[实用新型]带压作业回压式井口动密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带压作业回压式井口动密封装置。

背景技术

国内油田试油测试普遍采用井下电子温度计和电子压力计，来获取井底流动压力、静止压力、压力梯度、压力恢复曲线、压力降落曲线以及温度曲线、干扰和脉冲试井曲线等技术资料。目前完成井下参数直读测试的技术，都是采用铠装线缆连接采集器及配重杆带压依靠重力沉入井下实施测试的。铠装线缆是在电缆外围加装了一圈钢丝护层，主要作用是为了增强线缆的拉力强度和耐磨性。现在使用的铠装线缆的直径为5.56mm，重量在150kg/1000m左右，忽略井下配重杆长度产生的梯度压力和配重杆体积产生的浮力不计，因为连接采集器及配重杆的线缆直通到井外，沿线缆轴向的压力为零，使得线缆与采集器连接处的压力缺失而产生了压差，所以采集器及配重杆下沉必须克服压差造成的上浮力，铠装线缆的断面积造成采集器与配重杆的压差等于线缆断面积×压强(线缆直径×3.14×压强)，按线缆直径为5.56mm，压力为10MPa计算，所产生的上浮力为28.26kg。如果井下测点处的压强为60MPa时，上浮力为169.56kg，因此配重必须大于170kg才能使采集器下沉。按要求配重杆的直径一般不能超过直径36mm，配重材料的比重一般为11～15，那么配重杆的长度就要在17米～13米左右。油井试油测试带压作业的具体实施方法是：先将线缆连接采集器及配重杆装入到采油树上方密封的防喷管内，然后再打开采油树油井阀门通道，让悬吊的采集器及配重杆坠入井内，通过绞车线缆和密封滑道，依靠重力将采集器放入油井井底。如果配重杆长度为15米，那么带压作业的防喷管长度就要大于15米，野外完成将15米长的配重杆从竖立的15米多高的防喷管上带压放入井底这样的作业工程，必需多种大型设备(缆车、发电机、吊车、高压泵和设备运车)及大量工程人员配合才能保障实施。在地处偏远的沙漠地带施工作业，其工程成本很高，现场操作人员危险性和劳动强度大，所以实际中一般很少使用。现实中多数情况下，都是采用直径3mm的钢丝系住采集器先放入井底采集数据后在井下储存，待压力计和温度计提出地面再处理获取井下数据。此方法获得的数据滞后，很容易错过获取成果的机会，而且需要频繁的从油井里起下，动用车次多，工作效率很低，不能满足现代生产上的实际需求。显然，此技术不适用于水平井的测试。

由此可见，造成井下参数直读方式测试作业工程繁重和产生大量费用的主要原因是入井线缆的直径和重量。在井下参数直读测试技术中，线缆的作用其一是承重，要能承受几千米入井线缆的自重和采集器及配重杆的重量。当线缆上提时，线缆还要承受井口密封滑道摩擦阻力和井下油液与线缆及配重杆产生摩擦对线缆造成的阻力；其二是供电，要为井下采集器提供工作电源；其三是通信，要为井下采集器与地面数据处理系统提供信号通道。在线缆承重的因素中线缆的自重是主要因素，因为配重杆的重量可以通过减小线径而大幅度减小；井口密封摩擦力可以通过加入密封润滑脂减小；油液对井下线缆和配重杆的摩擦力可以通过控制上提速度减小；所以说如何研制出能够承受住几倍于五千米线缆自重的线缆，是研制简便易行的井下参数直读式一体机的关键。其次是远程直流供电和通信技术；再其次是入井线缆井口滑动密封技术；再就是水平井井下爬行器携带线缆穿过水平管段技术。

在国内油田试油测试中，多数情况下是采用钢丝连接采集器和配重杆，依靠重力通过井口滑动密封将采集器送入井下，采集数据后在井下储存，待压力计和温度计提出地面再处理获得井下数据。这种方法的缺点是只能获取滞后数据，容易错过获取成果的机会，需要频繁的起下来获得所需要的数据，动用施工队伍和车辆设备作业次数多，累计费用高，工作效率很低，不能适应我国油田每年大量新井投产，特别是水平井的投产逐年增加，对测试效率的要求越来越高实际需要。显然，这种方法不能把采集器置入水平井的井底，所以不能用于水平油井的测试。