電動直讀測試驗封工具的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動直讀測試驗封工具，是為實現分層注水井井下封隔器的直讀式電動驗封、提高測試效率及可靠性而設計的，由上接頭、磁定位裝置（設在護套內的線圈總成和磁鋼等）、集成控制裝置（連接控制骨架的電源模塊、主控制板和電機和磁定位板等）、動力傳動機構（連接絲杠的電機、限位滑塊和推力滑塊等）、定位機構（連接中間接頭的定位爪）、壓力數據采集裝置(包括推力滑塊和壓力傳感器等)和測試密封裝置（連接套筒和心軸等的上、下膠筒）依次連接而成，其以地面直讀方式實時觀測驗封效果，驗封效率高；采用電動控制膠筒坐封和解封，驗封成功率高；利用磁定位器實現精確定位；定位爪能按指令隨時張開或收回，實現一次下井完成所有層位的測試驗封。
【專利說明】電動直讀測試驗封工具
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電動直讀測試驗封工具，屬于油田注水井測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]精細分層注水是多層油藏開發過程中補充地層能量、擴大注水波及體積、減小層間差異和提高采收率最經濟有效的方法，主要采用封隔器將相鄰兩個層段分隔開來，實現分層注水。封隔器的有效坐封對分層注水起決定性作用，因此，分層注水管柱完井后或分層測試調配前需進行封隔器驗封，以確認封隔器的工作狀態。
[0003]目前，偏心分注工藝技術存在以下問題:(I)需采用鋼絲作業反復提放，實現坐封和解封，工作量大，效率低，密封膠筒易于磨損，驗封失效率和作業風險較高；(2)采用的壓力計為存儲式，需要全程測試完成后才能提出地面回放數據和進行分析，實時性較差；(3)依靠加重桿和儀器的重力作用壓縮皮碗，實現坐封，密封可靠性差，測試誤差大，測試效果不理想；(4)測試儀器串較長，使在大斜度井中的通過能力下降，測試投撈難度增加。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種電動直讀測試驗封工具，其能實現分層注水井井下封隔器的直讀式電動驗封，提高測試效率及測試可靠性。
[0005]本發明的具體技術方案如下:
[0006]電動直讀測試驗封工具由上接頭、磁定位裝置、集成控制裝置、動力傳動機構、定位機構、壓力數據采集裝置和測試密封裝置依次連接而成:
[0007]磁定位裝置上接頭內壁螺紋連接護套，護套中心孔內上部設有插座，中心孔內下部設有線圈總成及其兩端的磁鋼；上接頭外壁與連接套螺紋連接，連接套底部外螺紋連接護筒。
[0008]集成控制裝置設在護筒內，控制骨架通過螺釘連接于護套中心孔低端，控制骨架連接電源模塊、主控制板以及電機和磁定位板。
[0009]動力傳遞機構設在護筒內，電機上端頂抵控制骨架，下端通過聯軸器連接絲杠，絲杠上依次連接限位滑塊和內設推力軸承的微動開關固定架，微動開關固定架下端銷釘連接頂部設有密封壓板的中間接頭，中間接頭外壁螺紋連接護筒；絲杠底端螺紋連接推力滑塊，推力滑塊底端連接兩個對稱的限位銷釘。
[0010]定位機構的定位爪通過銷軸連接于中間接頭上。
[0011]壓力數據采集裝置中連接筒上端兩個對稱的限位孔與推力滑塊限位銷釘連接，插頭護套頂抵內設固定式插頭的插頭座，插頭座頂抵內設固定式插座的電路護筒，電路護筒內螺釘連接壓力計電路板；內設壓力傳感器的傳感器殼體外螺紋連接于電路護筒底端。
[0012]測試密封裝置上膠筒上端由螺環壓緊，內螺紋連接設有油壓傳壓孔的連接筒，下端由螺環壓緊，內螺紋連接設有地層壓力傳壓孔的套筒，連接筒外螺紋連接套筒；連接桿上部螺紋連接于傳感器殼體底孔內，下部穿過由固定銷連接的心軸的中心孔，螺紋連接螺母；連接筒外螺紋連接固定軸套，下膠筒上端由螺環壓緊，內螺紋連接固定軸套，下端由螺環壓緊，內螺紋連接心軸。
[0013]錐形導向裝置外螺紋連接心軸底孔。
[0014]本發明的有益效果如下:
[0015]電動直讀測試驗封工具采用電纜供電，傳送指令信號，以地面直讀方式實時觀測驗封效果，驗封效率高。采用電傳機構壓縮和拉伸膠筒，坐封和解封安全可靠，膠筒不易磨損，驗封成功率高。利用磁定位器和定位爪雙重作用實現精確定位。定位爪按指令隨時張開或收回，對任意層段進行驗封，實現一次下井完成所有層位的測試驗封。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為電動直讀測試驗封工具結構示意圖。
[0017]圖2為電動直讀測試驗封工具A-A剖面示意圖。
[0018]圖3為電動直讀測試驗封工具B-B剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0019]參照圖1對本發明的實施例進一步說明:
[0020]實施例:
[0021]電動直讀測試驗封工具由上接頭1、磁定位裝置100、集成控制裝置200、動力傳動機構300、定位機構400、壓力數據采集裝置500和測試密封裝置600依次連接而成:
[0022]磁定位裝置100的護套3外螺紋連接上接頭1，護套3中心孔內上部設有插座2，中心孔內下部設有線圈總成5及其兩端的磁鋼4 ;上接頭I下部外壁與連接套6螺紋連接，連接套6底部外螺紋連接護筒11。
[0023]集成控制裝置200設在護筒11內，控制骨架7通過螺釘連接于護套3中心孔低端，控制骨架7連接電源模塊8、主控制板9以及電機和磁定位板10。
[0024]動力傳遞機構300設在護筒11內，電機12上端頂抵控制骨架7，下端通過聯軸器13連接絲杠18，絲杠18上依次連接限位滑塊14和內設推力軸承16的微動開關固定架15，微動開關固定架15下端銷釘連接頂部設有密封壓板17的中間接頭19，中間接頭19外壁螺紋連接護筒11 ;絲杠18底部螺紋連接推力滑塊22，推力滑塊22底端連接兩個對稱的限位銷釘23。
[0025]定位機構400的定位爪21通過銷軸20連接于中間接頭19底部。
[0026]壓力數據采集裝置500的連接筒29上端兩個對稱的限位孔與推力滑塊22限位銷釘23連接，插頭護套43頂抵內設固定式插頭25的插頭座24，插頭座24頂抵內設固定式插座26的電路護筒27，電路護筒27內螺釘連接壓力計電路板28 ;內設壓力傳感器31的傳感器殼體32外螺紋連接于電路護筒27底端。
[0027]測試密封裝置600的上膠筒33上端由螺環34壓緊，內螺紋連接設有油壓傳壓孔30的連接筒29，下端由螺環34壓緊，內螺紋連接設有地層壓力傳壓孔44的套筒35，連接筒29外螺紋連接套筒35 ;連接桿39上部螺紋連接于傳感器殼體32底孔內，下部穿過由固定銷36連接的心軸38的中心孔，螺紋連接螺母41 ;連接筒29底端外螺紋連接固定軸套37，下膠筒40上端由螺環34壓緊，內螺紋連接固定軸套37，下端由螺環34壓緊，內螺紋連接心軸38。
[0028]錐形導向裝置42外螺紋連接心軸38底孔。
[0029]本發明電動直讀測試驗封工具的工作過程如下:
[0030]當油田分層注水管柱需要驗封時，本發明工具由連接上接頭I的電纜下入油管。在下井過程中，線圈總成5發射電磁信號，因油管壁和接箍處的厚度不同，所以，電磁傳感器感應到的電磁通量不一樣，電機和磁定位板10通過信號調理和轉換將數字信號編碼傳到地面控制系統，以確定本發明工具的具體位置。
[0031]當本發明工具下放到待驗封層段集成同心配水器上方10-15米時，電源模塊8接收地面控制系統發射的指令電壓，主控制板9對定位爪21的打開指令進行編解碼，電機和磁定位板10對電機12的轉動指令進行編解碼。電機12正轉，在聯軸器13、限位滑塊14和推力軸承16作用下，帶動絲杠18旋轉。絲杠18推動推力滑塊22和銷釘23下移至最大行程時，定位爪21打開。
[0032]銷釘23推動連接筒29向下運動，使上膠筒33和下膠筒40受到壓縮而徑向擴張，與配水器工作筒內壁擠壓貼合，實現測試驗封工具坐封。電機12和絲杠18停止轉動，推力滑塊22、銷釘23和連接筒29即停止向下運動。
[0033]油管壓力通過連接筒29上的油壓傳壓孔30傳至壓力傳感器31，地層壓力通過地層壓力傳壓孔44傳至壓力傳感器31，壓力傳感器31將信號送達壓力計電路板28，壓力計電路板28將信號轉換成數字信號并傳至地面數據采集處理系統，以實時顯示井下測試位置的油管壓力和地層壓力。
[0034]在井口進行開-關-開或關-開-關操作，如果測試層段封隔器有效坐封，油管壓力和地層壓力會產生壓差，在壓力曲線上顯示油管壓力和地層壓力明顯分開，否則兩條壓力曲線完全重合。
[0035]直讀驗封完成后，地面控制系統發送解封指令，電機和磁定位板10對電機12轉動指令進行編解碼。電機12反轉，在聯軸器13、限位滑塊14和推力軸承16作用下，帶動絲杠18旋轉。絲杠18帶動推力滑塊22和銷釘23上移至最大行程時，拉動連接筒29向上移動，軸向拉伸上膠筒33和下膠筒40，使其復位，實現解封。電機12繼續帶動絲杠18反轉，使推力滑塊22繼續上移，帶動定位爪21收回。
[0036]然后，電纜攜本發明工具進入下一個配水器，繼續進行驗封，直至完成所有驗封任務。最終，電纜將本發明工具提出井口，拆卸并清洗回收。
【權利要求】
1.一種電動直讀測試驗封工具，其特征在于: 電動直讀測試驗封工具由上接頭(I)、磁定位裝置(100)、集成控制裝置(200)、動力傳動機構(300)、定位機構(400)、壓力數據采集裝置(500)和測試密封裝置(600)依次連接而成: 磁定位裝置(100)護套(3)外螺紋連接上接頭(1)，護套(3)中心孔內上部設有插座(2)，中心孔內下部設有線圈總成(5)及其兩端的磁鋼(4);上接頭(I)外壁與連接套(6)螺紋連接，連接套(6)底部外螺紋連接護筒(11)； 集成控制裝置(200)設在護筒(11)內，控制骨架(7)通過螺釘連接于護套(3)中心孔低端，控制骨架(7)連接電源模塊(8)、主控制板(9)以及電機和磁定位板(10)； 動力傳遞機構(300)設在護筒(11)內，電機(12)上端頂抵控制骨架7，下端通過聯軸器(13)連接絲杠(18)，絲杠(18)上依次連接限位滑塊(14)和內設推力軸承(16)的微動開關固定架(15)，微動開關固定架(15)下端銷釘連接頂部設有密封壓板(17)的中間接頭(19)，中間接頭(19)外壁螺紋連接護筒(11);絲杠(18)底端螺紋連接推力滑塊(22)，推力滑塊(22)底端連接兩個對稱的限位銷釘(23)； 定位機構(400)的定位爪(21)通過銷軸(20)連接于中間接頭(19)上； 壓力數據采集裝置(500)連接筒(29)上端兩個對稱的限位孔與推力滑塊(22)限位銷釘(23)連接，插頭護套43頂抵內設固定式插頭(25)的插頭座(24)，插頭座(24)頂抵內設固定式插座(26)的電路護筒(27)，電路護筒(27)內螺釘連接壓力計電路板(28);內設壓力傳感器(31)的傳感器殼體(32)外螺紋連接于電路護筒(27)底端； 測試密封裝置(600)上膠筒(33)上端由螺環(34)壓緊，內螺紋連接設有油壓傳壓孔(30)的連接筒(29)，下端由螺環(34)壓緊，內螺紋連接設有地層壓力傳壓孔(44)的套筒(35)，連接筒(29)外螺紋連接套筒(35);連接桿(39)上部螺紋連接于傳感器殼體(32)底孔內，下部穿過由固定銷(36)連接的心軸(38)的中心孔，螺紋連接螺母(41);連接筒(29)底端外螺紋連接固定軸套(37)，下膠筒(40)上端由螺環(34)壓緊，內螺紋連接固定軸套(37)，下端由螺環(34)壓緊，內螺紋連接心軸(38)； 錐形導向裝置(42)外螺紋連接心軸(38)底孔。
2.如權利要求1所述的電動直讀測試驗封工具，其特征在于該工具采用電纜供電，傳送指令信號，以地面直讀方式實時觀測驗封效果，驗封效率高；采用電傳機構壓縮和拉伸膠筒，坐封和解封安全可靠，膠筒不易磨損，驗封成功率高；利用磁定位器和定位爪雙重作用實現精確定位；定位爪按指令隨時張開或收回，對任意層段進行驗封，實現一次下井完成所有層位的測試驗封。
【文檔編號】E21B47/117GK103696759SQ201210366858
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】巨亞鋒, 李安琪, 李忠興, 李憲文, 郭方元, 于九政, 楊海恩 申請人:中國石油天然氣股份有限公司