一种电动找漏验窜管柱及找漏工艺的制作方法
本发明属于采油工程领域，涉及油井找漏技术，具体为一种电动找漏验窜管柱及找漏工艺。
背景技术：
1、油田在长期开发过程中，由于频繁作业、套管腐蚀等因素，致使油水井套管漏失，特别是热采稠油井，频繁注汽，多轮蒸汽吞吐后套管不断受热膨胀，在热应力、地应力等多重因素影响下易出现套管损坏、破漏等情形，导致套管漏失窜槽井逐年增多。油井一旦出现套管漏失，不仅导致注入蒸汽热损失加大，并且套管损坏、漏失部位附近水层的水就会窜流过来造成油井大量出水，并向油层倒灌，使油井无法正常生产，甚至被迫关井，水井不能正常注水，影响了油田的正常开发。为了保证油井的正常生产，需要对套管损坏发生漏失的部位进行封堵或补贴加固。为达到封堵的目的，首先需要准确无误的确定套管是否漏失以及套管漏失部位，然后对其实施相应的封堵。
2、油井找漏技术是贯穿油田生产的一项主要工艺措施，是治理高含水漏失井的重要手段。现有技术中，使用封隔器找漏工艺管柱施工简单，结构可靠，找漏成本较低，已成为现场常用找漏方法。现场通常采用机械找漏管柱对套管漏失情况进行验证，明确漏点，为下步制定合理的施工方案提供依据。但是该方法成功率比较低，需要几趟管柱才能实现找漏，封隔器坐封难度大，尤其套管腐蚀严重油井，目前，普遍采用y521-150封隔器进行找漏，但该封隔器在套管腐蚀严重油井易出现导轨难度大、坐封困难、胶筒易损坏、封隔器胶筒无法有效密封等问题；或当找漏管柱悬重负荷较轻时，胶筒无法撑开，影响密封性，极易将封隔器不密封、油套环空与油层连通、打不起压的情况，误判为套管漏点，致使封堵措施方向性选择错误，从而导致大量人力、物力的浪费。
3、目前，常规找漏验窜方法是利用作业机作为动力，将找漏封隔器连接至油管下面后送至座封位置，常规找漏封隔器通过机械或液压坐封后，再通过地面水泥车向油管或套管打压，根据压力上升情况及停泵后压力稳定情况，判断套管是否漏失，通过多次上提或下放管柱找出漏点具体位置。而常规找漏验窜机械式封隔器坐封需二至三人利用管钳转动管柱，操作手配合下放管柱坐封，劳动强度大、坐封动作繁琐，坐封时间长，当套管长段腐蚀时，封隔器坐封难度大，还存在多次旋转下放无法坐封的情况，影响施工周期；常规液压封隔器通过打压完成坐封，停泵泄压完成解封，当油套压力不平衡时，存在封隔器无法完全解封的情况，在胶筒没完全收回的状态下上提管柱更换坐封位置，封隔器胶筒易损坏，无法实现一趟找漏工具或管柱完成全井筒找漏，另外在部分现场，只能容纳一台水罐车的现场，在水罐车水打完停泵换水罐车的时候，液压封隔器已解封，封隔器上部油套环空的水又漏入到了井段，导致上阶段打入油套环空的水白打了；现场通过作业人员统计油管根数、手工测量单根油管长度及油管放入长度等数据，人为计算的漏点深度可能存在位置不准；通过下入油管带入封隔器形式为主，劳动强度大；油管带入封隔器存在起下时间长，工人劳动强度大，油管易将井内油水带出井口，污染环境，增加油污清理处理费问题。
技术实现思路
1、为了克服现有找漏验窜方式无法从地面直观看到封隔器坐封密封状态、油管带入封隔器及封隔器坐封劳动强度大等问题，本发明提供一种电缆传输电动找漏验窜管柱及找漏工艺，能够实现找漏的智能化、可视化，从而缩短找漏施工时间，提高找漏效率；采用电缆下入封隔器，减轻工人的劳动强度和作业成本。
2、本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动找漏验窜管柱，包括通过多芯电缆传输连接的地面控制部分和井下找漏部分，多芯电缆与套管形成油套环空；井下找漏部分包括连接于多芯电缆一端的电动封隔器，以及分别安装于电动封隔器胶筒上下两端的压力传感器a和压力传感器b，压力传感器a和压力传感器b分别连接至多芯电缆的不同电缆芯；地面控制部分包括连接于多芯电缆另一端的用以使多芯电缆下入或起出井筒的电缆输送控制机构、用以控制电动封隔器动作的电动封隔器操控终端、以及用以显示压力值和/或压力变化图的压力监测系统。
3、进一步的，所述的电动封隔器采用双电机，其中一电机连接并控制电动封隔器胶筒，另一电机连接并控制电动封隔器卡瓦。
4、进一步的，压力监测系统包括电缆匹配电路模块、放大子模块和智能终端；所述电缆匹配电路模块输入端与多芯电缆连接，输出端与放大子模块的输入端连接，放大子模块的输出端连接智能终端。
5、进一步的，所述智能终端包括显示子模块、存储子模块和数据处理子模块；经放大子模块放大后的信号在存储子模块和数据处理子模块进行存储和处理后，在显示子模块上显示压力值和/或压力变化图。
6、进一步的，电缆输送控制机构包括电缆绞车和绞车控制器，多芯电缆缠绕于电缆绞车上，电缆绞车连接绞车控制器。
7、进一步的，采用电缆专用防喷井口。
8、一种电动找漏验窜管柱的电动找漏工艺，使用上述的管柱，采用套管环空打压的方法，通过压力监测系统对电动封隔器胶筒上下两端压力传感器的信号监测，完成对油井套管漏点的判断检查。
9、进一步的，具体包括如下步骤：
10、s1：使用多芯电缆将电动封隔器、压力传感器a和压力传感器b下入至生产井段以上2-5米，此时电动封隔器处于解封状态；
11、s2：电动封隔器操控终端向电动封隔器发出座封指令，电动封隔器的双电机同时启动，同步完成电动封隔器胶筒的坐封及卡瓦的坐封，通过观察压力监测系统判断电动封隔器胶筒是否有效密封，如未密封，重复坐封指令；
12、s3：电动封隔器有效坐封后，地面水泥车从井口向油套环空打压，当打压压力达到第一预定压力时，稳压第一预定长度，并通过压力监测系统监测油套环空的压降变化，根据压降变化情况，判断电动封隔器以上的套管是否存在破漏；
13、s4：当判断电动封隔器以上的套管存在破漏时，电动封隔器操控终端向电动封隔器发出解封指令，电动封隔器的双电机同时启动，同步完成同步完成电动封隔器胶筒的解封及卡瓦的解封，再上提电动封隔器、压力传感器a和压力传感器b自下而上以预定长度逐步对电动封隔器以上套管进行找漏；
14、s5：待漏点确定在预定范围后，使用多芯电缆将电动封隔器、压力传感器a和压力传感器b起出井口。
15、进一步的，步骤s2中所述通过观察压力监测系统判断电动封隔器胶筒是否有效密封，具体为：压力监测系统采集压力传感器a和压力传感器b电阻值的变化，反演计算电动封隔器胶筒上下端的压力，通过胶筒上下压力差值确定电动封隔器是否有效密封；当胶筒上下压力差值小于预定数值，即判断电动封隔器未有效密封，对电动封隔器进行重新坐封或者判断为电动封隔器已损坏，起出更换。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
17、(1)使用电动封隔器代替常规机械式或液压式封隔器，配套电动封隔器操控终端，应用电缆传输技术迅速实现电动坐封解封，代替常规封隔器提放管柱、转动管柱、自封、液压、下工具和热力六种方式；利用电缆输送控制机构采用多芯电缆下入电动封隔器代替常规油管下入封隔器，实现快速下入功能；电动封隔器胶筒上下端配套的压力传感器及压力监测系统的设置实现了电动封隔器坐封密封状态的监测，能够通过胶筒上下端压力相差范围确定电动封隔器是否有效密封油套环控，实现地面的可视化和地面智能终端监测以及控制井下终端装置的座封和解封。
18、(2)电动封隔器采用双电机设计，即胶筒和卡瓦各由一套电机控制，从而实现了封隔器胶筒密封和卡瓦悬挂两个动作同步、同时进行，避免悬挂滞后导致的胶筒损坏，或者解封上提时卡瓦解封滞后导致电缆被拉断的情况，更安全,锚定动作更可靠,避免单电机同时控制胶筒密封和卡瓦悬挂两个动作易互相干扰，易出现卡瓦无法正常收回，电动封隔器卡井无法上提起出,只能转小修打捞或转大修，以及易出现卡瓦无法正常卡住套管，打压时电动封隔上下窜动，电动封隔器胶筒无法有效密封或者损坏的情况；且采用双电机控制，电机负荷更小，不容易烧坏，稳定性更好，双电机使电路板自身发热状况大幅降低，使得控制电机的电路板适合井筒环境温度的范围从90°提高到了110°，扩大了电动封隔器应用范围，降低了温度要求，拓展了选井的范围。
19、(3)配套电缆防喷专用井口实现找漏过程打压时密封。
20、综上，本发明解决了常规找漏验窜方法地面无法直观地看到封隔器坐封密封状态、油管带入封隔器劳动强度大等系列问题，实现找漏的智能化、可视化，从而达到缩短找漏施工时间，提高找漏效率的目的；减轻工人的劳动强度和作业成本，减少传统找漏验窜工具起下工序，提高找漏验窜漏点的准确性、全面性及一次成功率。
技术特征：
1.一种电动找漏验窜管柱，其特征在于，包括通过多芯电缆(30)传输连接的地面控制部分和井下找漏部分，多芯电缆(30)与套管形成油套环空；井下找漏部分包括连接于多芯电缆(30)一端的电动封隔器(50)，以及分别安装于电动封隔器(50)胶筒上下两端的压力传感器a(40)和压力传感器b(60)，压力传感器a(40)和压力传感器b(60)分别连接至多芯电缆(30)的不同电缆芯；地面控制部分包括连接于多芯电缆(30)另一端的用以使多芯电缆(30)下入或起出井筒的电缆输送控制机构、用以控制电动封隔器(50)动作的电动封隔器操控终端(120)、以及用以显示压力值和/或压力变化图的压力监测系统。
2.根据权利要求1所述的一种电动找漏验窜管柱，其特征在于，所述的电动封隔器(50)采用双电机，其中一电机连接并控制电动封隔器(50)胶筒，另一电机连接并控制电动封隔器(50)卡瓦。
3.根据权利要求1所述的一种电动找漏验窜管柱，其特征在于，压力监测系统包括电缆匹配电路模块(70)、放大子模块(80)和智能终端(90)；所述电缆匹配电路模块(70)输入端与多芯电缆(30)连接，输出端与放大子模块(80)的输入端连接，放大子模块(80)的输出端连接智能终端(90)。
4.根据权利要求3所述的一种电动找漏验窜管柱，其特征在于，所述智能终端(90)包括显示子模块、存储子模块和数据处理子模块；经放大子模块(80)放大后的信号在存储子模块和数据处理子模块进行存储和处理后，在显示子模块上显示压力值和/或压力变化图。
5.根据权利要求1所述的一种电动找漏验窜管柱，其特征在于，电缆输送控制机构包括电缆绞车(10)和绞车控制器(20)，多芯电缆(30)缠绕于电缆绞车(10)上，电缆绞车(10)连接绞车控制器(20)。
6.根据权利要求1所述的一种电动找漏验窜管柱，其特征在于，采用电缆专用防喷井口(110)。
7.一种电动找漏验窜管柱的电动找漏工艺，使用如权利要求1-6任一项所述的管柱，其特征在于，采用套管环空打压的方法，通过压力监测系统对电动封隔器(50)胶筒上下两端压力传感器的信号监测，完成对油井套管漏点的判断检查。
8.根据权利要求7所述的一种电动找漏验窜管柱的电动找漏工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种电动找漏验窜管柱的电动找漏工艺，其特征在于，步骤s2中所述通过观察压力监测系统判断电动封隔器(50)胶筒是否有效密封，具体为：压力监测系统采集压力传感器a(40)和压力传感器b(60)电阻值的变化，反演计算电动封隔器(50)胶筒上下端的压力，通过胶筒上下压力差值确定电动封隔器(50)是否有效密封；当胶筒上下压力差值小于预定数值，即判断电动封隔器(50)未有效密封，对电动封隔器(50)进行重新坐封或者判断为电动封隔器(50)已损坏，起出更换。
技术总结
本发明公开一种电动找漏验窜管柱及找漏工艺，管柱包括通过多芯电缆传输连接的地面控制部分和井下找漏部分，多芯电缆与套管形成油套环空；井下找漏部分包括连接于多芯电缆一端的电动封隔器，以及分别安装于电动封隔器胶筒上下两端的压力传感器a和压力传感器b，压力传感器a和压力传感器b分别连接至多芯电缆的不同电缆芯；地面控制部分包括连接于多芯电缆另一端的用以使多芯电缆下入或起出井筒的电缆输送控制机构、用以控制电动封隔器动作的电动封隔器操控终端、以及用以显示压力值和/或压力变化图的压力监测系统。能够实现找漏的智能化、可视化，缩短找漏施工时间，提高找漏效率；采用电缆下入封隔器，减轻工人的劳动强度和作业成本。
技术研发人员：曾立桂,周鹰,饶德林,董鹏毅,刘江玲,贾海舰,李作齐,向峥,余红,刘鹏,梁珊珊,袁良秀,何远哲
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23