一种套管井地层动态监测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，具体是一种套管井地层动态监测装置。

背景技术：

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。进入注水开发中后期后，剩余油高度分散，高含水区域和低含水区域分布无经典意义上的油水界面或油水驱替前缘已不存在。为了能够采取正确的开发对策，须搞清地下油水分布，确定剩余油富集区域。目前，剩余油检测手段是靠常规生产测井仪器，通过测量地层电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，间接换算出地层剩余油饱和度，目前尚未有直接测量剩余油饱和度的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种套管井地层动态监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种套管井地层动态监测装置，包括马龙头、电子节、平衡节、液压节、封隔节、吸口节和电缆，所述电缆、马龙头、电子节、平衡节、液压节、封隔节和吸口节从上至下依次排列，马龙头包括壳体、第一电连接器、活塞、防转筒、剪切销和电缆护套，第一电连接器、活塞、防转筒和剪切销均安装在壳体的内部并且第一电连接器的下端与第一高压密封头相连，活塞的上端与第一高压封头的下端相连，活塞上安装有活塞密封件并且活塞上设置有多个穿线孔，穿线孔上设置有电线密封件，防转筒位于活塞的下端，剪切销位于最底端并且剪切销垂直于壳体的轴线安装，电子节内部安装有电子线路，液压节的内部设置有电机、液压元件、双斜盘柱塞水泵和传感器，封隔节上设置有两个相同的封隔器，封隔器包括芯轴、胶筒、第二缸和护肩结构。

作为本发明进一步的方案：平衡节包括第二电连接器、第二高压密封头、接头、平衡活塞、内壳体和外壳体，内壳体安装在外壳体内部，内壳体和外壳体之间设置有缝隙并且内壳体和外壳体之间通过接头相连，接头上设置有泥浆通孔，平衡活塞滑动安装在内壳体的内表面并且平衡活塞上设置有沟槽，沟槽内设置有密封件，第二电连接器安装在外壳体内部的最顶端，第二高压密封头的上端与第二电连接器的下端相连并且第二高压密封头与接头相连。

作为本发明进一步的方案：双斜盘柱塞水泵包括轴、轴承、第一壳体、第一斜盘、靴、柱塞、第一缸、第二斜盘和第二壳体，第一缸的一侧安装有第一壳体，第一缸的另一侧安装有第二壳体，轴贯穿第一壳体、第一缸和第二壳体并且轴与第一壳体和第二壳体的连接处均安装有轴承，第一斜盘和第二斜盘平行并且安装在同一个轴上，柱塞与第一斜盘和第二斜盘的连接处均安装有靴。

作为本发明进一步的方案：柱塞两端均设置有球面，靴上设置有靴球面和靴平面，球面与靴球面通过球铰形式相连，靴平面与第一斜盘和第二斜盘的平面相平行。

作为本发明进一步的方案：护肩结构包括弹簧钢板臂、楔形块和楔形肩，芯轴外部套设有胶筒，胶筒两侧设置有楔形肩和楔形块，弹簧钢板臂呈圆周均匀分布在楔形肩和楔形块的周边。

作为本发明进一步的方案：胶筒采用非金属材料制作并且胶筒包括上封隔器胶筒和下封隔器胶筒。

作为本发明进一步的方案：电线密封件采用非金属材料制作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置设计合理，结构简单，故障率低，使用安全性和运行稳定性好；该装置在井下进行一次小型化地层流体“开采”，开采过程监测油水比例、温度、压力等地层参数，根据产量、开采时间、温度等地层指标确定地层的剩余油饱和度和地层水淹程度，找到有价值的开采层位，该装置可以一次测量多个层位，直接测量地层流体性质，是在“小规模开采生产”状态下的动态测试，使用效果好。

附图说明

图1为套管井地层动态监测装置的结构示意图。

图2为套管井地层动态监测装置中马龙头的结构示意图。

图3为套管井地层动态监测装置中平衡节的结构示意图。

图4为套管井地层动态监测装置中双斜盘柱塞水泵的结构示意图。

图5为套管井地层动态监测装置中封隔器的结构示意图。

其中：1-1-电缆，1-2-马龙头，1-3-电子节，1-4-平衡节，1-5-液压节，1-6-封隔节，1-7-吸口节，2-1-第一电连接器，2-2-第一高压密封头，2-3-壳体，2-4-活塞，2-5-活塞密封件，2-6-电线密封件，2-7-防转筒，2-8-剪切销，3-1-第二电连接器，3-2-第二高压密封头，3-3-接头，3-4-平衡活塞，3-5-内壳体，3-6-外壳体，4-1-轴，4-2-轴承，4-3-第一壳体，4-4-第一斜盘，4-5-靴，4-6-柱塞，4-7-第一缸，4-8-第二斜盘，4-9-第二壳体，5-1-芯轴，5-2-弹簧钢板臂，5-3-楔形块，5-4-楔形肩，5-5-胶筒，5-6-第二缸，M-第一泥浆，N-第二泥浆，A-第一容腔，B-第二容腔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-5，一种套管井地层动态监测装置，包括马龙头1-2、电子节1-3、平衡节1-4、液压节1-5、封隔节1-6、吸口节1-7和电缆1-1，所述电缆1-1、马龙头1-2、电子节1-3、平衡节1-4、液压节1-5、封隔节1-6和吸口节1-7从上至下依次排列，马龙头1-2包括壳体2-3、第一电连接器2-1、活塞2-4、防转筒2-7、剪切销2-8和电缆护套，第一电连接器2-1、活塞2-4、防转筒2-7和剪切销2-8均安装在壳体2-3的内部并且第一电连接器2-1的下端与第一高压密封头2-2相连，活塞2-4的上端与第一高压封头2-2的下端相连，活塞2-4上安装有活塞密封件2-5并且活塞2-4上设置有多个穿线孔，穿线孔上设置有电线密封件2-6，防转筒2-7位于活塞2-4的下端，剪切销2-8位于最底端并且剪切销2-8垂直于壳体2-3的轴线安装，电子节1-3内部安装有电子线路，液压节1-5的内部设置有电机、液压元件、双斜盘柱塞水泵和传感器，封隔节上设置有两个相同的封隔器，封隔器包括芯轴5-1、胶筒5-5、第二缸5-6和护肩结构。平衡节1-4包括第二电连接器3-1、第二高压密封头3-2、接头3-3、平衡活塞3-4、内壳体3-5和外壳体3-6，内壳体3-5安装在外壳体3-6内部，内壳体3-5和外壳体3-6之间设置有缝隙并且内壳体3-5和外壳体3-6之间通过接头3-3相连，接头3-3上设置有泥浆通孔，平衡活塞3-4滑动安装在内壳体3-5的内表面并且平衡活塞3-4上设置有沟槽，沟槽内设置有密封件，第二电连接器3-1安装在外壳体3-6内部的最顶端，第二高压密封头3-2的上端与第二电连接器3-1的下端相连并且第二高压密封头3-2与接头3-3相连。双斜盘柱塞水泵包括轴4-1、轴承4-2、第一壳体4-3、第一斜盘4-4、靴4-5、柱塞4-6、第一缸4-7、第二斜盘4-8和第二壳体4-9，第一缸4-7的一侧安装有第一壳体4-3，第一缸4-7的另一侧安装有第二壳体4-9，轴4-1贯穿第一壳体4-3、第一缸4-7和第二壳体4-9并且轴4-1与第一壳体4-3和第二壳体4-9的连接处均安装有轴承4-2，第一斜盘4-4和第二斜盘4-8平行并且安装在同一个轴4-1上，柱塞4-6与第一斜盘4-4和第二斜盘4-8的连接处均安装有靴4-5。柱塞4-6两端均设置有球面，靴4-5上设置有靴球面和靴平面，球面与靴球面通过球铰形式相连，靴平面与第一斜盘4-4和第二斜盘4-8的平面相平行。护肩结构包括弹簧钢板臂5-2、楔形块5-3和楔形肩5-4，芯轴5-1外部套设有胶筒5-5，胶筒5-5两侧设置有楔形肩5-4和楔形块5-3，弹簧钢板臂5-2呈圆周均匀分布在楔形肩5-4和楔形块5-3的周边。胶筒5-5采用非金属材料制作并且胶筒5-5包括上封隔器胶筒和下封隔器胶筒。电线密封件2-6采用非金属材料制作。

本发明的工作原理是：活塞2-4为平衡穿线活塞，平衡穿线活塞可以在壳体2-3的孔中轴向移动并且平衡穿线活塞外表面上设置有沟槽，沟槽中安装有密封件。在套管井里，推靠第二缸5-6施加挤压胶筒5-5的轴向力，橡胶等弹性较大的非金属材料同时径向扩张，实现在套管内密封。同时弹簧钢板臂5-2的径向涨大，带动楔形块5-3径向涨大扩径，这样套管内经与护肩结构之间无缝隙，胶筒5-5变形受到限制，肩部得到保护，密封可靠，寿命延长。电子节1-3是一个承压壳体，吸口节1-7是地层流体进入仪器的入口，吸口节1-7有多种长度规格，长度由地层厚度决定。活塞2-4在壳体2-3的内孔浮动，电缆1-1的导线穿过活塞2-4，通过压紧电线密封件2-6阻止泥浆进入壳体2-3的内腔，实现电缆1-1导线接线的高绝缘性能，剪切销2-8垂直壳体2-3的轴线安装，超过设定拉力会将剪切销2-8剪切断开，剪切销2-8承担仪器全部重量，如果施工遇卡，上提电缆1-1到一定拉力，剪切销2-8拉断，电缆1-1与仪器串分离。平衡活塞3-4的一端是第一泥浆M，另一端是第二泥浆N，平衡活塞3-4的浮动使两端压力平衡(接近相等)，内壳体3-5与外壳体3-6之间有缝隙，电线从缝隙通过。电机带动轴4-1旋转，轴4-1上的第一斜盘4-4和第二斜盘4-8同时旋转，第一缸4-7上有单孔或圆周均布多个同样的孔，每个孔中都有一个柱塞4-6，柱塞4-6的两端分别是第一容腔和第二腔，旋转的第一斜盘4-4和第二斜盘推动靴4-5和柱塞4-6左右运动，实现第一容腔A和第二容腔B的吸排，配合相应的单向阀，完成泵的配流。第二缸5-6施加轴向位移和轴向力，推动楔形肩5-4和胶筒5-5移动，楔形肩5-4使楔形块5-3在弹簧钢板臂5-2带动下径向涨大，与井下套管接触后停止扩径，第二缸5-6继续推动胶筒5-5，使其径向涨大与井下套管形成密封，胶筒5-5肩部受涨大的楔形块5-3约束并得到保护。

马龙头1-2连接施工电缆1-1和仪器，电子节1-3中的伽马装置确定深度，平衡节1-4使液压节1-5的内外压力平衡，当仪器到达预定深度后，启动液压节1-5中的电机、泵和阀，压力油进入推靠第一缸4-7，驱动封隔器挤压橡胶变形密封井筒，同时封隔器的护肩结构径向膨胀，保护胶筒5-5不受挤压破裂，两个封隔器之间的套管上已经射过孔，对应地层和封隔段流体贯通。启动水泵，从对应地层连续抽取流体并排入到封隔段之外的井筒中，用含水、电阻率、压力、温度等传感器检测抽排的流体，并将传感器参数时时传到地面。根据检测到的参数值和时间对应关系，确定地层含油饱和度和地层水淹程度。一个地层检测完毕后停止抽排地液，控制电磁阀，撤回挤压橡胶的轴向力，在弹簧的作用下封隔橡胶和护肩结构复位。启动电缆1-1上体或下放仪器到另一层位施工。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。