一种便捷式油田注水高效分层测压装置及测压方法与流程

本发明涉及一种便捷式油田注水高效分层测压装置及测压方法，属于油田开发注水井分层测压领域，该装置及使用方法也可以应用在采油井上。

背景技术：

1、在油田开发的中后期，为了提高石油的开采率，分层注水是目前各油田采用最多、最经济有效的填补地层亏空的驱油方式。目前，我国油田分层注水技术普遍采用偏心注水管柱，该管柱主要由油管、偏心配水器、封隔器、挡球组成。注水井分层压力测试所得到的压降曲线，是与所受益采油井的所在层的压力恢复曲线相对应的，对于提高采收率有着重要指导意义，是油田开发工作的一个重要的常规测试项目，在各油田的测试工作中均占有较大份量。

2、中国专利申请号200410006169.4也指出了目前测试偏心配水管柱的分层压力使用堵塞式压力计完成的，整个测试过程需要由打捞堵塞器、投入堵塞式压力计、打捞堵塞式压力计回放测试数据、投入堵塞器恢复分层注水四个步骤完成。目前所采用偏心配水管柱分层压力测试方法存在的问题：测压工序繁琐，投捞堵塞式电子压力计和堵塞器次数多；投捞过程存在堵塞式电子压力计或堵塞器送不进去、堵塞式电子压力计或堵塞器捞不到、投捞器卡井等现象，处理不当甚至导致注水井作业；员工劳动强度大、工作效率低，而且测试成功率低。因此，急需研制一种新型测压装置及其使用方法，解决上述问题。

技术实现思路

1、使用本发明必须具备两个前提条件：(1)测试井一定是双通路偏心配水管柱。偏心配水管柱包括封隔器、双通路偏心配水器(又名桥式偏心配水器)、及挡球等由油管串连在一起，下入需要分注的层位，每个层位对应一个封隔器和一个双通路偏心配水器，封隔器在注水层之间，通过打压封隔器座封后，将堵塞器更换成与这层流量调配相适应的水嘴，就组成了偏心配水管柱；(2)要求测压前井下双通路偏心配水器内无死嘴堵塞器，密封段放置双通路偏心配水器内，对应双通路偏心配水器偏孔内有堵塞器，且堵塞器胶圈密封良好；施工使用油田常用的测试车辆，通过测试车辆上安装的试井绞车，将堵塞器、密封段置于井下。

2、为解决现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种便捷式油田注水高效分层测压装置及测压方法，能够有效解决原有测压工艺繁琐、投捞堵塞式电子压力计和堵塞器次数多、操作时间长的问题。减少了操作工序，提高员工劳动效率。减少投捞器卡井后掉井现象、降低注水井作业数量，减少试井车运行损耗和油料消耗，降低了单位经营成本；密封段密封可靠，层间耐压高，提高了测压的成功率。

3、本发明采用的技术方案是：一种便捷式油田注水高效分层测压装置，包括密封段、堵塞式电子压力计。堵塞式电子压力计为常用测压压力计。密封段由投送机构、解封机构、承压机构、座封机构、下定位机构、锁紧机构组成；

4、所述的投送机构由送头上接头、送头内套、送头滑销、送头螺塞、送头孔构成，送头上接头下方连有送头螺塞，送头孔、送头滑销位于送头内套内部；所述的解封机构由绳帽、绳帽连接套、上一连接套、上中间套、释放剪钉和芯杆构成，芯杆由芯顶、带有盲槽的圆杆和芯帽构成。所述的芯杆上端与投送机构的送头孔通过送头滑销连接，芯杆下端与解封机构的绳帽连接，芯杆与上芯管之间通过丝扣连接，绳帽与绳帽连接套螺纹连接，上中间套位于上一连接套下方，释放剪钉位于上中间套外侧；所述的承压机构由上护套、小钢球、上二连接套、上三连接套和钢套管构成，小钢球上方为上护套，上护套位于上芯管外部，上二连接套、上三连接套和钢套管依次通过螺纹连接；所述的座封机构由钢球、销轴及连接的下芯杆、下连接套构成，钢球和销轴位于下芯杆内部，下芯杆与下芯管相连，下连接套上端与钢套管螺纹连接；所述的锁紧机构由锁轮、锁套、锁套弹簧构成，锁轮与锁套通过锁套弹簧相连；所述的下定位机构由卡爪轴、弹簧、卡爪、卡爪弹簧构成，卡爪轴下方设有卡爪，卡爪与卡爪弹簧相连，弹簧上方与下芯杆相连。

5、所述的密封段内部分为3个部分，分别为上芯管、下芯管和下主体，通过螺纹依次连接；投送机构位于上芯管上方，上芯管外部设有解封机构，下芯管外部设有承压机构，座封机构位于下芯管底部；下主体位于锁紧机构下方，锁紧机构通过下定位机构与座封机构相连。

6、所述密封段的上芯管、下芯管和下主体用于放置堵塞式电子压力计。

7、所述的密封段设有三道皮碗，依次位于承压机构的上二连接套和上三连接套中间、承压机构的上三连接套和钢套管中间、承压机构的钢套管和座封机构的下连接套中间。

8、所述的密封段预留三个导压孔，第一个导压孔与上芯管连通，第一个导压孔位于第一道皮碗上方；第二个导压孔与下芯管连通，第二个导压孔位于第二道皮碗和第三道皮碗之间；第三导压孔在下主体上，第三导压孔位于第三道皮碗下方。由于双通路偏心配水器结构特点是在偏心配水器中心主通道周围布有形通道，为防止测压时压力从形通道窜通，密封段上第一道皮碗和第二道皮碗胀封后将形通道封死。

9、通过上述三道皮碗胀封将3个导压孔封隔，上芯管管内空间为上部测压腔，上部测压腔与双通路偏心配水器上部油压连通，上芯管管内设有用于检测双通路偏心配水器上部油压的堵塞式电子压力计，下芯管管内空间为套压测压腔，下芯管管内设有用于检测双通路偏心配水器外部套压的堵塞式电子压力计，下主体管内空间为下部测压腔，下主体管内设有用于检测双通路偏心配水器下部油压的堵塞式电子压力计。即实现下井一次可以同时测量记录双通路偏心配水器本层以及上、下相邻两层段的压力变化曲线。

10、所述的盲槽包括连通的长轴向槽a、斜向槽b和短轴向槽c，长轴向槽a从芯顶沿着圆杆轴向延伸至斜向槽b一端，斜向槽b两端分别与长轴向槽a、短轴向槽c连通，短轴向槽c一端与斜向槽b连通，短轴向槽c另一端沿着圆杆轴向延伸至芯顶下方，斜向槽b与长轴向槽a的夹角为20°～45°。

11、本发明提供了一种便捷式油田注水高效分层测压方法，其步骤为：

12、步骤1：投放前先将3支堵塞式电子压力计分别放入到密封段的上芯管、下芯管、下主体内，送头滑销卡在芯杆盲槽的短轴向槽c处；用手按压下芯杆进而压缩弹簧，同时下压卡爪使卡爪卡住下芯杆，使下芯杆不能上行，再向上翻转锁轮，锁轮推动锁套压缩弹簧上行锁住卡爪，使卡爪不能张开，此状态时，钢球、卡爪均收缩于钢体内。

13、步骤2：将试井绞车的钢丝穿过投送装置的绳帽后打绳结，绳帽与加重杆、弹簧振荡器、送头上接头连接，下放密封段至井下待测目标配水器以下3～5m，再上提钢丝，在配水器位置时进行锁紧机构打开操作，具体为卡爪在弹簧作用下张开，下芯杆脱离卡爪束缚，在弹簧作用下上行，下芯杆推动钢球外张，钢球卡在与配水器内孔下端面倒角处，使密封段主体及刚性连接件不能上行，卡爪卡与配水器支架扩孔端面处，密封段准确的停留在配水器预定位置，完成定位。下芯杆上行的同时，连接套压缩皮碗胀封，其中第一道皮碗和第二道皮碗胀封后将形通道封死。芯杆、芯管上行推动下连接套、皮碗及上三连接套上行时，由于上二连接套被卡簧套锁住不能上行，承载座封压力；当钢丝上起压力大于送头滑销切断载荷时，送头滑销从芯杆槽开口处切断，与芯杆脱离，即送头与密封段脱开连接，送头上提出地面，密封段留在配水器内；或者当钢丝上起压力不能将送头滑销切断时，可下放钢丝，送头滑销经过芯杆盲槽的短轴向槽c和斜向槽b后，从长轴向槽a滑出，也可实现送头与密封段脱开连接，送头上提出地面，密封段留在配水器内。

14、步骤3：密封段座封后进行测压，第一导压孔记录配水器上面层段压力变化曲线，第二导压孔记录配水器本层压力变化曲线，第三导压孔记录配水器下面层段压力变化曲线，第二导压孔通过侧面进水孔、堵塞器、配水器出水孔与该层的注水层相通。

15、步骤4：分层压力按照规定时间测压完成后，捞出测压装置。通过试井车的钢丝将连接绳帽、加重杆、弹簧振荡器和卡瓦打捞筒下放到密封段位置，卡瓦打捞器捞住绳帽上提时，上提力切断释放剪钉，使绳帽、绳帽连接套、上护套上行，上护套扩孔处行至小钢球处，钢球外张完全进入上护套，脱离上中间套，失去支撑，承载机构失去作用，上护套带动上二连接套、皮碗解封。继续上提绳帽连接套卡住上芯管台阶，带动上芯管、下芯管、下芯杆上行，下芯杆外圆脱离下部钢球时，钢球向内收缩于配水器脱离，密封段可整体捞出地面。从密封段中取出堵塞式电子压力计，通过计算机软件回放数据，完成测压操作。

16、本发明的有益效果是：

17、(1)本发明下井一次可以同时测试3个井下注水层段的分层压力，能够有效解决原有测压工艺繁琐、投捞堵塞式电子压力计和堵塞器次数多、操作时间长的问题。减少了操作工序，提高员工劳动效率。减少投捞器卡井后掉井现象、降低注水井作业数量，一个油田的采油厂年避免2口注水井作业，年节约作业费用约16万元；减少试井车运行损耗和油料消耗，降低了单位经营成本；双通路偏心配水器在大庆油田、吉林油田等企业广泛应用，若全国油田应用本发明的技术方案，预计将年创效一千万元以上，产生较大的经济效益和社会效益。

18、(2)密封段密封可靠，层间耐压高，提高了测压成功率。