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用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套及其控制方法與流程

文檔序號:11128262閱讀:922來源:國知局
用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套及其控制方法與制造工藝

本發明涉及一種井下滑套,尤其涉及一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套及其控制方法。



背景技術:

滑套作為一種可以溝通/隔離油氣井與地層流體的井下工具,目前廣泛應用于水平井分段壓裂酸化作業管柱中。目前油田水平井分段壓裂酸化采用機械式投球滑套,打開每一級滑套都需要投入對應尺寸的壓裂球,施工時從下到上逐層投球打開各層滑套,每一級滑套球座內徑及壓裂球內徑均不相同,從下到上,滑套球座和壓裂球內徑逐級增大,最大不能超過上部工具的最小內徑,這種滑套結構復雜,通徑小,且壓裂級數有限;并且當儲層后期產水,需要關閉滑套時,由于滑套無法實現關閉封堵,導致油氣井產能降低甚至報廢。

基于此,現有技術中又開發出一些新的機械式可開關滑套,這類滑套在壓裂酸化施工時,可通過投球或下入常規連續油管帶機械式滑套開關工具打開滑套,當儲層后期產水,需要關閉滑套時,下入常規連續油管帶機械式滑套開關工具關閉滑套。這類滑套開關操作的最大問題在于連續油管帶開關工具開關滑套需要使用連續油管設備,作業費用高,且在井下存在多個滑套時,連續油管定位困難,作業需要花費大量時間。

在國外水平井分段壓裂酸化改造工藝中,最新的滑套控制方法是在施工時投球依次打開各級滑套并施工,待各層施工全部完成后,返排壓裂球并鉆掉各投球滑套中的球座,進行生產;在生產過程中,如遇某一層位或某些層位出水,則下連續油管帶滑套開關工具關閉對應層位的滑套;這種技術能夠實現開關滑套,但分段級數有限;而現有的連續油管帶滑套開關工具無法實現井下信息實時監測和上傳,開關滑套效率低,可靠性差。



技術實現要素:

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述問題,提供一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套及其控制方法。采用本發明不需要投球,用于同一口井的各滑套結構完全相同,故分段級數不受限制,能夠實現最大程度的儲層精細改造。

為實現上述目的,本發明采用的技術方案如下:

一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套,其特征在于:包括地面穿電纜連續油管設備、地面數據采集及控制系統、井下工具管串和井下滑套;所述地面穿電纜連續油管設備和地面數據采集及控制系統通過電氣連接,地面數據采集及控制系統用于獲得井下的測量信息和發送控制指令,井下滑套與套管固定連接且隨套管下入到指定位置,井下工具管串通過連續油管與地面穿電纜連續油管設備連接且與待開關的井下滑套配合;井下工具管串包括從下至上與連續油管固定連接的井下滑套開關工具、井下拉壓力測量短節、套管接箍定位器和井下溫度壓力測量短節,井下拉壓力測量短節用于測量井下拉壓力數據并發送到地面數據采集及控制系統,套管接箍定位器用于定位井下工具管串的下入深度并將定位信號發送到地面數據采集及控制系統,井下溫度壓力測量短節用于測量井下壓力、溫度信號并發送到地面數據采集及控制系統,井下滑套開關工具用于根據地面數據采集及控制系統發送的控制指令控制井下滑套開關。

所述井下滑套內設置有滑套凡爾,滑套凡爾上端內壁上設置有打開槽,下端內壁上設置有關閉槽,下端外壁上設置有凡爾彈爪,井下滑套上設置多個噴射孔,當滑套處于關閉狀態時,滑套凡爾封閉噴射孔。

所述井下滑套內壁上設置有與凡爾彈爪配合的第一卡槽和第二卡槽,當滑套處于關閉狀態時,凡爾彈爪鎖定在第一卡槽中,當滑套處于打開狀態時,凡爾彈爪鎖定在第二卡槽中。

所述井下滑套內壁上設置有兩組密封圈,兩組密封圈分別位于噴射孔上下兩側,當滑套處于關閉狀態時,滑套凡爾通過兩組密封圈封閉噴射孔。

所述井下滑套開關工具包括電機定子、電機轉子、外殼、推塊和開關彈爪,電機轉子設置在電機定子中,電機定子與外殼固定連接,開關彈爪設置在外殼中,電機轉子固定連接推塊帶動推塊運動,推塊與開關彈爪配合控制開關彈爪的伸縮,當滑套處于關閉狀態時,開關彈爪鎖定在關閉槽中,當滑套處于打開狀態時,開關彈爪鎖定在打開槽中。

所述開關彈爪設置在支撐梁上,開關彈爪內設置有彈簧槽,彈簧槽內設置有彈簧,彈簧一端與開關彈爪連接,另一端連接有壓片,壓片固定在外殼內。

所述地面穿電纜連續油管設備包括連續油管滾筒和移動車,連續油管纏繞設置在連續油管滾筒上,連續油管滾筒和地面數據采集及控制系統設置在移動車上。

一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套的控制方法,其特征在于,包括:

a、在地面把井下工具管串連接至連續油管,用地面穿電纜連續油管設備沿井口送至井下需要開關的井下滑套,在入井過程中,井下工具管串實時采集井下壓力、溫度、位置及管柱所受拉壓力數據,并上傳至地面數據采集及控制系統,在地面實時監測井下情況;

b、當井下工具管串下入到指定位置后,需要打開井下滑套時,首先通過地面數據采集及控制系統向井下工具管串中的井下滑套開關工具發送工具開啟命令,井下滑套開關工具接收到命令后開啟,與井下滑套的滑套凡爾鎖定,然后下放連續油管帶動滑套凡爾向下運動,開啟井下滑套后,井下滑套開關工具關閉;

c、需要關閉井下滑套時,通過地面數據采集及控制系統向井下工具管串中的井下滑套開關工具發送工具關閉命令,井下滑套開關工具接收到命令后開啟,與井下滑套的滑套凡爾鎖定,然后上提連續油管,關閉井下滑套,井下滑套開關工具關閉;

d、井下滑套開關工具關閉后,與井下滑套解鎖,上提取出連續油管和井下工具管串,或繼續進行下一步作業。

所述b中,井下滑套開關工具接收到命令后,將井下滑套開關工具的開關彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的打開槽中,下放連續油管,滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內壁上的第一卡槽彈出,滑套凡爾向下運動,當滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內壁上的第二卡槽中時,井下滑套打開。

所述c中,井下滑套開關工具接收到命令后,將井下滑套開關工具的開關彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的關閉槽中,上提連續油管,滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內壁上的第二卡槽彈出,滑套凡爾向上運動,當滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內壁上的第一卡槽中時,井下滑套關閉。

采用本發明的優點在于:

1、本發明操作不需要投球,用于同一口井的各滑套結構完全相同,故分段級數不受限制,能夠實現最大程度的儲層精細改造。

2、本發明中滑套開關工具能夠實時監測井下壓力、溫度和管柱受到的拉壓力并上傳數據,通過在地面分析這些數據能夠對井下滑套開關操作提供有效指導,提高滑套開關作業的效率和可靠性。

3、本發明中滑套開關工具能夠在滑套開關作業過程中監測井下流體的溢出狀況,可以有效提高井下作業的安全性。

4、本發明利用穿電纜連續油管裝備能夠為井下工具供電并進行井下通信的特點,在連續油管下連接溫度壓力傳感器工具短節、磁性接箍定位器、拉壓力傳感器短節和電動雙向滑套開關工具等井下工具,這些井下工具均通過電纜供電,并把井下溫度、壓力、電動雙向滑套開關工具受到的拉壓力等井下測量信息實時傳至地面。在開關滑套的作業過程中,通過在地面實時監測井下溫度、壓力、電動雙向滑套開關工具受到的拉壓力等信息,能夠及時、準確掌握滑套開關工具在井下的位置及工作狀態,從而能夠快速、準確的使滑套開關工具與滑套本體上的配合面對接,確保滑套能夠被快速、順利的開關。這種方法最大的優勢就是能夠極大地提升連續油管開關滑套的效率和可靠性,從整體上降低作業成本和時間。

5、在連續油管開關井下滑套的過程中,通過監測井下工具的位置、井下壓力、溫度、管柱受到的井下拉壓力等信息,能夠極大地提高連續油管作業的效率和可靠性;同時,采用直流電機帶動彈爪伸縮的方式實現井下滑套開關工具的動作,相較于現有依靠水力壓差方式驅動彈爪伸縮的方式,具有不需要流體循環、工作可靠、便于在地面進行監控等明顯優勢。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖;

圖2為本發明中井下滑套處于關閉狀態時的結構示意圖;

圖3為本發明中井下滑套開關工具處于關閉狀態的結構示意圖;

圖4為本發明中井下滑套開關工具處于打開狀態的結構示意圖;

圖5為圖3中的A部放大結構示意圖;

圖6為圖5的側視結構示意圖;

圖7為當套管接箍定位器按照相同速度經過處于關閉狀態的井下滑套和處于打開狀態的井下滑套時,套管接箍定位器測量曲線的變化情況圖。

圖中標記為:1、井口;2、套管;3、連續油管;4、井下滑套I;5、井下滑套II;6、井下滑套n;7、地面穿電纜連續油管設備;8、連續油管滾筒;9、井下工具管串,10、地面數據采集及控制系統;11、電纜;12、井下溫度壓力測量短節;13、套管接箍定位器;14、井下拉壓力測量短節;15、井下滑套開關工具;16、開關彈爪;17、第一卡槽;18、第二卡槽;19、打開槽;20、密封圈;21、滑套凡爾;22、噴射孔;23、凡爾彈爪;24、關閉槽;25、轉換接頭;26、電機定子;27、電機轉子;28、外殼;29、推塊;30、彈簧;31、彈簧槽;32、壓片;33、螺絲;34、支撐梁;35、井下滑套。

具體實施方式

實施例1

一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套,包括地面穿電纜連續油管設備7、地面數據采集及控制系統10、井下工具管串9和井下滑套35;所述地面穿電纜連續油管設備7和地面數據采集及控制系統10通過電氣連接,地面數據采集及控制系統10用于獲得井下的測量信息和發送控制指令,井下滑套35與套管2固定連接且隨套管2下入到指定位置,井下工具管串9通過連續油管3與地面穿電纜連續油管設備7連接且與待開關的井下滑套配合;井下工具管串9包括從下至上與連續油管固定連接的井下滑套開關工具15、井下拉壓力測量短節14、套管接箍定位器13和井下溫度壓力測量短節12,井下拉壓力測量短節14用于測量井下拉壓力數據并發送到地面數據采集及控制系統10,套管接箍定位器13用于定位井下工具管串9的下入深度并將定位信號發送到地面數據采集及控制系統10,井下溫度壓力測量短節12用于測量井下壓力、溫度信號并發送到地面數據采集及控制系統10,井下滑套開關工具15用于根據地面數據采集及控制系統10發送的控制指令控制井下滑套35開關。

所述井下滑套35內設置有滑套凡爾21,滑套凡爾21上端內壁上設置有打開槽19,下端內壁上設置有關閉槽24,下端外壁上設置有凡爾彈爪23,井下滑套35上設置多個噴射孔22,當滑套處于關閉狀態時,滑套凡爾21封閉噴射孔22。

所述井下滑套35內壁上設置有與凡爾彈爪23配合的第一卡槽17和第二卡槽18,當滑套處于關閉狀態時,凡爾彈爪23鎖定在第一卡槽17中,當滑套處于打開狀態時,凡爾彈爪23鎖定在第二卡槽18中。

所述井下滑套35內壁上設置有兩組密封圈20,兩組密封圈20分別位于噴射孔22上下兩側,當滑套處于關閉狀態時,滑套凡爾21通過兩組密封圈20封閉噴射孔22。

所述井下滑套開關工具15包括電機定子26、電機轉子27、外殼28、推塊29和開關彈爪16,電機轉子27設置在電機定子26中,電機定子26與外殼28固定連接,開關彈爪16設置在外殼28中,電機轉子27固定連接推塊29帶動推塊29運動,推塊29與開關彈爪16配合控制開關彈爪16的伸縮,當滑套處于關閉狀態時,開關彈爪16鎖定在關閉槽24中,當滑套處于打開狀態時,開關彈爪16鎖定在打開槽19中。

所述開關彈爪16設置在支撐梁34上,開關彈爪16內設置有彈簧槽31,彈簧槽31內設置有彈簧30,彈簧30一端與開關彈爪16連接,另一端連接有壓片32,壓片32固定在外殼28內。

所述地面穿電纜連續油管設備7包括連續油管滾筒8和移動車,油管纏繞設置在連續油管滾筒8上,連續油管滾筒8和地面數據采集及控制系統10設置在移動車上。

本實施例中地面數據采集及控制系統10采用現有技術,在此不做說明。

一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套的控制方法,包括:

a、在地面把井下工具管串連接至連續油管,用地面穿電纜連續油管設備沿井口送至井下需要開關的井下滑套,在入井過程中,井下工具管串實時采集井下壓力、溫度、位置及管柱所受拉壓力數據,并上傳至地面數據采集及控制系統,在地面實時監測井下情況;

b、當井下工具管串下入到指定位置后,需要打開井下滑套時,首先通過地面數據采集及控制系統向井下工具管串中的井下滑套開關工具發送工具開啟命令,井下滑套開關工具接收到命令后開啟,與井下滑套的滑套凡爾鎖定,然后下放連續油管帶動滑套凡爾向下運動,開啟井下滑套后,井下滑套開關工具關閉;

c、需要關閉井下滑套時,通過地面數據采集及控制系統向井下工具管串中的井下滑套開關工具發送工具關閉命令,井下滑套開關工具接收到命令后開啟,與井下滑套的滑套凡爾鎖定,然后上提連續油管,關閉井下滑套,井下滑套開關工具關閉;

d、井下滑套開關工具關閉后,與井下滑套解鎖,上提取出連續油管和井下工具管串,或繼續進行下一步作業。

所述b中,井下滑套開關工具接收到命令后,將井下滑套開關工具的開關彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的打開槽中,下放連續油管,滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內壁上的第一卡槽彈出,滑套凡爾向下運動,當滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內壁上的第二卡槽中時,井下滑套打開。

所述c中,井下滑套開關工具接收到命令后,將井下滑套開關工具的開關彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的關閉槽24中,上提連續油管,滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內壁上的第二卡槽彈出,滑套凡爾向上運動,當滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內壁上的第一卡槽中時,井下滑套關閉。

本發明是一個能夠在地面實時監控井下工作狀態的井下滑套開關工具系統。分為地面監控和井下執行兩部分。地面監控部分由穿電纜連續油管設備及配套數據采集及控制系統組成;井下部分為執行部分,由井下滑套開關工具和井下參數采集工具串組成。為了滿足目前水平井分段壓裂酸化工藝的需求,通常情況下,在一口井的完井管柱(這里的完井管柱主要指套管完井管柱)上會同時連接多個可開關滑套,隨完井管柱一起下入井內,下入時每個滑套均處于關閉狀態。因為每個滑套的結構完全一致,所以從理論上講,可下入的滑套數量不受限制。

當需要開關某一個滑套時,首先把井下滑套開關工具和井下參數采集工具串用連續油管送到井下,下入過程中,通過磁性接箍定位器判斷需要開關操作的井下滑套的位置及其與井下滑套開關工具的相對位置,并根據監測結果隨時調整井下滑套開關工具的位置,確保井下滑套開關工具上彈爪與井下滑套上開關槽面的位置基本匹配;完成定位后,啟動滑套開關工具,控制開關工具上的彈爪伸出,與滑套上的相應的開關槽面配合鎖定;之后上提/下放連續油管,完成井下滑套的關閉/打開操作;完成開/關滑套作業后,控制井下滑套開關工具上的彈爪收回,上提回收連續油管或者進行下一步操作。

要順利實現這一開關滑套功能,需要幾項關鍵技術及其井下工具間相互配合:

井下溫度壓力測量短節能夠監測井下工具處的壓力、溫度,通過溫度變化可以監測套管或滑套的泄露情況,也可被用來修正由于溫度因素引起的井下壓力及負載變化;通過井下壓力變化也可以監測井筒內流體性質的變化,為井下作業安全提供參考。

套管接箍定位器采用磁定位原理。在進行套管校深時,要求連續油管以一個恒定速度下放,其不僅能夠通過監測套管接箍位置來校正深度,同時也可以根據測量曲線的變化判斷滑套的開關情況。

井下拉壓力測量短節用來監測井下滑套開關工具處所受軸向負載,該值用于確認開關工具是否正確連接滑套以及監測開關過程是否順利完成。

井下滑套開關工具采用直線電機驅動彈爪伸縮方式。當需要啟動滑套開關工具時,在地面采用控制設備通過電纜向工具發送開啟控制命令,井下滑套開關工具收到控制命令后,控制直線電機轉子向前運動,同時電機轉子帶動推塊向前運動,當推塊與彈爪接觸后,則推動彈爪向外伸出,實現滑套開關工具的打開;當需要關閉滑套開關工具時,在地面采用控制設備通過電纜向工具發送關閉控制命令,井下滑套開關工具收到控制命令后,控制直線電機轉子向后運動,同時電機轉子帶動推塊向后運動,當推塊與彈爪分離后,則在彈簧的彈性作用下,彈爪向內收回,實現滑套開關工具的關閉。

實施例2

一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套方法,包括地面穿電纜連續油管設備7、地面數據采集及控制系統10、井下滑套開關工具15、井下拉壓力測量短節14、套管接箍定位器13、井下溫度壓力測量短節12和井下滑套。

井下滑套開關工具15、井下拉壓力測量短節14、套管接箍定位器13、井下溫度壓力測量短節12和連續油管通過螺紋依次連接,所述井下滑套與套管通過螺紋連接,隨套管下入到指定位置,所述地面穿電纜連續油管設備7和地面數據采集及控制系統10通過電氣連接,通過電纜可以實時獲得井下的測量信息,也可以通過電纜向所述井下滑套開關工具15發送控制指令。

通過所述地面數據采集及控制系統10實時接收所述井下拉壓力測量短節14測量的井下拉壓力數據來判斷所述井下滑套的開關操作是否順利,所述井下滑套開關是否到位;通過所述地面數據采集及控制系統10實時接收所述套管接箍定位器13信號來判斷所述井下滑套開關工具15所在井下位置及其與所述井下滑套的相對位置,通過所述地面數據采集及控制系統10實時接收所述井下溫度壓力測量短節12測量的井下壓力、溫度信號來判斷所述井下滑套是否順利完成開關操作以及井下壓力是否存在異常變化;當完成所述井下滑套開關工具15定位,需要打開所述井下滑套時,通過所述地面數據采集及控制系統10向所述井下滑套開關工具15發送控制打開指令,所述井下滑套開關工具15按照控制打開指令開啟,并通過彈爪鎖定所述井下滑套,然后下放連續油管打開所述井下滑套,然后通過所述地面數據采集及控制系統10向所述井下滑套開關工具15發送控制關閉指令,所述井下滑套開關工具15按照控制關閉指令關閉,所述彈爪收回,所述井下滑套開關工具15與所述井下滑套分離,完成所述井下滑套打開作業;當完成所述井下滑套開關工具15定位,需要關閉所述井下滑套時,通過所述地面數據采集及控制系統10向所述井下滑套開關工具15發送控制打開指令,所述井下滑套開關工具15按照控制關閉指令開啟,并通過彈爪鎖定所述井下滑套,然后上提連續油管關閉所述井下滑套,然后通過所述地面數據采集及控制系統10向所述井下滑套開關工具15發送控制關閉指令,所述井下滑套開關工具15按照控制關閉指令關閉,所述彈爪收回,所述井下滑套開關工具15與所述井下滑套分離,完成所述井下滑套關閉作業。

井下溫度壓力測量短節12、套管接箍定位器13、井下拉壓力測量短節14、井下滑套開關工具15依次連接到連續油管上送入井下,連續油管下端與井下溫度壓力測量短節12之間、井下溫度壓力測量短節12與套管接箍定位器13之間、套管接箍定位器13與井下拉壓力測量短節14之間、井下拉壓力測量短節14與井下滑套開關工具15之間均使用測井電纜頭進行機械和電氣連接機械連接。

井下滑套隨套管一起送入到井下指定位置。井下滑套通過轉換接頭25與下一井下滑套連接。

地面數據采集及控制系統10通過地面穿電纜連續油管設備7提供的電氣接口與地面穿電纜連續油管設備7中的電纜連接。

井下滑套開關工具15由直線電機、推塊、彈爪、彈簧、外殼、壓片和螺絲組成。直線電機定子上端與井下拉壓力測量短節14通過螺紋連接,直線電機定子下端與外殼通過螺紋連接,直線電機轉子下端通過螺紋與推塊連接;彈爪通過外殼上的支撐梁固定在外殼上,彈簧安裝在彈爪上的彈簧槽內,再把壓片通過兩端的螺絲固定在外殼上,和彈簧一起配合,限制彈爪的徑向運動距離。

實施例3

下面結合附圖對本發明用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套方法進行詳細的說明。在此,本發明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發明,但并不作為對本發明的限定。

一種用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套方法,在地面把井下工具管串9連接至連續油管3,用地面穿電纜連續油管設備7沿井口1送至井下需要開關的井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6位置,在入井過程中,井下工具管串9實時采集井下壓力、溫度、位置及管柱所受拉壓力數據,并上傳至地面數據采集及控制系統10,在地面實時監測井下情況;當井下工具管串9下入到指定位置后,如果要打開井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6,首先通過地面數據采集及控制系統10向井下工具管串9中的井下滑套開關工具15發送井下滑套開啟命令,井下滑套開關工具15接收到命令后開啟,與井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6鎖定,然后下放連續油管3,開啟井下滑套井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6,完成操作后,地面數據采集及控制系統10向井下工具管串9中的井下滑套開關工具15發送工具關閉命令,井下滑套開關工具接收到命令后關閉,與井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6解鎖,上提取出連續油管3或繼續進行下一步作業。

如果要關閉井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6,首先通過地面數據采集及控制系統10向井下工具管串9中的井下滑套開關工具發送井下滑套開啟命令,井下滑套開關工具接收到命令后開啟,與井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6鎖定,然后上提連續油管3,關閉井下滑套井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6,完成操作后,地面數據采集及控制系統10向井下工具管串9中的井下滑套開關工具發送工具關閉命令,井下滑套開關工具接收到命令后關閉,與井下滑套I 4或井下滑套II 5,… , 或井下滑套n 6解鎖,上提取出連續油管3或繼續進行下一步作業,如圖1所示。

如圖2是本發明所述的用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套方法的井下工具管串示意圖。在此,本發明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發明,但并不作為對本發明的限定。

井下工具管串包括井下溫度壓力測量短節12、套管接箍定位器13、井下拉壓力測量短節14、井下滑套開關工具15。所述四部分在地面依次連接至連續油管1上,調試完成后送入井下,此時井下滑套處于關閉狀態,滑套凡爾21通過兩組密封圈20封隔井下滑套35上的噴射孔22。井下拉壓力測量短節14用來測量連續油管3在井下受到的拉壓力,并把數據通過電纜11實時傳輸至地面,根據這一數據可以判斷井下滑套的開關操作是否順利、井下是否遇阻;套管接箍定位器13用來確定井下工具管串的下入深度,并判斷井下滑套開關工具15所在井下位置及其與井下滑套的相對位置,確保開關井下滑套時,井下滑套開關工具15和井下滑套成功鎖定,在完成開關滑套操作后,還可以通過套管接箍定位器4確認滑套是否開關到位。

如圖7所示;井下溫度壓力測量短節12用來測量井下壓力、溫度信號,并把數據通過電纜11實時傳輸至地面,利用有無地層流體從噴射孔22流入井筒時,噴射孔22附近井筒局部溫度存在差異的特點,根據這一數據可判斷井下滑套是否順利完成開關操作以及井下壓力是否存在異常變化;井下滑套開關工具15是實現井下滑套開關的執行機構,當需要關閉井下滑套時,井下滑套開關工具15接收到地面發送的打開控制指令,開關彈爪16伸出,與井下滑套上的關閉槽24鎖定,上提連續油管,凡爾彈爪23從第二卡槽18彈出,滑套凡爾21上移,直至凡爾彈爪23進入第一卡槽17鎖定,完成井下滑套關閉操作;當需要打開井下滑套時,井下滑套開關工具15接收到地面發送的打開控制指令,開關彈爪16伸出,與井下滑套上的打開槽19鎖定,下放連續油管,凡爾彈爪23從第一卡槽17彈出,滑套凡爾21下移,直至凡爾彈爪23進入第二卡槽18鎖定,完成井下滑套打開操作。

如圖2所示,井下溫度壓力測量短節12、套管接箍定位器13、井下拉壓力測量短節14、井下滑套開關工具15與連續油管3之間均采用電連接器進行機械連接和電氣連接。

安裝兩組密封圈20,同時確保當井下滑套處于關閉狀態時,兩組密封圈20分別位于噴射孔22上下兩側。井下滑套35上設置多個噴射孔22,井下滑套35沒有設置剪釘。

如圖3—6是本發明所述的用于分段壓裂酸化改造的連續油管開關滑套方法的井下滑套開關工具結構示意圖。當接收到地面發送的打開控制指令,井下滑套開關工具執行打開動作,電機轉子27向下運動,帶動推塊29向下運動,當推塊29與開關彈爪16接觸后,開始推動開關彈爪16向外運動,此時彈簧30處于壓縮狀態,但由于推塊29的阻擋,彈簧30無法推動開關彈爪16回縮,從而實現井下滑套開關工具打開動作;當接收到地面發送的關閉控制指令,井下滑套開關工具執行關閉動作,電機轉子27向上運動,帶動推塊29向上運動,當推塊29與開關彈爪16分離后,因為此時彈簧30處于壓縮狀態,且沒有推塊29的阻擋,彈簧29推動開關彈爪16回縮,從而實現井下滑套開關工具關閉動作;

如圖6所示,把開關彈爪16安裝在支撐梁34上,然后把彈簧30裝在開關彈爪16上的彈簧槽31內,再把壓片32用螺絲33固定在外殼28上,此時彈簧30處于微壓縮狀態。

如圖7所示,是套管接箍定位器通過井下滑套時所產生的曲線變化。圖中橫坐標代表滑套的位置,上面一條曲線表示井下滑套處于關閉狀態,下面一條曲線表示井下滑套處于打開狀態。上、下兩條曲線相對于橫坐標位置的變化體現了滑套凡爾在滑套處于打開和關閉狀態時所處位置不同。

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