專利名稱：帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置。
背景技術(shù)：
國內(nèi)油田試油測試普遍采用井下電子溫度計(jì)和電子壓力計(jì)，來獲取井底流動(dòng)壓力、靜止壓力、壓力梯度、壓力恢復(fù)曲線、壓力降落曲線以及溫度曲線、干擾和脈沖試井曲線等技術(shù)資料。目前完成井下參數(shù)直讀測試的技術(shù)，都是采用鎧裝線纜連接采集器及配重桿帶壓依靠重力沉入井下實(shí)施測試的。鎧裝線纜是在電纜外圍加裝了一圈鋼絲護(hù)層，主要作用是為了增強(qiáng)線纜的拉力強(qiáng)度和耐磨性?，F(xiàn)在使用的鎧裝線纜的直徑為5. 56mm，重量在150kg/1000m左右，忽略井下配重桿長度產(chǎn)生的梯度壓力和配重桿體積產(chǎn)生的浮力不計(jì)，因?yàn)檫B接采集器及配重桿的線纜直通到井外，沿線纜軸向的壓力為零，使得線纜與采集器連接處的壓力缺失而產(chǎn)生了壓差，所以采集器及配重桿下沉必須克服壓差造成的上浮力，鎧裝線纜的斷面積造成采集器與配重桿的壓差等于線纜斷面積X壓強(qiáng)(線纜直徑X3. 14X 壓強(qiáng))，按線纜直徑為5. 56mm，壓力為IOMPa計(jì)算，所產(chǎn)生的上浮力為28. 26kg。如果井下測點(diǎn)處的壓強(qiáng)為60MPa時(shí)，上浮力為169. 56kg，因此配重必須大于170kg才能使采集器下沉。按要求配重桿的直徑一般不能超過直徑36mm，配重材料的比重一般為11 15，那么配重桿的長度就要在17米 13米左右。油井試油測試帶壓作業(yè)的具體實(shí)施方法是先將線纜連接采集器及配重桿裝入到采油樹上方密封的防噴管內(nèi)，然后再打開采油樹油井閥門通道，讓懸吊的采集器及配重桿墜入井內(nèi)，通過絞車線纜和密封滑道，依靠重力將采集器放入油井井底。如果配重桿長度為15米，那么帶壓作業(yè)的防噴管長度就要大于15米，野外完成將15米長的配重桿從豎立的15米多高的防噴管上帶壓放入井底這樣的作業(yè)工程，必需多種大型設(shè)備(纜車、發(fā)電機(jī)、吊車、高壓泵和設(shè)備運(yùn)車)及大量工程人員配合才能保障實(shí)施。在地處偏遠(yuǎn)的沙漠地帶施工作業(yè)，其工程成本很高，現(xiàn)場操作人員危險(xiǎn)性和勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以實(shí)際中一般很少使用?，F(xiàn)實(shí)中多數(shù)情況下，都是采用直徑3_的鋼絲系住采集器先放入井底采集數(shù)據(jù)后在井下儲(chǔ)存，待壓力計(jì)和溫度計(jì)提出地面再處理獲取井下數(shù)據(jù)。此方法獲得的數(shù)據(jù)滯后，很容易錯(cuò)過獲取成果的機(jī)會(huì)，而且需要頻繁的從油井里起下，動(dòng)用車次多，工作效率很低，不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)上的實(shí)際需求。顯然，此技術(shù)不適用于水平井的測試。由此可見，造成井下參數(shù)直讀方式測試作業(yè)工程繁重和產(chǎn)生大量費(fèi)用的主要原因是入井線纜的直徑和重量。在井下參數(shù)直讀測試技術(shù)中，線纜的作用其一是承重，要能承受幾千米入井線纜的自重和采集器及配重桿的重量。當(dāng)線纜上提時(shí)，線纜還要承受井口密封滑道摩擦阻力和井下油液與線纜及配重桿產(chǎn)生摩擦對(duì)線纜造成的阻力；其二是供電，要為井下采集器提供工作電源；其三是通信，要為井下采集器與地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供信號(hào)通道。在線纜承重的因素中線纜的自重是主要因素，因?yàn)榕渲貤U的重量可以通過減小線徑而大幅度減??；井口密封摩擦力可以通過加入密封潤滑脂減??；油液對(duì)井下線纜和配重桿的摩擦力可以通過控制上提速度減?。凰哉f如何研制出能夠承受住幾倍于五千米線纜自重的線纜，是研制簡便易行的井下參數(shù)直讀式一體機(jī)的關(guān)鍵。其次是遠(yuǎn)程直流供電和通信技術(shù)；再其次是入井線纜井口滑動(dòng)密封技術(shù)；再就是水平井井下爬行器攜帶線纜穿過水平管段技術(shù)。在國內(nèi)油田試油測試中，多數(shù)情況下是采用鋼絲連接采集器和配重桿，依靠重力通過井口滑動(dòng)密封將采集器送入井下，采集數(shù)據(jù)后在井下儲(chǔ)存，待壓力計(jì)和溫度計(jì)提出地面再處理獲得井下數(shù)據(jù)。這種方法的缺點(diǎn)是只能獲取滯后數(shù)據(jù)，容易錯(cuò)過獲取成果的機(jī)會(huì)，需要頻繁的起下來獲得所需要的數(shù)據(jù)，動(dòng)用施工隊(duì)伍和車輛設(shè)備作業(yè)次數(shù)多，累計(jì)費(fèi)用高，工作效率很低，不能適應(yīng)我國油田每年大量新井投產(chǎn)，特別是水平井的投產(chǎn)逐年增加，對(duì)測試效率的要求越來越高實(shí)際需要。顯然，這種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測試。在井況條件允許時(shí)，試油測試也會(huì)采用把電子壓力計(jì)和溫度計(jì)與通信線纜相連下入井底進(jìn)行實(shí)時(shí)有線直讀采集測試。具體實(shí)施方法是把用多根鋼絲繩做成護(hù)套的電纜連接電子溫度與壓力采集器及配重桿，利用重力通過井口滑動(dòng)密封裝置以及高壓泵注入密封脂補(bǔ)堵線纜形變間隙，帶壓將采集器送入井下，由此來完成實(shí)時(shí)獲取井下采集的測試數(shù)據(jù)。但 是現(xiàn)有的這種測試方法，在技術(shù)上存在幾個(gè)方面的問題其一是線纜不能過細(xì)，為了給井下采集器提供足夠的電能和保障數(shù)據(jù)通信能力，通信線纜至少為兩芯而且不能過細(xì)，導(dǎo)線過細(xì)線損過大幾千米遠(yuǎn)程輸送電能和數(shù)據(jù)傳輸在技術(shù)上就很難實(shí)現(xiàn)。線纜過細(xì)其承受的拉力就不夠大，就不能承受住幾千米線纜和采集器以及配重桿的重力；其二是線纜不能過粗，線纜粗了在高壓下會(huì)發(fā)生形變，連接電子采集器的線纜帶壓入井時(shí)，采用過孔滑動(dòng)密封就很難實(shí)現(xiàn)高壓密封；其三是配重要適當(dāng)，線纜粗了斷面積就大，在井下高壓下，線纜的斷面積會(huì)對(duì)井下采集器及配重桿造成一個(gè)上升浮力，線徑越大在高壓下所產(chǎn)生的浮力越大，線徑一定時(shí)，要使采集器下沉就必須加大配重，而加大配重就會(huì)增加配重桿的體積和線纜的承重力，這樣就又需要增加線纜拉力，材質(zhì)確定時(shí)就只能增加線徑。由此可見，采用有線直讀測試方式，線纜過粗或者過細(xì)都存在問題。目前在油田實(shí)際測試應(yīng)用中，有線直讀測試工程使用的線纜線徑在5_ 6_左右，外層為多根鋼絲成纜制成的護(hù)套，因線纜直徑較大，配重一般都在100公斤以上，這種測試方式因?yàn)楝F(xiàn)場施工作業(yè)非常復(fù)雜，受井況限制(井壓越大配重越大，井下采集器很難下沉)，工程成本很高，現(xiàn)場操作人員危險(xiǎn)性和勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低下，另外只能獲取滯后數(shù)據(jù)，容易錯(cuò)過獲取成果的機(jī)會(huì)，需要頻繁的起下來獲得所需要的數(shù)據(jù)，動(dòng)用施工隊(duì)伍和車輛設(shè)備作業(yè)次數(shù)多，累計(jì)費(fèi)用高，工作效率很低，不能適應(yīng)我國油田每年大量新井投產(chǎn)，特別是水平井的投產(chǎn)逐年增加，對(duì)測試效率的要求越來越高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置，其包括允許線纜穿過的過孔上、下滑道、設(shè)置在過孔上、下滑道一側(cè)的密封脂壓力倉、設(shè)置在過孔上、下滑道之間的過渡通道、套設(shè)在過孔下滑道外側(cè)的井壓接管、以及一端與井壓接管相連而另一端則與密封脂壓力倉的導(dǎo)管。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括如下附屬技術(shù)方案所述密封脂壓力倉包括收容密封脂的容納腔、用于加入密封脂的進(jìn)倉口、以及可以在容納腔內(nèi)活動(dòng)并由導(dǎo)管反饋并放大井壓的活塞。[0010]所述過渡通道設(shè)置有與容納腔相連通的過渡腔，而活塞為尾端大而頭端小。其進(jìn)一步包括與井壓接管相連的配重延長管。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可靠性較高，且便于井下數(shù)據(jù)采集，提高工作效率降低成本。

圖I為本實(shí)用新型用于井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的分解示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1-3所示，其為本實(shí)用新型的一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置的具體實(shí)施例，其用于井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，該井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括線纜10、一端與線纜10相連的采集器20、設(shè)置在井口 I上方的帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置30、位于帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置30下方的井管、與線纜10的另一端相連且位于底面上的自控絞車40、以及無線遠(yuǎn)程控制自控絞車40的控制器50。帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置30包括允許線纜10穿過的過孔上、下滑道31、32、設(shè)置在過孔上、下滑道31、32—側(cè)的密封脂壓力倉33、設(shè)置在過孔上、下滑道31、32之間的過渡通道34、套設(shè)在過孔下滑道32外側(cè)的井壓接管35、一端與井壓接管35相連而另一端則與密封脂壓力倉33的導(dǎo)管36、以及與井壓接管35相連的配重延長管37。其中密封脂壓力倉33包括收容密封脂的容納腔330、用于加入密封脂的進(jìn)倉口 332、以及可以在容納腔330內(nèi)活動(dòng)并由導(dǎo)管36反饋并放大井壓的活塞334。其中過孔上滑道31設(shè)置有鎖線旋鈕310，過渡通道34設(shè)置有與容納腔330相連通的過渡腔340，由此密封脂通過該過渡腔340進(jìn)入到過孔上、下滑道31、32內(nèi)?；钊?34為尾端大而頭端小的結(jié)構(gòu)，即靠近導(dǎo)管36—側(cè)為尾端，靠近過渡腔340 —側(cè)為頭端，由此使推動(dòng)活塞的推力放大至少I. 2倍的井壓。工作時(shí)，線纜10連接采集器20及配重桿，利用重力通過井口 I的過孔上、下滑道31、32，帶壓將采集器20送入井下。線纜10要連續(xù)穿過過孔上、下滑道31、32，滑道與線纜10之間必定有間隙，為了密封和潤滑線纜10則需要在滑道上不斷地加入密封脂，為了達(dá)到密封滑道的效果，補(bǔ)充密封脂的力度一定要大于井口的壓力，即I. 2倍的井壓。然后將帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置安裝到采油樹的上方，打開采集器進(jìn)出油井的閥門，井壓首先會(huì)通過導(dǎo)管36進(jìn)入密封脂壓力倉33，活塞334尾大頭小的結(jié)構(gòu)使推力放大I. 2倍的井壓，活塞334將密封脂推入過渡腔340內(nèi)，一部分密封脂向下通過過孔下滑道32的線纜變形間隙走向井下，而井下壓力也通過過孔下滑道32的線纜變形間隙向上推密封脂走向過渡腔340，兩股推動(dòng)力量在滑道內(nèi)相對(duì)抗，因?yàn)橄蛳碌耐苿?dòng)力總比向上推動(dòng)力大，密封脂黏度又很大，所以井下壓力不可能穿過過孔下滑道32進(jìn)入過孔上滑道31。當(dāng)然向下的推動(dòng)力又只比向上的推動(dòng)力大了 I. 2倍，計(jì)算可知由于滑道的長度和密封脂黏度的作用，向下的推動(dòng)力也不可能穿過過孔下滑道32進(jìn)入油井。同時(shí)從密封脂壓力倉出來的另一部份密封脂向上通過過孔上滑道31的線纜間隙走向過孔上滑道31以外，計(jì)算可知由于滑道的長度和密封脂黏度的作用，在30MPa的壓力時(shí)，向上推動(dòng)的密封脂不可能穿過過孔上滑道31。由此可知，在線纜10滑動(dòng)進(jìn)、出油井過程中，過孔下滑道32是依靠井壓推動(dòng)密封脂封住井口壓力的，和井口壓力大小無關(guān)。過孔上滑道31是靠收緊過孔與滑道的長度以及密封脂的黏度封住密封脂的，而封住了密封脂就是封住了井壓。在高壓下線纜10在過孔上滑道31內(nèi)會(huì)發(fā)生形變，因?yàn)榫€纜10為軟體，過孔上滑道31上端壓力小變形就小，而過孔上滑道31下端壓力大變形就會(huì)大，所以在過孔上滑道31內(nèi)的一段線纜為上粗下細(xì)狀，這樣線纜會(huì)產(chǎn)生向上推動(dòng)線纜的力量，但這個(gè)推力相對(duì)較小，可通過配重消除。本實(shí)用新型裝置的密封脂為耐溫_50°C 200°C的真空硅脂。當(dāng)然上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng) 技術(shù)的人能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置，其特征在于其包括允許線纜(10)穿過的過孔上、下滑道(31、32)、設(shè)置在過孔上、下滑道(31、32) —側(cè)的密封脂壓力倉(33)、設(shè)置在過孔上、下滑道(31、32)之間的過渡通道(34)、套設(shè)在過孔下滑道(32)外側(cè)的井壓接管(35)、以及一端與井壓接管(35)相連而另一端則與密封脂壓力倉(33)的導(dǎo)管(36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置，其特征在于所述密封脂壓力倉(33)包括收容密封脂的容納腔(330)、用于加入密封脂的進(jìn)倉口(332)、以及可以在容納腔(330)內(nèi)活動(dòng)并由導(dǎo)管(36)反饋并放大井壓的活塞(334)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置，其特征在于所述過渡通道(34)設(shè)置有與容納腔(330)相連通的過渡腔(340)，而活塞(334)為尾端大而頭端小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置，其特征在于其進(jìn)一步包括與井壓接管(35)相連的配重延長管(37)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶壓作業(yè)回壓式井口動(dòng)密封裝置，其包括允許線纜穿過的過孔上、下滑道、設(shè)置在過孔上、下滑道一側(cè)的密封脂壓力倉、設(shè)置在過孔上、下滑道之間的過渡通道、套設(shè)在過孔下滑道外側(cè)的井壓接管、以及一端與井壓接管相連而另一端則與密封脂壓力倉的導(dǎo)管。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可靠性較高，且便于井下數(shù)據(jù)采集，提高工作效率降低成本。
文檔編號(hào)E21B33/03GK202611649SQ20122002160
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者田政 申請(qǐng)人:克拉瑪依新宇宙油氣技術(shù)開發(fā)有限公司