水平井连续油管井下电视测试管柱及测试方法与流程

本发明涉及水平井井筒检测工艺技术，具体地说是水平井连续油管井下电视测试管柱及测试方法。

背景技术：

在油田开发生产过程中，为了了解井筒内部状况，制定更具针对性和准确性的工艺措施，经常需要采用声波、电磁、井径、井温等测试方法，并通过相应的解释手段来获取井筒和地层信息，此类方法均为间接获取井筒信息，存在一定的设备或人为因素的误差，相较于这些测试方法。井下电视测试技术更能直观、快速、准确地反映井筒状况。井下电视测试技术通过光纤电缆将仪器输送到井下，利用井下摄像设备获取井筒信息，并通过光纤将获取到的井筒信息实时传输到地面设备进行视频成像，实现对井筒的实时观测。目前该技术可实现井深3500m以内直井和斜度较小井的井筒检测和实时成像，且要求下测试仪器前充分洗井，保证测试效果，对于斜度较大或井身轨迹较差井，以及连续出油井，即使配备加重杆，并充分洗井，测试管柱仍无法顺利下入和检测，而随着油田开发的深入，大斜度及水平井在油气水井开发中比例越来越大，因此，基于光纤电缆连接和传输的井下电视测试技术应用前景广阔，但就目前技术状况，其应用还受到一定的限制。

马笼头为油田油井常用技术，比如公开出版物公开了一种防水密封的双向快速连接马笼头，版源《测井技术信息》,2002(4):53-53，作者为王士孝，一种防水密封的双向快速连接的马笼头,它包括双向快速鱼雷连接器和具有防水密封作用的马笼头主体内的内硅脂密封腔和压力释放器等。所述内硅脂密封腔设计使在对接时进入的湿气不能到达密封插件的焊接点处；所述压力释放器的设计使已进入到电极电缆钢丝中的液体不能进入外硅脂腔内,从而使马笼头的绝缘性能极佳,同时,双向快速鱼雷连接器的设计也使鱼雷连接器的连接速度提高10倍左右。本马笼头可多次使用而不需维修。

经过检索专利文献，使用摄像头井下测试的管柱也公开了一些，比如，申请号：200620158543.7，公开日2008-01-30公开了一种井下电视下井仪器，包括井下电路和地面电路两部分,通过测井电缆连接,井下电路部分包括依次相连的摄像头、采样编码单元、图像压缩单元、数字信号处理器和发送模块；地面电路部分包括依次相连的接收模块、数字信号处理器、图像解压单元、数模转换器、视频卡以及显示、存储和处理终端。可用于深度较大的井中作业,体积小,图像清晰且传输距离长,图像传输过程抗干扰能力强。

以上公开技术只是提供了一种电视监控设备，而本申请可在水平井段和大斜度井段自由提放、可在任一位置进行井筒可视化检测，并能实时循环洗井，提高检测可视效果，这种技术方案、技术效果、解决的技术问题是以上公开技术所达不到的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供水平井连续油管井下电视测试管柱及测试方法，解决目前水平井和大斜度井无法采用光纤井下电视技术进行井筒测试的问题。该水平井连续油管井下电视测试管柱可在水平井段和大斜度井段自由提放、可在任一位置进行井筒可视化检测，并能实时循环洗井，提高检测可视效果，具有操作简单、效果精确的特点。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，水平井连续油管井下电视测试管柱，包括井下电视测试终端、地面显示仪器终端、光纤电缆；还包括自上而下依次连接的连续油管、快速接头、循环洗井工具、马笼头、信号发射仪、扶正器；所述扶正器下端与井下电视测试终端上端连接，所述扶正器上端与信号发射仪下端连接，所述光纤电缆从连续油管内部穿越，两端伸出，光纤电缆上端连接在地面显示仪器终端上，光纤电缆下端伸出连续油管后，穿过连续油管快速接头及循环洗井工具，与马笼头内部线路连接，从而与信号发射仪建立信号传输连接，所述井下电视测试终端通过扶正器内部线路，与信号发射仪电连接。

所述井下电视测试终端分为摄像系统与照明系统前后两部分，所述摄像系统位于所述井下电视测试终端的前端，照明系统位于所述井下电视测试终端的后端，照明系统为摄像系统的正常拍摄提供光源。

所述扶正器包括扶正器本体、支撑杆、弹簧片及拉伸弹簧组成，所述支撑杆套在扶正器本体外，拉伸弹簧套在支撑杆外，支撑杆及弹簧片长度均超过拉伸弹簧，弹簧片两端固定在拉伸弹簧两端，弹簧片中间向外鼓起，不少于两个弹簧片以同样方式在拉伸弹簧周向上上均匀排布。

所述循环洗井工具包括工具外筒、径向挤压密封装置、轴向移动驱动装置。所述轴向移动驱动装置、所述径向挤压密封装置均装配在工具外筒内，所述轴向移动驱动装置连接在所述径向挤压密封装置的下端，所述工具外筒内壁设置有迫使径向挤压密封装置径向收缩的圆锥面内凸起，所述工具外筒开设循环孔，该循环孔位于圆锥面内凸起上方。

所述扶正器下端与井下电视测试终端采用插入式连接，通过螺丝钉从侧面固定，并在连接处安装密封圈实现密封。

所述扶正器上端与信号发射仪下端采用插入式连接，通过螺丝钉从侧面固定，并在连接处安装密封圈实现密封。

所述信号发射仪上端与马笼头下端采用插入式连接，通过螺丝钉从侧面固定，并在连接处安装密封圈实现密封。

所述径向挤压密封装置包括分瓣抱环、密封橡胶块，所述分瓣抱环上端为至少三个分瓣，下端为圆筒，所述分瓣外壁上端也设置为圆锥形与工具外筒的圆锥面内凸起相配合，所述密封橡胶块分瓣硫化在分瓣抱环的每一瓣上。

所述各个密封橡胶块向内合拢后在内侧组成用于电缆通过的圆形通孔。

所述轴向移动驱动装置还包括调节筒，所述调节筒连接在推压帽下端，调节筒下端径向上开有对称通孔，旋转调节筒可推动推压帽，带动径向挤压密封装置上移，使分瓣抱环沿工具外筒的内圆锥面向内合拢。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，水平井连续油管井下电视测试方法，光纤电缆下端穿过连续油管后，依次再穿过连续油管快速接头、循环洗井工具，到达马笼头内，与信号发射仪引出的光纤电缆连接；光纤电缆穿越循环洗井工具内部时，各个橡胶块同时受挤压合拢，将光纤电缆紧紧抱住，将洗井液与橡胶块以下空间隔离，洗井液从循环洗井工具侧面出液口进出；同时，穿过连续油管的光纤电缆，其中电缆内芯连接到信号发射仪后，为信号发射仪内电路正常工作供电的同时，也穿过扶正器，为下部井下电视测试终端的照明和摄像系统供电，各工具仪器之间电量的传输通过针形插头实现，所供电量可点亮照明组件，并使摄像系统采集图像信息，摄像系统采集到的图像信息被井下电视测试终端内的光电转换器以电信号的方式，沿导电线和针形插头传递到信号发射仪内，之后通过信号发射仪内的电光转换器恢复为光信号，信号发射仪内的光波发射机将光信号通过光纤实时传递到地面，地面显示仪器终端通过对光信号的收集和视频解码，在显示器中呈现出井下电视测试终端所捕捉的视频信息。由于连续油管可通过地面撬装装备驱动到达井下任意位置，井下电视测试终端则可以随连续油管移动，测试井下任意位置，并通过信号发射仪、光纤电缆，实时发送和传输到地面显示仪器终端进行实时成像；如果在检测过程中出现模糊、无法看清的情况，可在任意位置，即刻启动地面设备进行循环洗井，实现边洗井边检测，也不会对下端测试仪器造成破坏影响，从而获得各种井斜井筒整体高质量的检测效果。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

穿光纤电缆连续油管、循环洗井工具、光纤电缆连接专用马笼头、信号发射仪、扶正器、井下电视测试终端等部件依次连接好后组成水平井连续油管井下电视测试管柱，随着连续油管的逐渐下井，井下工具串被输送到井筒中任意位置。管柱上端伸出井口部分，光纤电缆与地面显示仪器终端连接，连续油管则与地面洗井设备连接，光纤电缆下端穿过连续油管后，依次再穿过连续油管快速接头、循环洗井工具，到达马笼头内，与信号发射仪引出的电缆连接。光纤电缆穿越循环洗井工具内部时，所有橡胶块受挤压合拢，将光纤电缆紧紧抱住，将洗井液与橡胶块以下空间隔离，洗井液从循环洗井工具侧面出液口进出。由于连续油管可通过地面撬装装备驱动到达井下任意位置，井下电视测试终端则可以随连续油管移动，测试井下任意位置，并通过信号发射仪、光纤电缆，实时发送和传输到地面显示仪器终端进行实时成像，相较于依靠电缆牵引下入时，只能依靠井下工具串自身重力下移、无法进行大斜度和水平井段检测的局限，检测范围大大提升，如果在检测过程中出现模糊、无法“看清”的情况，可在任意位置，即刻启动地面设备进行循环洗井，实现边洗井边检测，也不会对下端测试仪器造成破坏影响，从而获得各种井斜井筒整体高质量的检测效果。

循环洗井工具上端可连接油管柱，下端可连接测试仪器，电缆从上部油管柱穿过后，可从水平井连续油管井下电视测试管柱及测试方法内部密封穿越到洗井工具以下，既实现了电缆与测试仪器的连接，又将电缆从直接拖拽测试仪器的连接方式中解脱出来，减少电缆受拖拽力，保证电缆作业安全，而且，电缆是从洗井工具内部轴向密封穿越，洗井循环通道在洗井工具侧壁，洗井液与电缆下部的测试仪器被有效分隔，保证了测试仪器的运行安全。

附图说明

图1为本发明的水平井连续油管井下电视测试管柱结构示意图；

图2为循环洗井工具的结构示意图。

图中：井下电视测试终端1；扶正器2；信号发射仪3；马笼头4；循环洗井工具5；快速接头6；连续油管7；光纤电缆8；地面显示仪器终端9；

工具外筒51；电缆52；橡胶块53；分瓣抱环54；推压帽55；调节筒56。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如附图1所示，水平井连续油管井下电视测试管柱，包括井下电视测试终端1、地面显示仪器终端9、光纤电缆8；还包括自上而下依次连接的连续油管7、快速接头6、循环洗井工具5、马笼头4、信号发射仪3、扶正器2；所述扶正器下端与井下电视测试终端上端连接，所述光纤电缆从连续油管内部穿越，两端伸出，光纤电缆上端连接在地面显示仪器终端上，光纤电缆下端伸出连续油管后，穿过连续油管快速接头及循环洗井工具，与马笼头内部线路连接，从而与信号发射仪建立信号传输连接，所述井下电视测试终端与信号发射仪电连接。

如图2所示，循环洗井工具5包括工具外筒51、径向挤压密封装置、轴向移动驱动装置，所述轴向移动驱动装置、所述径向挤压密封装置均装配在工具外筒内，所述轴向移动驱动装置连接在所述径向挤压密封装置的下端，所述工具外筒内壁设置有迫使径向挤压密封装置径向收缩的圆锥面内凸起，所述工具外筒开设循环孔，该循环孔位于圆锥面内凸起上方。所述径向挤压密封装置包括分瓣抱环54、密封体，所述分瓣抱环上端为至少三个分瓣，下端为圆筒，所述分瓣外壁上端也设置为圆锥形与工具外筒的圆锥面内凸起相配合，所述密封体设置的数量与分瓣相等，每一个分瓣内壁均设置一个密封体。所述密封体为弧形的橡胶块53，所述橡胶块为硫化在分瓣内壁。所述轴向移动驱动装置包括推压帽55，推压帽外壁螺纹与工具外筒内部螺纹配合连接，所述推压帽上端与分瓣抱环下端连接。所述轴向移动驱动装置还包括调节筒56，所述调节筒连接在推压帽下端，调节筒下端径向上开有对称通孔。所述橡胶块向内合拢后在内侧组成用于电缆52通过的圆形通孔。所述循环孔设置至少三个，循环孔为斜向下开设。图2中的电缆52即图1中的光纤电缆8。

所述井下电视测试终端、地面显示仪器终端，均属于本技术领域的现有常规技术，直接连接使用即可。

所述井下电视测试终端包括摄像系统与照明系统。所述摄像系统在前，所述照明系统在后，所述摄像系统包括，摄像组件、透光罩、稳流器、摄像感光器、光电转换器、绝缘胶塞、导电线、摄像系统固定机罩等，所有零部件插接在摄像系统固定机罩上，各零部件之间用导电线焊接连接，所述照明系统包括照明组件、稳压器、稳流器、导电线、照明感光器、保护器、绝缘胶塞等，所有零部件插接在照明系统固定机罩上，各零部件之间用导电线焊接连接。所述摄像系统固定机罩和照明系统固定机罩，是由不锈钢金属加工成的镂空管架，镂空尺寸大小根据需插接的零部件尺寸一一对应。所述摄像系统固定机罩及照明系统固定机罩表面上涂高温绝缘胶。所述摄像系统固定机罩和照明系统固定机罩插入在终端外筒内，与终端外筒采用卡槽方式连接。所述井下电视测试终端摄像系统位于所述井下电视测试终端的前端，照明系统位于所述井下电视测试终端的后端，照明系统为摄像系统的正常拍摄提供光源。

所述摄像系统固定机罩及照明系统固定机罩表面上涂高温绝缘胶，耐温120℃，胶层厚度0.2mm-0.5mm。所述摄像系统固定机罩和照明系统固定机罩插入在终端外筒内，与终端外筒采用卡槽方式连接。

所述井下电视测试终端的摄像组件在透光罩的保护下，安装在井下电视测试终端的最前端，可实现120°广角拍摄，摄像组件拍摄帧率不低于30帧/秒，可保证摄像组件在运动过程中拍摄的全覆盖和视频播放流畅度，透光罩为平面高透光钢化玻璃，耐压力不低于70mpa，透光率超过93％。

所述井下电视测试终端照明组件安装在照明系统前端，并外露在外筒壳体外部，照明亮度可在地面操控实时调节，稳压器及稳流器可限制工作电流及工作电压稳定性，保证照明组件正常工作，所述照明感光器可感应照明亮度，对地面反馈照明组件是否正常工作，所述保护器内安装有易熔金属，当电流超过限定值时将被熔断，从而切断电源，避免照明组件被过大电流破坏。

所述循环洗井工具下端与光纤电缆连接专用马笼头上端采用插入式连接，并通过螺丝钉从侧面固定。

所述光纤电缆连接专用马笼头下端与信号发射仪采用插入式连接，通过螺丝钉从侧面固定，并安装密封圈实现密封。

所述信号发射仪下端与扶正器上端采用插入式连接，通过螺丝钉从侧面固定，并安装密封圈实现密封。

所述扶正器下端与井下电视测试终端采用插入式连接，通过螺丝钉从侧面固定，并安装密封圈实现密封。

水平井连续油管井下电视测试管柱，光纤电缆8从连续油管7内部穿越，两端伸出，光纤电缆8上端连接在地面显示仪器终端9上，连续油管7上端通过撬装装备与地面洗井设备连接，其余工具自上而下，连续油管7下端通过连续油管快速接头6与循环洗井工具5上端连接，循环洗井工具5下端与马笼头4上端连接，马笼头4下端与信号发射仪3上端连接，信号发射仪3下端与扶正器2上端连接，扶正器2下端与井下电视测试终端1上端连接，井下电视测试终端1下端摄像头朝下进行视像采集，光纤电缆8下端伸出连续油管7后，穿过连续油管快速接头6及循环洗井工具5，与马笼头4内部线路连接，从而与信号发射仪3建立信号传输连接，其中光纤电缆8穿过循环洗井工具5时，被循环洗井工具5内部橡胶块紧紧抱住，形成密封段，只有光纤电缆8能从循环洗井工具5内轴向穿过，洗井液只能从循环洗井工具5侧向、橡胶块以上出液口进出，保证洗井液与光纤电缆8下部连接的光电线路的隔离。

水平井连续油管井下电视测试方法，应用过程中，管柱串连接好后，在地面撬装装备的驱动下，连续油管7带着仪器串下井，在大斜度及水平井段，可通过地面撬装装备的驱动，连续油管7推动井下仪器串继续向前推进，在管柱串下井过程中，井下电视测试终端1前端的摄像头对井筒内及井壁状况进行视像采集，并通过信号发射仪3将采集到的视频信号转换为可传输的光信号，并经马笼头4传递到光纤电缆8上，通过光纤电缆8传输到地面显示仪器终端9进行显示，实现井下状况在地面的实时显示。如果出现下入遇阻或者视像不清时，可随时从连续油管7内打压开始循环洗井，洗井液经连续油管7后，从循环洗井工具5进入油套环空，建立循环，地面撬装装备带动连续油管7在井内上提下放，实现对井筒内任意深度循环洗井，从而使井下电视测试终端1对井筒中视像的采集更为精准和清晰。

如附图2所示，分瓣抱环54安装在工具外筒51内部，各分瓣上部斜面与工具外筒51内壁下斜面贴合，橡胶块53分别硫化在分瓣抱环54的八个分瓣内壁，推压帽55安装在分瓣抱环54下端，分瓣抱环54下端套在推压帽55上部凹槽内，调节筒56从推压帽55下端与推压帽55的内螺纹连接，在使用过程中，工具外筒51上端连接油管柱，下端连接测试仪器，电缆52从洗井工具内部轴向穿越，分别穿过工具外筒51、橡胶块53、分瓣抱环54、推压帽55和调节筒56，通过旋转调节筒56，带动推压帽55旋转上升，推压帽55推动分瓣抱环54上移，在上移过程中各分瓣斜面沿工具外筒51内壁下斜面移动，同时受工具外筒51内壁下斜面挤压，八个分瓣带着八个橡胶块53向内收拢，将电缆52抱拢，随着调节筒56的旋转，电缆52被橡胶块53抱紧，实现洗井工具内橡胶块53上下空间的隔离，从而实现洗井工具内部只过电缆不过洗井液，洗井液从工具外筒51外壁循环口进出，达到测试仪器可与电缆连接，又与洗井液隔离的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。