电动封隔器在电缆地层压力测试中的应用
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相对于压力显 示不是很重要, 因此右侧为 温度坐
标, 并用最大坐标来提醒与显示。
图 2 电动封隔器与锚定机构工作示意 图 1) 电动机; 2) 封隔器胶筒; 3) 锚定机构; 4) 套管
51 电 动泄 压机 构 电缆地层测试的泄压机构亦采用电动机磁驱机 构带动丝杠 [ 2] 来实现 泄压筒的打开与 关闭, 选用 微型直流电动机作为其动力源, 传动轴选用大螺距 丝杠, 见图 3。
收稿日期: 2007- 01- 24 (本文编辑 王志权 )
科学开发石油资源, 创造绿色动力世界
的解释结果完全相同。
) 45 )
图 8 徐 86- 2井 PI21) PI1层压力-时间曲线
结
论
图 6 肇 25- 58井 P I4- P I2层压力-时间曲线
21升 532- F3井试验情况 升 532- F3井测试层位为 P I4, 井段为 1 57410 ~ 1 56818 m, 坐封深度 1 565 m, 测井解释结果为 油水同层。 将工具按图 4所示结构下入井内。对 PI4层进 行电缆地层测试, 其压力-时间曲线见图 7。
( 1) 电缆地层测试技术的核 心部分是电动封 隔器与锚定机构, 理论设计与室内及现场试验证明 该方案可行, 在一定压力的作用下, 能够保证封隔 器的顺利坐封 与解封。其 地面仪表、压力监 测系 统、电动封隔器及其锚定机构、泄压机构, 满足实 际需要。
( 2) 该技术通过 4井次的现场试验, 取得了 较好的试验结 果, 与相应资 料对比, 其数 据比较 准确。
能力, 自动完成胶筒 的解封; 锚定机构 [ 2] 的锚爪 P I4层进 行电缆地层测 试, 得压 力-时间曲线 见图
在弹簧力驱使下, 收缩归位。
5。图 5~ 8中, 为了在一个图上将压力、温度与时
电动封隔器与锚定机构工作原理如图 2所示。 间关系表达清 楚, 将温度曲 线放在压力曲 线的下
方, 左侧为压力坐标, 并细化坐标。由于温度显示
现场试验情况
11肇 25- 58井试验情况 肇 25- 58井共进行了 2个层位的测试: P I4层 位井段 1 54812 ~ 1 54414 m, 坐封深度 1 540 m;
图 4 电缆地层压力测试工具结构示意图 1) 电缆头; 2) 磁性定位; 3) 可移动安全机构; 4) 下 锚及 压力 计 ; 5) 下 封 隔器 ; 6) 泄压 开 关; 7 ) 泄 压筒
技术分析
11 地 面控 制系 统 地面控制 系统亦称地面 控制仪表 [ 1] , 其最大 功率 4 500 W, 输出直流电压 0~ 400 V, 无级可 调; 配有电压、电流表, 可监控电压电流; 同时可
进行直流输出换向调整, 实现电动封隔器及锚定机 构的坐封解封、井下泄压机构的瞬时降压。
21 压力监测系统 压力监测系统用于实时测取地层压力, 采用数 字式直读电子压力计进行压温数据存储及转存, 用 单芯铠装电缆实行地面供电和地面直读。 31 电动封隔器及其锚定机构 ( 1) 驱动系统 电缆地层测 试的驱动系统采 用电动机 驱动丝杠输出推拉动 力 [ 2] , 实现 封隔器 与锚瓦的坐封与解封, 因此, 针对现场应用, 笔者 选用耐高温、低转数、大功率微型直流电动机作动 力源, 传动轴选用大螺距丝杠, 以保证扩张式胶筒 顺利胀开, 实现封隔器坐封。 ( 2) 封隔器与锚定机构 在 前期论证及室内 试验的基础 上, 选择 K475) 9 改进型水力 扩张式 胶筒与 114 mm 水力锚, 该水力扩张式胶筒仅需 015 M Pa的坐封力, 就可以使封隔器坐封, 非常便 于微型电动机的选择。 电动封隔器结构如图 1所示。 ( 3) 电 动 封隔 器 技 术 参 数 最 大 外 径 114 mm; 耐压 40 MP a; 耐温 125 e 。 41 电动封隔器及其锚定机构工作原理 电动机正转, 由电动机带动传动轴旋转, 2个 支撑螺母带动 2个支杆相向而行, 支撑瓦打开, 胶 筒胀封。在实现支撑机构支撑封隔器胶筒胀封的同 时, 平衡活塞右移, 将泄压孔堵死, 封隔器胶筒将 套管分为左、右油腔。
图 7 升 532- F3井 P I4层压力-时间曲线
从图 7中压力-时间曲线上看, 坐封前静液柱 压力与坐封后测试压力变化, 表明封隔器坐封并密 封, 测试时压力缓慢上升, 解封前测试压力与解封 后静液柱压力变化, 表明解封前封隔器密封, 解封 后封隔器上下压力导通, 测试压力为静液柱压力, 达到了测试目的。
31徐 86- 2井试验情况 徐 86 - 2井测 试的 层位 为 P I21 ) P I1, 井 段为 1 53114~ 1 53511 m, 坐封深度 1 528 m。测井解释 结果为油层。 将工具按图 4 所示结构 下入井内。对 P I21 P I1层进行电缆地 层测试, 其压力-时间 曲线见图 8。该曲线与升 532- F3井 P I4层位压力-时间曲线
图 3 电动泄压机构原理图 1) 电动机; 2) 磁驱动系统; 3) 传动 丝杠 ; 4) 活 塞; 5) 取 样 筒; 6 ) 套 管
原理: 地面控制电动机启动正转, 带动磁驱动 系统正向旋转, 传动丝杠亦旋转, 因此活塞向左运 动, 打开进液孔, 液体进入取样筒内; 反之, 电动 机反转, 活塞向右运动, 关闭进液孔。该泄压机构 的关键部位在于磁驱动系统, 它可以在电动机轴的 带动下, 一起旋转, 但在活塞运动到位时, 可以与 电动机轴脱开, 对电动机起到保护作用。
电动机反转, 在 传动丝杠带动 支杆收缩的同 P I4- PI2层位井段 1 54812~ 1 35112 m, 坐封深度
时, 平衡活塞向左移动, 将泄压孔打开, 使得左、 1 528 m。 2层位测井解释结果均为油水同层。将电
右油腔压力趋于平衡, 封隔器胶筒依靠自身的收缩 缆地层压力测试工具按图 4所示结构下入井内, 对
2007年 第 35卷 第 5期 # 应用技术 !
石油 机械 CH INA PETROLEUM M ACH INERY
) 43 )
电动封隔器在电缆地层压力测试中的应用
刘德 君
(大庆油田有限责任公司试油试采分公司 研究所 )
摘要 针对大庆油田试油测试求取地层压力尚无行之有效方法的现状, 提出电缆地层压力测 试技术。该技术的核心是电动封隔器与锚定机构, 其工作原理是利用电缆将测试工具下至预定深 度, 采用电控方式实现封隔器及锚定机构的坐封与解封, 由地面仪表给井下泄压机构供电使其工 作, 瞬时释放封隔器内容积空间的压力, 直读电子压力计, 实现快速实时测取地层压力。 4井次 的现场测试表明, 该技术的测试数据较为准确; 电动封隔器用于电缆地层压力测试, 可及时有效 地求取地层压力; 用于低渗透油田求取地层压力, 可简化施工工艺, 降低施工成本。
2 扬晓翔, 史云沛 1 工程力学 1 哈尔滨: 哈尔滨 工程大学 出 版社, 1998: 152~ 172, 194~ 206
作者简介: 刘德君, 工程师, 生于 1965年, 1986年毕 业于大庆石油学院采 油工程专 业, 现从 事试油 射孔 工艺研 究工作。地址: ( 163412) 黑 龙江 省 大 庆 市。 电 话: ( 0459) 5684987。 E- ma i:l liude jun@ pe tro ch ina1 com1 cn。
关键词 电动封隔器 电缆 锚定机构 泄压机构 地层压力测试
引
言
随着大庆油田勘探开发工作的不断深入, 目前 已进入精细地质研究阶段, 求取地层压力显得十分 重要。但对于外围低渗透油田, 一方面为更好地实 施低成本战略, 将三低油田的 3 000多口开发井进 行无油管提捞采油, 但该方式需求取地层压力目前 尚无行之有效的方法; 另一方面在试油测试求取地 层压力时通常采用油管输送方式将 M FE 测试工具 下入井内, 所需作业施工队伍庞大, 相应的施工周 期也较长, 造成了一些不必要的浪费。针对上述问 题, 提出了电缆地层压力测试技术。其原理是利用 电缆将测试工具下至预定深度, 采用电控方式实现 封隔器及锚定机构在井下的坐封与解封。由地面仪 表给井下泄压机构供电, 使其工作, 瞬时释放掉封 隔器内容积空间的压力, 通过该套系统的直读电子 压力计, 实现快速实时测取地层压力。通过室内及 现场试验, 取得了较好的试验效果, 证实了该方法 的可行性。
图 5 肇 25- 58井 P I4层压力-时间曲线
从 P I4 层压力-时间曲线 ( 图 5 ) 上看, 坐封 前静液柱压力与坐封后测试压力变化, 表明封隔器 坐封并密封, 测试时压力缓慢上升; 解封前测试压 力与解封后静液柱压力变化, 表明解封前封隔器密 封, 解封后封隔器上下压力导通, 测试压力为静液 柱压力。该层测试结果与该层试油测试资料吻合,
( 3) 电动封隔器用于电缆 地层测试, 可及时 而有效地求取地层压力, 工艺简单; 对于低渗透油 田采用该项技 术求取地层压力, 可以简化 施工工 艺, 降低施工成本。
参 考文献
1 秦 曾 煌 1 电 工学 (下 册 ) 1 北 京: 高等 教 育 出 版 社, 1990: 192~ 195, 200~ 206
2007年 第 35卷 第 5期
刘德君: 电动封隔器在电缆地层压力测试中的应用
达到了测试目的。 再次将工具按图 4所示结构下入井内。对 PI4-
P I2层进行电缆地层测试, 其压力-时间曲线见图 6。 P I4- P I2 层压力-时间曲 线 ( 图 6) 与 P I4层
压力-时间曲线 (图 5) 的解释结果完全相同。
) 44 )
石油机械
2007年 第 35卷 第 5期
图 1 电动封隔器结构简图
1) 压紧环; 2) 胶筒; 3) 中心支撑体; 4) 支撑瓦座; 5) 支撑瓦; 6) 支杆; 7, 12) 轴承;
8 ) 平 衡活 塞; 9) 承接 插 座; 1 0) 传 动轴 ; 11) 传动 螺母 ; 13) 密封 盘 根; 1 4) 压 紧端 盖
相对于压力显 示不是很重要, 因此右侧为 温度坐
标, 并用最大坐标来提醒与显示。
图 2 电动封隔器与锚定机构工作示意 图 1) 电动机; 2) 封隔器胶筒; 3) 锚定机构; 4) 套管
51 电 动泄 压机 构 电缆地层测试的泄压机构亦采用电动机磁驱机 构带动丝杠 [ 2] 来实现 泄压筒的打开与 关闭, 选用 微型直流电动机作为其动力源, 传动轴选用大螺距 丝杠, 见图 3。
收稿日期: 2007- 01- 24 (本文编辑 王志权 )
科学开发石油资源, 创造绿色动力世界
的解释结果完全相同。
) 45 )
图 8 徐 86- 2井 PI21) PI1层压力-时间曲线
结
论
图 6 肇 25- 58井 P I4- P I2层压力-时间曲线
21升 532- F3井试验情况 升 532- F3井测试层位为 P I4, 井段为 1 57410 ~ 1 56818 m, 坐封深度 1 565 m, 测井解释结果为 油水同层。 将工具按图 4所示结构下入井内。对 PI4层进 行电缆地层测试, 其压力-时间曲线见图 7。
( 1) 电缆地层测试技术的核 心部分是电动封 隔器与锚定机构, 理论设计与室内及现场试验证明 该方案可行, 在一定压力的作用下, 能够保证封隔 器的顺利坐封 与解封。其 地面仪表、压力监 测系 统、电动封隔器及其锚定机构、泄压机构, 满足实 际需要。
( 2) 该技术通过 4井次的现场试验, 取得了 较好的试验结 果, 与相应资 料对比, 其数 据比较 准确。
能力, 自动完成胶筒 的解封; 锚定机构 [ 2] 的锚爪 P I4层进 行电缆地层测 试, 得压 力-时间曲线 见图
在弹簧力驱使下, 收缩归位。
5。图 5~ 8中, 为了在一个图上将压力、温度与时
电动封隔器与锚定机构工作原理如图 2所示。 间关系表达清 楚, 将温度曲 线放在压力曲 线的下
方, 左侧为压力坐标, 并细化坐标。由于温度显示
现场试验情况
11肇 25- 58井试验情况 肇 25- 58井共进行了 2个层位的测试: P I4层 位井段 1 54812 ~ 1 54414 m, 坐封深度 1 540 m;
图 4 电缆地层压力测试工具结构示意图 1) 电缆头; 2) 磁性定位; 3) 可移动安全机构; 4) 下 锚及 压力 计 ; 5) 下 封 隔器 ; 6) 泄压 开 关; 7 ) 泄 压筒
技术分析
11 地 面控 制系 统 地面控制 系统亦称地面 控制仪表 [ 1] , 其最大 功率 4 500 W, 输出直流电压 0~ 400 V, 无级可 调; 配有电压、电流表, 可监控电压电流; 同时可
进行直流输出换向调整, 实现电动封隔器及锚定机 构的坐封解封、井下泄压机构的瞬时降压。
21 压力监测系统 压力监测系统用于实时测取地层压力, 采用数 字式直读电子压力计进行压温数据存储及转存, 用 单芯铠装电缆实行地面供电和地面直读。 31 电动封隔器及其锚定机构 ( 1) 驱动系统 电缆地层测 试的驱动系统采 用电动机 驱动丝杠输出推拉动 力 [ 2] , 实现 封隔器 与锚瓦的坐封与解封, 因此, 针对现场应用, 笔者 选用耐高温、低转数、大功率微型直流电动机作动 力源, 传动轴选用大螺距丝杠, 以保证扩张式胶筒 顺利胀开, 实现封隔器坐封。 ( 2) 封隔器与锚定机构 在 前期论证及室内 试验的基础 上, 选择 K475) 9 改进型水力 扩张式 胶筒与 114 mm 水力锚, 该水力扩张式胶筒仅需 015 M Pa的坐封力, 就可以使封隔器坐封, 非常便 于微型电动机的选择。 电动封隔器结构如图 1所示。 ( 3) 电 动 封隔 器 技 术 参 数 最 大 外 径 114 mm; 耐压 40 MP a; 耐温 125 e 。 41 电动封隔器及其锚定机构工作原理 电动机正转, 由电动机带动传动轴旋转, 2个 支撑螺母带动 2个支杆相向而行, 支撑瓦打开, 胶 筒胀封。在实现支撑机构支撑封隔器胶筒胀封的同 时, 平衡活塞右移, 将泄压孔堵死, 封隔器胶筒将 套管分为左、右油腔。
图 7 升 532- F3井 P I4层压力-时间曲线
从图 7中压力-时间曲线上看, 坐封前静液柱 压力与坐封后测试压力变化, 表明封隔器坐封并密 封, 测试时压力缓慢上升, 解封前测试压力与解封 后静液柱压力变化, 表明解封前封隔器密封, 解封 后封隔器上下压力导通, 测试压力为静液柱压力, 达到了测试目的。
31徐 86- 2井试验情况 徐 86 - 2井测 试的 层位 为 P I21 ) P I1, 井 段为 1 53114~ 1 53511 m, 坐封深度 1 528 m。测井解释 结果为油层。 将工具按图 4 所示结构 下入井内。对 P I21 P I1层进行电缆地 层测试, 其压力-时间 曲线见图 8。该曲线与升 532- F3井 P I4层位压力-时间曲线
图 3 电动泄压机构原理图 1) 电动机; 2) 磁驱动系统; 3) 传动 丝杠 ; 4) 活 塞; 5) 取 样 筒; 6 ) 套 管
原理: 地面控制电动机启动正转, 带动磁驱动 系统正向旋转, 传动丝杠亦旋转, 因此活塞向左运 动, 打开进液孔, 液体进入取样筒内; 反之, 电动 机反转, 活塞向右运动, 关闭进液孔。该泄压机构 的关键部位在于磁驱动系统, 它可以在电动机轴的 带动下, 一起旋转, 但在活塞运动到位时, 可以与 电动机轴脱开, 对电动机起到保护作用。
电动机反转, 在 传动丝杠带动 支杆收缩的同 P I4- PI2层位井段 1 54812~ 1 35112 m, 坐封深度
时, 平衡活塞向左移动, 将泄压孔打开, 使得左、 1 528 m。 2层位测井解释结果均为油水同层。将电
右油腔压力趋于平衡, 封隔器胶筒依靠自身的收缩 缆地层压力测试工具按图 4所示结构下入井内, 对
2007年 第 35卷 第 5期 # 应用技术 !
石油 机械 CH INA PETROLEUM M ACH INERY
) 43 )
电动封隔器在电缆地层压力测试中的应用
刘德 君
(大庆油田有限责任公司试油试采分公司 研究所 )
摘要 针对大庆油田试油测试求取地层压力尚无行之有效方法的现状, 提出电缆地层压力测 试技术。该技术的核心是电动封隔器与锚定机构, 其工作原理是利用电缆将测试工具下至预定深 度, 采用电控方式实现封隔器及锚定机构的坐封与解封, 由地面仪表给井下泄压机构供电使其工 作, 瞬时释放封隔器内容积空间的压力, 直读电子压力计, 实现快速实时测取地层压力。 4井次 的现场测试表明, 该技术的测试数据较为准确; 电动封隔器用于电缆地层压力测试, 可及时有效 地求取地层压力; 用于低渗透油田求取地层压力, 可简化施工工艺, 降低施工成本。
2 扬晓翔, 史云沛 1 工程力学 1 哈尔滨: 哈尔滨 工程大学 出 版社, 1998: 152~ 172, 194~ 206
作者简介: 刘德君, 工程师, 生于 1965年, 1986年毕 业于大庆石油学院采 油工程专 业, 现从 事试油 射孔 工艺研 究工作。地址: ( 163412) 黑 龙江 省 大 庆 市。 电 话: ( 0459) 5684987。 E- ma i:l liude jun@ pe tro ch ina1 com1 cn。
关键词 电动封隔器 电缆 锚定机构 泄压机构 地层压力测试
引
言
随着大庆油田勘探开发工作的不断深入, 目前 已进入精细地质研究阶段, 求取地层压力显得十分 重要。但对于外围低渗透油田, 一方面为更好地实 施低成本战略, 将三低油田的 3 000多口开发井进 行无油管提捞采油, 但该方式需求取地层压力目前 尚无行之有效的方法; 另一方面在试油测试求取地 层压力时通常采用油管输送方式将 M FE 测试工具 下入井内, 所需作业施工队伍庞大, 相应的施工周 期也较长, 造成了一些不必要的浪费。针对上述问 题, 提出了电缆地层压力测试技术。其原理是利用 电缆将测试工具下至预定深度, 采用电控方式实现 封隔器及锚定机构在井下的坐封与解封。由地面仪 表给井下泄压机构供电, 使其工作, 瞬时释放掉封 隔器内容积空间的压力, 通过该套系统的直读电子 压力计, 实现快速实时测取地层压力。通过室内及 现场试验, 取得了较好的试验效果, 证实了该方法 的可行性。
图 5 肇 25- 58井 P I4层压力-时间曲线
从 P I4 层压力-时间曲线 ( 图 5 ) 上看, 坐封 前静液柱压力与坐封后测试压力变化, 表明封隔器 坐封并密封, 测试时压力缓慢上升; 解封前测试压 力与解封后静液柱压力变化, 表明解封前封隔器密 封, 解封后封隔器上下压力导通, 测试压力为静液 柱压力。该层测试结果与该层试油测试资料吻合,
( 3) 电动封隔器用于电缆 地层测试, 可及时 而有效地求取地层压力, 工艺简单; 对于低渗透油 田采用该项技 术求取地层压力, 可以简化 施工工 艺, 降低施工成本。
参 考文献
1 秦 曾 煌 1 电 工学 (下 册 ) 1 北 京: 高等 教 育 出 版 社, 1990: 192~ 195, 200~ 206
2007年 第 35卷 第 5期
刘德君: 电动封隔器在电缆地层压力测试中的应用
达到了测试目的。 再次将工具按图 4所示结构下入井内。对 PI4-
P I2层进行电缆地层测试, 其压力-时间曲线见图 6。 P I4- P I2 层压力-时间曲 线 ( 图 6) 与 P I4层
压力-时间曲线 (图 5) 的解释结果完全相同。
) 44 )
石油机械
2007年 第 35卷 第 5期
图 1 电动封隔器结构简图
1) 压紧环; 2) 胶筒; 3) 中心支撑体; 4) 支撑瓦座; 5) 支撑瓦; 6) 支杆; 7, 12) 轴承;
8 ) 平 衡活 塞; 9) 承接 插 座; 1 0) 传 动轴 ; 11) 传动 螺母 ; 13) 密封 盘 根; 1 4) 压 紧端 盖