电动直读测试验封工具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动直读测试验封工具，是为实现分层注水井井下封隔器的直读式电动验封、提高测试效率及可靠性而设计的，由上接头、磁定位装置（设在护套内的线圈总成和磁钢等）、集成控制装置（连接控制骨架的电源模块、主控制板和电机和磁定位板等）、动力传动机构（连接丝杠的电机、限位滑块和推力滑块等）、定位机构（连接中间接头的定位爪）、压力数据采集装置(包括推力滑块和压力传感器等)和测试密封装置（连接套筒和心轴等的上、下胶筒）依次连接而成，其以地面直读方式实时观测验封效果，验封效率高；采用电动控制胶筒坐封和解封，验封成功率高；利用磁定位器实现精确定位；定位爪能按指令随时张开或收回，实现一次下井完成所有层位的测试验封。
【专利说明】电动直读测试验封工具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动直读测试验封工具，属于油田注水井测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]精细分层注水是多层油藏开发过程中补充地层能量、扩大注水波及体积、减小层间差异和提高采收率最经济有效的方法，主要采用封隔器将相邻两个层段分隔开来，实现分层注水。封隔器的有效坐封对分层注水起决定性作用，因此，分层注水管柱完井后或分层测试调配前需进行封隔器验封，以确认封隔器的工作状态。
[0003]目前，偏心分注工艺技术存在以下问题:(I)需采用钢丝作业反复提放，实现坐封和解封，工作量大，效率低，密封胶筒易于磨损，验封失效率和作业风险较高；(2)采用的压力计为存储式，需要全程测试完成后才能提出地面回放数据和进行分析，实时性较差；(3)依靠加重杆和仪器的重力作用压缩皮碗，实现坐封，密封可靠性差，测试误差大，测试效果不理想；(4)测试仪器串较长，使在大斜度井中的通过能力下降，测试投捞难度增加。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种电动直读测试验封工具，其能实现分层注水井井下封隔器的直读式电动验封，提高测试效率及测试可靠性。
[0005]本发明的具体技术方案如下:
[0006]电动直读测试验封工具由上接头、磁定位装置、集成控制装置、动力传动机构、定位机构、压力数据采集装置和测试密封装置依次连接而成:
[0007]磁定位装置上接头内壁螺纹连接护套，护套中心孔内上部设有插座，中心孔内下部设有线圈总成及其两端的磁钢；上接头外壁与连接套螺纹连接，连接套底部外螺纹连接护筒。
[0008]集成控制装置设在护筒内，控制骨架通过螺钉连接于护套中心孔低端，控制骨架连接电源模块、主控制板以及电机和磁定位板。
[0009]动力传递机构设在护筒内，电机上端顶抵控制骨架，下端通过联轴器连接丝杠，丝杠上依次连接限位滑块和内设推力轴承的微动开关固定架，微动开关固定架下端销钉连接顶部设有密封压板的中间接头，中间接头外壁螺纹连接护筒；丝杠底端螺纹连接推力滑块，推力滑块底端连接两个对称的限位销钉。
[0010]定位机构的定位爪通过销轴连接于中间接头上。
[0011]压力数据采集装置中连接筒上端两个对称的限位孔与推力滑块限位销钉连接，插头护套顶抵内设固定式插头的插头座，插头座顶抵内设固定式插座的电路护筒，电路护筒内螺钉连接压力计电路板；内设压力传感器的传感器壳体外螺纹连接于电路护筒底端。
[0012]测试密封装置上胶筒上端由螺环压紧，内螺纹连接设有油压传压孔的连接筒，下端由螺环压紧，内螺纹连接设有地层压力传压孔的套筒，连接筒外螺纹连接套筒；连接杆上部螺纹连接于传感器壳体底孔内，下部穿过由固定销连接的心轴的中心孔，螺纹连接螺母；连接筒外螺纹连接固定轴套，下胶筒上端由螺环压紧，内螺纹连接固定轴套，下端由螺环压紧，内螺纹连接心轴。
[0013]锥形导向装置外螺纹连接心轴底孔。
[0014]本发明的有益效果如下:
[0015]电动直读测试验封工具采用电缆供电，传送指令信号，以地面直读方式实时观测验封效果，验封效率高。采用电传机构压缩和拉伸胶筒，坐封和解封安全可靠，胶筒不易磨损，验封成功率高。利用磁定位器和定位爪双重作用实现精确定位。定位爪按指令随时张开或收回，对任意层段进行验封，实现一次下井完成所有层位的测试验封。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为电动直读测试验封工具结构示意图。
[0017]图2为电动直读测试验封工具A-A剖面示意图。
[0018]图3为电动直读测试验封工具B-B剖面示意图。
【具体实施方式】
[0019]参照图1对本发明的实施例进一步说明:
[0020]实施例:
[0021]电动直读测试验封工具由上接头1、磁定位装置100、集成控制装置200、动力传动机构300、定位机构400、压力数据采集装置500和测试密封装置600依次连接而成:
[0022]磁定位装置100的护套3外螺纹连接上接头1，护套3中心孔内上部设有插座2，中心孔内下部设有线圈总成5及其两端的磁钢4 ;上接头I下部外壁与连接套6螺纹连接，连接套6底部外螺纹连接护筒11。
[0023]集成控制装置200设在护筒11内，控制骨架7通过螺钉连接于护套3中心孔低端，控制骨架7连接电源模块8、主控制板9以及电机和磁定位板10。
[0024]动力传递机构300设在护筒11内，电机12上端顶抵控制骨架7，下端通过联轴器13连接丝杠18，丝杠18上依次连接限位滑块14和内设推力轴承16的微动开关固定架15，微动开关固定架15下端销钉连接顶部设有密封压板17的中间接头19，中间接头19外壁螺纹连接护筒11 ;丝杠18底部螺纹连接推力滑块22，推力滑块22底端连接两个对称的限位销钉23。
[0025]定位机构400的定位爪21通过销轴20连接于中间接头19底部。
[0026]压力数据采集装置500的连接筒29上端两个对称的限位孔与推力滑块22限位销钉23连接，插头护套43顶抵内设固定式插头25的插头座24，插头座24顶抵内设固定式插座26的电路护筒27，电路护筒27内螺钉连接压力计电路板28 ;内设压力传感器31的传感器壳体32外螺纹连接于电路护筒27底端。
[0027]测试密封装置600的上胶筒33上端由螺环34压紧，内螺纹连接设有油压传压孔30的连接筒29，下端由螺环34压紧，内螺纹连接设有地层压力传压孔44的套筒35，连接筒29外螺纹连接套筒35 ;连接杆39上部螺纹连接于传感器壳体32底孔内，下部穿过由固定销36连接的心轴38的中心孔，螺纹连接螺母41 ;连接筒29底端外螺纹连接固定轴套37，下胶筒40上端由螺环34压紧，内螺纹连接固定轴套37，下端由螺环34压紧，内螺纹连接心轴38。
[0028]锥形导向装置42外螺纹连接心轴38底孔。
[0029]本发明电动直读测试验封工具的工作过程如下:
[0030]当油田分层注水管柱需要验封时，本发明工具由连接上接头I的电缆下入油管。在下井过程中，线圈总成5发射电磁信号，因油管壁和接箍处的厚度不同，所以，电磁传感器感应到的电磁通量不一样，电机和磁定位板10通过信号调理和转换将数字信号编码传到地面控制系统，以确定本发明工具的具体位置。
[0031]当本发明工具下放到待验封层段集成同心配水器上方10-15米时，电源模块8接收地面控制系统发射的指令电压，主控制板9对定位爪21的打开指令进行编解码，电机和磁定位板10对电机12的转动指令进行编解码。电机12正转，在联轴器13、限位滑块14和推力轴承16作用下，带动丝杠18旋转。丝杠18推动推力滑块22和销钉23下移至最大行程时，定位爪21打开。
[0032]销钉23推动连接筒29向下运动，使上胶筒33和下胶筒40受到压缩而径向扩张，与配水器工作筒内壁挤压贴合，实现测试验封工具坐封。电机12和丝杠18停止转动，推力滑块22、销钉23和连接筒29即停止向下运动。
[0033]油管压力通过连接筒29上的油压传压孔30传至压力传感器31，地层压力通过地层压力传压孔44传至压力传感器31，压力传感器31将信号送达压力计电路板28，压力计电路板28将信号转换成数字信号并传至地面数据采集处理系统，以实时显示井下测试位置的油管压力和地层压力。
[0034]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。
[0035]直读验封完成后，地面控制系统发送解封指令，电机和磁定位板10对电机12转动指令进行编解码。电机12反转，在联轴器13、限位滑块14和推力轴承16作用下，带动丝杠18旋转。丝杠18带动推力滑块22和销钉23上移至最大行程时，拉动连接筒29向上移动，轴向拉伸上胶筒33和下胶筒40，使其复位，实现解封。电机12继续带动丝杠18反转，使推力滑块22继续上移，带动定位爪21收回。
[0036]然后，电缆携本发明工具进入下一个配水器，继续进行验封，直至完成所有验封任务。最终，电缆将本发明工具提出井口，拆卸并清洗回收。
【权利要求】
1.一种电动直读测试验封工具，其特征在于: 电动直读测试验封工具由上接头(I)、磁定位装置(100)、集成控制装置(200)、动力传动机构(300)、定位机构(400)、压力数据采集装置(500)和测试密封装置(600)依次连接而成: 磁定位装置(100)护套(3)外螺纹连接上接头(1)，护套(3)中心孔内上部设有插座(2)，中心孔内下部设有线圈总成(5)及其两端的磁钢(4);上接头(I)外壁与连接套(6)螺纹连接，连接套(6)底部外螺纹连接护筒(11)； 集成控制装置(200)设在护筒(11)内，控制骨架(7)通过螺钉连接于护套(3)中心孔低端，控制骨架(7)连接电源模块(8)、主控制板(9)以及电机和磁定位板(10)； 动力传递机构(300)设在护筒(11)内，电机(12)上端顶抵控制骨架7，下端通过联轴器(13)连接丝杠(18)，丝杠(18)上依次连接限位滑块(14)和内设推力轴承(16)的微动开关固定架(15)，微动开关固定架(15)下端销钉连接顶部设有密封压板(17)的中间接头(19)，中间接头(19)外壁螺纹连接护筒(11);丝杠(18)底端螺纹连接推力滑块(22)，推力滑块(22)底端连接两个对称的限位销钉(23)； 定位机构(400)的定位爪(21)通过销轴(20)连接于中间接头(19)上； 压力数据采集装置(500)连接筒(29)上端两个对称的限位孔与推力滑块(22)限位销钉(23)连接，插头护套43顶抵内设固定式插头(25)的插头座(24)，插头座(24)顶抵内设固定式插座(26)的电路护筒(27)，电路护筒(27)内螺钉连接压力计电路板(28);内设压力传感器(31)的传感器壳体(32)外螺纹连接于电路护筒(27)底端； 测试密封装置(600)上胶筒(33)上端由螺环(34)压紧，内螺纹连接设有油压传压孔(30)的连接筒(29)，下端由螺环(34)压紧，内螺纹连接设有地层压力传压孔(44)的套筒(35)，连接筒(29)外螺纹连接套筒(35);连接杆(39)上部螺纹连接于传感器壳体(32)底孔内，下部穿过由固定销(36)连接的心轴(38)的中心孔，螺纹连接螺母(41);连接筒(29)底端外螺纹连接固定轴套(37)，下胶筒(40)上端由螺环(34)压紧，内螺纹连接固定轴套(37)，下端由螺环(34)压紧，内螺纹连接心轴(38)； 锥形导向装置(42)外螺纹连接心轴(38)底孔。
2.如权利要求1所述的电动直读测试验封工具，其特征在于该工具采用电缆供电，传送指令信号，以地面直读方式实时观测验封效果，验封效率高；采用电传机构压缩和拉伸胶筒，坐封和解封安全可靠，胶筒不易磨损，验封成功率高；利用磁定位器和定位爪双重作用实现精确定位；定位爪按指令随时张开或收回，对任意层段进行验封，实现一次下井完成所有层位的测试验封。
【文档编号】E21B47/117GK103696759SQ201210366858
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】巨亚锋, 李安琪, 李忠兴, 李宪文, 郭方元, 于九政, 杨海恩 申请人:中国石油天然气股份有限公司