4-1、隔离机构；4-2、隔离机构骨架；4-3、电机；4-4、联轴器；4-5、传动轴；4-6、极限位置判断机构；4-7、精确位置判断传感器；4-8、定位架体；4-9、弹簧一；4-10、定位调节判断机构；4-11、电机接头；5-1、销轴；5-2、定位爪；5-3、防转骨架；5-4、防转爪；5-5、固定螺环；6-1、下联轴器；6-2、上离合器；7-1、插头；7-2、压力计电路板；7-3、压力传感器；7-4、油压传压孔；7-5、传感器壳体；7-6、上胶筒；7-7、连接杆；7-8、地层压力取压孔；7-9、下胶筒；7-10、下离合器；7-11、固定轴套；8-1、锁紧环；8-2、调节爪；8-3、弹簧二；8-4、导向锥体。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有分层注水工艺技术中验封与测调工艺均需要分别下入仪器进行至少两次以上的作业，工作量较大，效率较低，增加了作业风险的问题，本实施例提供了一种如图1和图2所示的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1、流量测量机构2、主体控制机构3、动力传递机构4、工具定位机构5、测调验封切换机构6、验封机构7和流量调节机构8，所述主体控制机构3和动力传递机构4外侧设置有外筒9，该外筒9上端与流量测量机构2连接，下端与动力传递机构4连接。

本实用新型提供的这种桥式同心测调验封一体化测试仪器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，首先通过动力传递机构4控制验封机构7对封隔器进行验封，验封后，通过测调验封切换机构6转换使动力传递机构4只控制流量调节机构8，不控制验封机构7，而实现直接对配水器进行分层调配工艺，主体控制机构3进行磁定位测试，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。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述流量测量机构2包括由上至下依次连接的信息控制装置2-1、流量测量上探头2-2、流量计2-3和流量测量下探头2-5，流量计2-3的下部与外筒9连接；动力传递机构4包括由上至下依次连接的电机4-3、联轴器4-4和传动轴4-5，传动轴4-5下部设置在工具定位机构5内；测调验封切换机构6包括下联轴器6-1和上离合器6-2，下联轴器6-1与工具定位机构5下部连接；验封机构7包括上胶筒7-6、连接杆7-7、下胶筒7-9和下离合器7-10，上离合器6-2与连接杆7-7连接，连接杆7-7与下离合器7-10连接，上胶筒7-6和下胶筒7-9连接套接在连接杆7-7和下离合器7-10外侧；流量调节机构8包括导向锥体8-4和设置在导向锥体8-4下部的调节爪8-2，导向锥体8-4上部通过验封机构7的下离合器7-10与动力传递机构4的传动轴4-5连接。

本实施例的工作过程如下：

实现分注井封隔器验封，同心配水器自动调节，准确测试封隔器坐封情况，精确计量目的层的流量数据是由现有技术的地面控制器、通讯测试电缆及本实用新型实施例提供的桥式同心测调验封一体化测试仪器三部分配合完成的。

验封测试调配时，电缆携带桥式同心测调验封一体化测试仪器下入注水井油管内，根据主体控制机构3的磁***测试结果，桥式同心测调验封一体化测试仪器下放至最下一级待验封层位对应同心配水器上方10-15米左右处，地面控制器发送指令，打开工具定位机构5，快速下放桥式同心测调验封一体化测试仪器，工具定位机构5定位于同心配水器定位台阶上，同时验封机构7与配水器水嘴位置对应，上胶筒7-6、下胶筒7-9分别对应配水器同心工作筒水嘴上下；地面控制器发送验封指令，上离合器6-2与传动轴4-5锁紧，下离合器7-10与连接杆7-7脱离，实现电机4-3只控制验封机构7，不控制流量调节机构8；电机4-3正传，在下联轴器6-1作用下，上胶筒7-6和下胶筒7-9受压缩二径向扩张，与配水器工作筒内壁挤压贴合，实现验封机构7坐封。

在井口进行开-关-开或关-开-关操作，如果测试层段封隔器有效坐封，油管压力和地层压力会产生压差，在压力曲线上显示油管压力和地层压力明显分开，否则两条压力曲线完全重合；验封完成后，地面控制***发送解封指令，电机4-3反转，在联轴器4-4作用下，带轴向拉伸上胶筒7-6和下胶筒7-9，使其复位，实现解封。

执行测试调配时，地面控制***发送测调指令，上离合器6-2与传动轴4-5脱离，下离合器7-10与连接杆7-7锁紧，实现电机4-3只控制流量调节机构8，不控制验封机构7；工具定位机构5卡于防转卡槽内，本实用新型流量调节机构8的导向锥体8-4和调节爪8-2进入同心配水器中心通道，调节爪8-2卡于同心配水器的同心活动筒调节孔内，此时，注入水进入流量测量机构2的流量测量上探头2-2和流量测量下探头2-5之间，开始进行流量测量，并将测量后的电信号送入信息控制装置2-1，主控制机构3将磁定位测试信号送入信息控制装置2-1，该信息控制装置2-1为信号处理器，信息控制装置2-1将接收的各信号进行处理后上传到地面控制器；地面控制器读取流量，如与配注量不一致，这时可进行配水调节操作。

配水调节时，地面控制器根据实测注水量的大小，向主控制机构3发送调节指令，主控制机构3根据地面控制器指令，控制动力传递机构4的电机4-3正转和反转，从而带动联轴器4-4、传动轴4-5，同时通过验封机构7的连接杆7-7带动流量调节机构8的导向锥体8-4转动，导向锥体8-4上的调节爪8-2带动同心配水器的同心活动筒和活动水嘴转动，实现水量大小的调节，配水增大时对应电机4-3正转，配水减小时对应电机4-3反转；水量调节完成后，直接上提同心电动井下测调仪至上一层桥式集成同心配水器进行测试调配。

验封测调完成后，上提桥式同心测调验封一体化测试仪器，再进行下一层的验封测调工艺，全井验封测调可以一次井下作业完成。最终，电缆将本实用新型工具提出井口，拆卸并清洗回收。

实施例3：

在实施例2的基础上，所述流量测量机构2还包括扶正器2-4，该扶正器2-4设置在流量计2-3外侧，并与流量计2-3连接；所述流量计2-3为超声波流量计，流量测量信号在信息控制装置2-1内转换后得到测量数据。

所述主体控制机构3包括从上至下依次套装在外筒9内的电源密封块3-1、温度压力传感器3-2、控制骨架3-6和控制采集机构3-7，所述控制采集机构3-7即为单片机控制单元，用于接收地面控制器发送的各项动作指令，并传达给各部分执行机构，进行各项井下操作的；控制骨架3-6内从上至下依次设置有上磁钢3-3、线圈轴3-5、下磁钢3-3a，线圈轴3-5上缠绕有磁感线圈3-4。

所述动力传递机构4还包括隔离机构4-1、隔离机构骨架4-2、极限位置判断机构4-6、精确位置判断传感器4-7、定位架体4-8、弹簧一4-9、定位调节判断机构4-10、电机接头4-11；所述隔离机构骨架4-2上部与主体控制机构3的控制采集机构3-7下端连接，隔离机构骨架4-2的下部安装有电机接头4-11、电机4-3、定位架体4-8，电机4-3与电机接头4-11电连接，电机接头4-11卡装在定位架体4-8顶部，定位架体4-8下部通过密封圈与外筒9密封，定位架体4-8内设置有传动轴4-5、极限位置判断机构4-6、精确位置判断传感器4-7、弹簧一4-9、定位调节判断机构4-10；极限位置判断机构4-6包括位置控制键以及键槽，位置控制键安装在传动轴4-5上，键槽安装在联轴器4-4下端，控制传动轴行程的极限位置；定位调节判断机构4-10下部与工具定位机构5活动联接，定位调节判断机构4-10为执行状态判断机构，通过连接验封结构传感器及测调结构传感器，接收传感器信号，判断离合器处于何种状态，进而判断下步执行命令。

所述工具定位机构5包括销轴5-1、定位爪5-2、防转骨架5-3、防转爪5-4和固定螺环5-5；所述定位爪5-2通过销轴5-1与动力传递机构4的定位调节判断机构4-10活动连接，定位爪5-2内设置有弹簧，防转骨架5-3上端与动力传递机构4的定位架体4-8下端连接，防转骨架5-3下端连接在固定螺环5-5内，固定螺环5-5与测调验封切换机构6的下联轴器6-1连接，防转爪5-4与定位爪5-2相互垂直，防转爪5-4内设置有弹簧。

所述验封机构7还包括插头7-1、压力计电路板7-2、压力传感器7-3、油压传压孔7-4、传感器壳体7-5、地层压力取压孔7-8、固定轴套7-11；测调验封切换机构6中的上离合器6-2下部设有固定插座连接插头7-1，插头7-1下部连接压力计电路板7-2，压力计电路板7-2下部连接压力传感器7-3，压力传感器7-3下部的传感器壳体7-5上设置有油压传压孔7-4，传感器壳体7-5下部连接上胶筒7-6，上胶筒7-6下部连接下胶筒7-9，地层压力取压孔7-8设置在上胶筒7-6与下胶筒7-9之间，固定轴套7-11连接在下胶筒7-9下部。油管压力通过油压传压孔7-4传至压力传感器7-3，地层压力通过地层压力传压孔7-8传至压力传感器7-3，压力传感器7-3将信号送达压力计电路板7-2，压力计电路板7-2将信号转换成数字信号并传至地面数据采集处理***，以实时显示井下测试位置的油管压力和地层压力。

所述流量调节机构8还包括锁紧环8-1和弹簧二8-3；锁紧环8-1设置在导向锥体8-4上部，锁紧调节爪8-2，弹簧二8-3设置在调节爪8-2内。

综上所述，本实用新型提供的这种桥式同心测调验封一体化测试仪器采用电缆作业与同心配水器在井下同心定位、同心对接、实时传送测调指令和井下测试信号，大幅简化作业工序，提高分层验封测试效率，降低井下作业风险。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：包括从上至下依次连接的上接头（1）、流量测量机构（2）、主体控制机构（3）、动力传递机构（4）、工具定位机构（5）、测调验封切换机构（6）、验封机构（7）和流量调节机构（8），所述主体控制机构（3）和动力传递机构（4）外侧设置有外筒（9），该外筒（9）上端与流量测量机构（2）连接，下端与动力传递机构（4）连接。

2.如权利要求1所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述流量测量机构（2）包括由上至下依次连接的信息控制装置（2-1）、流量测量上探头（2-2）、流量计（2-3）和流量测量下探头（2-5），流量计（2-3）的下部与外筒（9）连接；动力传递机构（4）包括由上至下依次连接的电机（4-3）、联轴器（4-4）和传动轴（4-5），传动轴（4-5）下部设置在工具定位机构（5）内；测调验封切换机构（6）包括下联轴器（6-1）和上离合器（6-2），下联轴器（6-1）与工具定位机构（5）下部连接；验封机构（7）包括上胶筒（7-6）、连接杆（7-7）、下胶筒（7-9）和下离合器（7-10），上离合器（6-2）与连接杆（7-7）连接，连接杆（7-7）与下离合器（7-10）连接，上胶筒（7-6）和下胶筒（7-9）连接套接在连接杆（7-7）和下离合器（7-10）外侧；流量调节机构（8）包括导向锥体（8-4）和设置在导向锥体（8-4）下部的调节爪（8-2），导向锥体（8-4）上部通过验封机构（7）的下离合器（7-10）与动力传递机构（4）的传动轴（4-5）连接。

3.如权利要求2所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述流量测量机构（2）还包括扶正器（2-4），该扶正器（2-4）设置在流量计（2-3）外侧，并与流量计（2-3）连接。

4.如权利要求2所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述主体控制机构（3）包括从上至下依次套装在外筒（9）内的电源密封块（3-1）、温度压力传感器（3-2）、控制骨架（3-6）和控制采集机构（3-7），控制骨架（3-6）内从上至下依次设置有上磁钢（3-3）、线圈轴（3-5）、下磁钢（3-3a），线圈轴（3-5）上缠绕有磁感线圈（3-4）。

5.如权利要求4所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述动力传递机构（4）还包括隔离机构（4-1）、隔离机构骨架（4-2）、极限位置判断机构（4-6）、精确位置判断传感器（4-7）、定位架体（4-8）、弹簧一（4-9）、定位调节判断机构（4-10）、电机接头（4-11）；

所述隔离机构骨架（4-2）上部与主体控制机构（3）的控制采集机构（3-7）下端连接，隔离机构骨架（4-2）的下部安装有电机接头（4-11）、电机（4-3）、定位架体（4-8），电机（4-3）与电机接头（4-11）电连接，电机接头（4-11）卡装在定位架体（4-8）顶部，定位架体（4-8）下部通过密封圈与外筒（9）密封，定位架体（4-8）内设置有传动轴（4-5）、极限位置判断机构（4-6）、精确位置判断传感器（4-7）、弹簧一（4-9）、定位调节判断机构（4-10）；极限位置判断机构（4-6）包括位置控制键以及键槽，位置控制键安装在传动轴（4-5）上，键槽安装在联轴器（4-4）下端，定位调节判断机构（4-10）下部与工具定位机构（5）活动联接。

6.如权利要求5所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述工具定位机构（5）包括销轴（5-1）、定位爪（5-2）、防转骨架（5-3）、防转爪（5-4）和固定螺环（5-5）；

所述定位爪（5-2）通过销轴（5-1）与动力传递机构（4）的定位调节判断机构（4-10）活动连接，定位爪（5-2）内设置有弹簧，防转骨架（5-3）上端与动力传递机构（4）的定位架体（4-8）下端连接，防转骨架（5-3）下端连接在固定螺环（5-5）内，固定螺环（5-5）与测调验封切换机构（6）的下联轴器（6-1）连接，防转爪（5-4）与定位爪（5-2）相互垂直，防转爪（5-4）内设置有弹簧。

7.如权利要求2所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述验封机构（7）还包括插头（7-1）、压力计电路板（7-2）、压力传感器（7-3）、油压传压孔（7-4）、传感器壳体（7-5）、地层压力取压孔（7-8）、固定轴套（7-11）；测调验封切换机构（6）中的上离合器（6-2）下部设有固定插座连接插头（7-1），插头（7-1）下部连接压力计电路板（7-2），压力计电路板（7-2）下部连接压力传感器（7-3），压力传感器（7-3）下部的传感器壳体（7-5）上设置有油压传压孔（7-4），传感器壳体（7-5）下部连接上胶筒（7-6），上胶筒（7-6）下部连接下胶筒（7-9），地层压力取压孔（7-8）设置在上胶筒（7-6）与下胶筒（7-9）之间，固定轴套（7-11）连接在下胶筒（7-9）下部。

8.如权利要求2所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述流量调节机构（8）还包括锁紧环（8-1）和弹簧二（8-3）；锁紧环（8-1）设置在导向锥体（8-4）上部，锁紧调节爪（8-2），弹簧二（8-3）设置在调节爪（8-2）内。

9.如权利要求2所述的桥式同心测调验封一体化测试仪器，其特征在于：所述流量计（2-3）为超声波流量计。