本實用新型屬于油氣井生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種井下液面探測工具。
背景技術(shù)：
在油氣井生產(chǎn)過程中，探測井筒液面位置，了解井筒積液情況，是油氣田動態(tài)監(jiān)控的重要內(nèi)容。常規(guī)采用鋼絲帶壓力計探測油氣井液面，將壓力計下入預定的一系列深度點，測出對應深度的壓力值，計算壓力梯度，由壓力梯度突變值確定氣液界面位置。
此方法存在作業(yè)成本高，施工時間長，施工數(shù)據(jù)需要采用專業(yè)軟件解釋分析，不能實時掌握液面數(shù)據(jù)的問題，高溫高壓環(huán)境下對電子壓力計穩(wěn)定性要求高。為了解決上述問題，特研發(fā)了高溫高壓井下液面探測工具，該工具耐高溫高壓，操作簡便，低成本，施工周期短，能準確高效直觀地獲取井筒液面數(shù)據(jù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中采用壓力計探測油氣井液面費時費力的問題。
為此，本實用新型提供了一種井下液面探測工具，包括第一心軸和與第一心軸下端連接的防撞套，所述第一心軸從上至下依次套設有錐套、卡瓦和滑套，所述錐套固定在第一心軸上且錐面上大下小，所述卡瓦上端有一部分套接在錐套下端錐面上，所述滑套末端連接有第一彈簧，所述第一彈簧的另一端在第一心軸外表面固定；
所述第一心軸與滑套下端相接的內(nèi)壁上設有球形孔，該滑套下端的內(nèi)表面設有與球形孔相配合的凹槽，所述球形孔內(nèi)放有配套的鋼球；
所述第一心軸內(nèi)設有第二彈簧，該第二彈簧的上端固定，下端連接有第二心軸，所述第二心軸另一端延至防撞套內(nèi)，所述第二心軸側(cè)面與鋼球相接觸，所述第二心軸上設有位于與鋼球接觸下方的長條形凹槽，所述防撞套內(nèi)設有凹面球形托，該凹面球形托的托桿與第二心軸下部相疊后固定連接。
所述第一心軸上部設有軸肩，錐套與第一心軸的軸肩上的空間內(nèi)設有第三彈簧，所述第三彈簧下設有穿過錐套和第一心軸的剪銷。
所述第一彈簧上設有彈簧調(diào)整套。
所述彈簧調(diào)整套為內(nèi)有螺紋的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。
所述凹面球形托的托桿與第二心軸下部相疊后通過穩(wěn)定螺釘連接。
所述第一心軸上端設有外螺紋。
本實用新型的有益效果是：
1）該井下液面探測工具，作業(yè)時間效率高，能準確直觀高效地測量油氣井井筒液面；
2）該井下液面探測工具結(jié)構(gòu)簡單，耐高溫高壓，制造成本低，易于維護保養(yǎng)。
下面將結(jié)合附圖做進一步詳細說明。
附圖說明
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記說明：1、第一心軸；2、錐套；3、卡瓦；4、滑套；5、防撞套；6、凹面球形托；7、第二心軸；8、第一彈簧；9、第二彈簧；10、第三彈簧；11、剪銷；12、鋼球；13、穩(wěn)定螺釘；14、彈簧調(diào)整套；15、長條形凹槽。
具體實施方式
實施例1：
本實施例提供了一種井下液面探測工具，包括第一心軸1和與第一心軸1下端連接的防撞套5，所述第一心軸1從上至下依次套設有錐套2、卡瓦3和滑套4，所述錐套2固定在第一心軸1上且錐面上大下小，所述卡瓦3上端有一部分套接在錐套2下端錐面上，所述滑套4末端連接有第一彈簧8，所述第一彈簧8的另一端在第一心軸1外表面固定；
所述第一心軸1與滑套4下端相接的內(nèi)壁上設有球形孔，該滑套4下端的內(nèi)表面設有與球形孔相配合的凹槽，所述球形孔內(nèi)放有配套的鋼球12；
所述第一心軸1內(nèi)設有第二彈簧9，該第二彈簧9的上端固定，下端連接有第二心軸7，所述第二心軸7另一端延至防撞套5內(nèi)，所述第二心軸7側(cè)面與鋼球12相接觸，所述第二心軸7上設有位于與鋼球12接觸下方的長條形凹槽15，所述防撞套5內(nèi)設有凹面球形托6，該凹面球形托6的托桿與第二心軸7下部相疊后固定連接。
本實施例井下液面探測工具工作過程：
使用時，該探測工具采用鋼絲下入井內(nèi)。探測工具與標準鋼絲作業(yè)工具串（鋼絲繩帽+彈簧震擊器+機械震擊器）連接，地面鋼絲絞車上的張力計和深度計分別顯示鋼絲入井后的張力和深度。
當探測工具到達氣液交界面時，由氣體介質(zhì)環(huán)境進入液體介質(zhì)環(huán)境，由于浮力發(fā)生突變，凹面球形托6受到向上推力，帶動第二心軸7向上運動，壓縮第二彈簧9，同時鋼球12落入第二心軸7的長條形凹槽15中，此時，滑套4不受鋼球12的固定，從而使第一彈簧8從壓縮狀態(tài)被釋放，通過推動滑套4推動卡瓦3沿錐套2的錐形斜面上行，使卡瓦3外徑擴張，瞬間卡住井壁，探測工具無法繼續(xù)下行，此時地面張力儀讀數(shù)下降，然后輕微上提鋼絲工具串，張力計指示會快速升高，初步判斷探測工具在液面位置坐定。
繼續(xù)上提鋼絲工具串，帶動第一心軸1上行，同時錐套2隨同上行，卡瓦3逐步沿錐形斜面下行收縮解除坐定，同時卡瓦3推動滑套4使第一彈簧8逐步被壓縮，第二彈簧9逐步釋放推動凹面球形托6下行到位后，鋼球12回到第一心軸1的球形孔中，第一彈簧8位置鎖定，處于壓縮狀態(tài)。探測工具恢復原始狀態(tài)，可上提鋼絲將探測工具起出井筒。
重復上述步驟，再次確定液面位置，地面鋼絲絞車深度計顯示深度即為氣液界面處深度。
本實施例中防撞套5用以保護凹面球形托6只與氣液介質(zhì)接觸，防止其與井壁發(fā)生剮蹭造成誤坐定。
實施例2：
在實施例1的基礎上，本實施例提供了一種如圖1所示的井下液面探測工具，所述第一心軸1上部設有軸肩，錐套2與第一心軸1的軸肩上的空間內(nèi)設有第三彈簧10，所述第三彈簧10下設有穿過錐套2和第一心軸1的剪銷11。
如井內(nèi)出現(xiàn)異常情況，上提無法正常解除坐定時，使用機械震擊器向下震擊，探測工具內(nèi)的剪銷11被切斷，第三彈簧10釋放，推動錐套2沿第一心軸1上行，從而使卡瓦3收縮解除坐定。
探測工具剪銷11被切斷后失去坐定功能，在井內(nèi)上下活動和進入液面時均不會出現(xiàn)坐定，入井工具串可順利上提至地面。在地面重新更換剪銷11后，方可恢復原始正常狀態(tài)，繼續(xù)用于探液面作業(yè)。
實施例3：
在實施例1的基礎上，本實施例提供了一種井下液面探測工具，所述第一彈簧8上設有彈簧調(diào)整套14。彈簧調(diào)整套14為內(nèi)有螺紋的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。通過旋轉(zhuǎn)使其向上或向下移動位置，改變第一彈簧8被壓縮程度，從而改變探測工具探液面時的靈敏程度。
本實施例中所述凹面球形托6的托桿與第二心軸7下部相疊后通過穩(wěn)定螺釘13連接。當凹面球形托6需要更換時，可取出第二心軸7連同凹面球形托6，松開穩(wěn)定螺釘13即可更換。
在第一心軸1上端設有外螺紋，方便與標準鋼絲作業(yè)工具串連接或拆卸。該液面探測工具最高耐溫150℃，最高耐壓力70Mpa，滿足井下高溫高壓作業(yè)的要求，其中，外徑69mm，打撈頸1. 75″，施工過程中下放速度1.5m-2m/s。
實施例4：
現(xiàn)場應用：與現(xiàn)有技術(shù)中采用壓力計探液面技術(shù)比較：
2016年3月10日SN0XX-03進行速度管探液面施工作業(yè)。
施工過程：
一用鋼絲帶壓力計探液面。用鋼絲以60 m/min的速度將壓力計下至3700m稱重，繼續(xù)下放鋼絲，共停10個點，用時50分鐘，后上提壓力計至地面，將液面數(shù)據(jù)從電腦拷出，發(fā)至解釋中心供解釋。40分鐘后解釋中心將液面位置告知現(xiàn)場人員，液面位置為1721m。此次施工累計耗時230分鐘。
使用本實用新型的井下液面探測工具在該井進行對比，以120 m/min（2m/s）的速度下放工具串，探測工具在1721m遇阻，說明井下液面探測器卡瓦3已張開坐定在油管內(nèi)壁，液面位置在1721m。此次施工20分鐘即可探知井筒液面位置。此次施工累計耗時40分鐘。且所得液面數(shù)據(jù)與電子壓力計一致。
實施例5：
現(xiàn)場應用：與現(xiàn)有技術(shù)中采用壓力計探液面技術(shù)比較：
2016年4月8日SN0XXX-XX井剛壓裂結(jié)束，通知探測該井液面位置。將液面探測器和電子壓力計進行再一次的比較，先使用鋼絲進行投放電子壓力計，下放速度為70m/min，下至4300m進行上起反停點測壓作業(yè)，停10個位置（4300m、4200m、4100m、3300m、3200m、3100m、1500m、1000m、500m、井口）每個位置停點測壓時間為5min，井筒內(nèi)作業(yè)用時為3小時，地面壓力計拆卸保養(yǎng)數(shù)據(jù)回放計算用時45分鐘，合計耗時3小時45分鐘。掌握液面位置為1017m，液面位置的壓力42.0MPa。
后下本實用新型機械式液面探測工具探測該井液面位置。以120 m/min的速度使用鋼絲投放機械式液面探測工具下至1018米遇阻，工具無法下行，現(xiàn)場判斷探測器卡瓦3已張開并卡在油管內(nèi)壁，該位置為液面位置，耗時10分鐘，上提鋼絲張力漲至650Kg，上提工具起出。此次施工10分鐘即可探知井筒液面位置，20分鐘完成探液面作業(yè)，且在高溫高壓條件下，所得液面數(shù)據(jù)直觀準確。
通過對同一口井兩次施工的對比，高溫高壓井下液面探測工具獲取液面數(shù)據(jù)準確直觀，且施工時間短，對于叢式井施工優(yōu)勢更明顯。該機械式液面探測工具1口井能節(jié)省190分鐘有效作業(yè)時間，叢式井（9口）作業(yè)就可以提前3天完成所有探液面作業(yè)。有效減少了試油隊，連續(xù)油管隊，液氮泵注隊等人員和設備的等停，提速增效，大幅降低作業(yè)成本，適合大范圍推廣。
綜上所述，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比：
1）該井下液面探測工具，作業(yè)時間效率高，能準確直觀高效地測量油氣井井筒液面；
2）該井下液面探測器工具結(jié)構(gòu)簡單，易解卡，且耐高溫高壓，制造成本低，易于維護保養(yǎng)。
本實施例沒有具體描述的部分都屬于本技術(shù)領(lǐng)域的公知常識和公知技術(shù)，此處不再詳細說明。
以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。