一种射孔与地层测试电子开关井工具及测试系统的制作方法

本实用新型属于石油天然气探测领域，具体涉及一种射孔与地层测试电子开关井工具及测试系统。

背景技术：

在石油钻探过程中，通过岩屑录井、岩心录井、钻井液录井、气测录井以及地球物理测井，可以发现油气层，但这些油气层是否具备产油气能力、是否具备产出工业油气的能力必须经过试油来予以证实。未经试油证实的油气层只能称为具有油气显示的可能油层。在石油钻探工作中，经常会遇到一些在录井及测井中具一定油气显示的层段，试油不出、出水或低产。也有一些层段在钻井与测井过程中油气显示不明显，但试油则为高产油气层。因此，试油作业是石油勘探工作中必不可少的重要环节。目前石油天然气领域常用的试油测试工具主要有MFE(Multi-Flow Evaluator)测试工具和APR(Annulus Pressure Responsive)测试工具，两种均为纯机械式工具。

对于MFE测试工具：测试工具借助于钻杆(或油管)的上提、下放实现井下开井、关井；反复上提和下放管柱，换位机构自动换位，可将工具多次打开和关闭，以获得多次开关井功能。其缺点是：每次管柱上提下放都需要记录工具的开关状态，否则会引起井下工具状态混乱；同时，管柱上提下放可能会引起封隔器上串，导致试油测试失败。

对于APR测试工具：测试工具借助于地面加压的方式进行状态切换实现井下开井、关井。其缺点是：每一次的井口加压泄压都要有完整的记录，否则工具状态容易产生人为误判；同时，整个测试管柱有多种仪器需要通过压力进行控制，使用时需要考虑到各工具间的相互影响。

因此，如何提供一种智能自动、高效率、高可靠性的射孔与地层测试工具及系统已经成为研发人员重点研究问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种射孔与地层测试电子开关井工具及测试工具。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本实用新型实施例提供了一种射孔与地层测试电子开关井工具，包括：上接头、第一护管、电池、电路板、第一压力传感器、电机、活塞、中间基体、第二压力传感器和下接头；其中，

所述第一护管内设置有轴向贯通的空腔；所述电池、所述电路板、所述第一压力传感器、所述电机、所述活塞依次连接，并设置于所述空腔内；所述上接头、所述第一护管、所述中间基体、所述下接头依次连接；所述中间基体内设置有所述第二压力传感器。

在本实用新型的一个实施例中，所述活塞与所述电机之间通过丝杠连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述电池、所述电路板、所述电机、所述活塞外部均设置有第二护管。

在本实用新型的一个实施例中，还包括多个出液口，所述出液口设置在所述活塞外部的所述第二护管上，以及所述中间基体的内部。

在本实用新型的一个实施例中，所述活塞的所述第二护管上设置有进液口。

在本实用新型的一个实施例中，还包括第一筛管，所述第一筛管设置于所述电子开关井工具最下端且与所述下接头连接。

本实用新型的另一个实施例提供了一种射孔与地层测试系统，包括如上述任一实施例所述的电子开关井工具，还包括压力计、封隔器、第二筛管和射孔枪；其中，

所述电子开关井工具、所述压力计均设置于所述封隔器上方的油管上；所述第二筛管、所述射孔枪均设置于所述封隔器下方的所述油管上。

在本实用新型的一个实施例中，还包括减震器，所述减震器设置于所述第二筛管和所述射孔枪之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的测试电子开关井工具一次施工管柱即可完成油层射孔和地层测试，油嘴开关动作根据下井前在地面设置的控制时序自动运行，降低了劳动强度和施工成本，实现了井下工具的智能自动化、提高效率和可靠性；

2.本实用新型的测试电子开关井工具内置电池供电，无需在地面通过油套环空加压为活塞提供动力，方便现场施工。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种射孔与地层测试电子开关井工具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种射孔与地层测试系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-上接头；2-第一护管；3-电池；4-电路板；5-第一压力传感器；6-电机；7-活塞；8-中间基体；9-第二压力传感器；10-下接头；11-第一筛管； 12-电子开关井工具；13-压力计；14-封隔器；15-第二筛管；16-减震器；17- 射孔枪；18-丝杠；19-出液口；20-空腔；21-油套环空；22-油管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种射孔与地层测试电子开关井工具的结构示意图。一种射孔与地层测试电子开关井工具，包括：上接头1、第一护管2、电池3、电路板4、第一压力传感器5、电机6、活塞7、中间基体8、第二压力传感器9和下接头10；其中，

所述外第一护管2内设置有轴向贯通的空腔20；所述电池3、所述电路板4、所述第一压力传感器5、所述电机6、所述活塞7依次连接，并设置于所述空腔20内；所述上接头1、所述外第一护管2、所述中间基体8、所述下接头10依次连接；所述中间基体8内设置有所述第二压力传感器9。

在一个具体实施例中，所述电子开关井工具12还包括第一筛管11，所述第一筛管11设置于所述电子开关井工具12最下端且与所述下接头10连接。

在一个具体实施例中，所述电池3为所述电路板4和所述电机6供电；所述电路板4控制所述电子开关井工具12的数据采集、运算、存储、交互及所述电机6的启动，所述电路板4对所述电子开关井工具12的整体功能进行控制与实现；所述电机6为油嘴的开关动作提供动力。

在一个具体实施例中，所述活塞7与所述电机6之间通过所述丝杠18 连接，所述活塞7设置于所述中间基体8上。所述丝杠18将所述电机6的旋转运动转化为轴向运动，从而使所述丝杠18带动所述活塞7控制油嘴的开关动作，实现对油管内通道的通断控制。

在一个具体实施例中，所述第一传感器5和所述第二传感器9对所述电子开关井工具12的上端、下端的压力进行监测同时控制所述电路板4执行相应的油嘴动作指令。

在一个具体实施例中，所述电池3、所述电路板4、所述电机6、所述活塞7外部均设置有第二护管。

由于井液从所述第一筛管11进入的时候，流经所述空腔20内，为了避免所述空腔20内的所述电池3、所述电路板4、所述电机6、以及所述活塞7被井液损坏，则在所述电池3、所述电路板4、所述电机6、所述活塞 7外部均设置有第二护管。

在一个具体实施例中，所述电子开关井工具还包括多个出液口19，所述出液口19设置在所述活塞外部的所述第二护管上，以及所述中间基体的内部。

在一个具体实施例中，所述活塞7的所述第二护管上还设置有进液口。本实施例提供的图1中未能体现所述进液口的具体位置。

在一个具体实施例中，所述油嘴位于所述出液口19和所述进液口之间，通过所述活塞7来控制所述油嘴的开合和关闭。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，油嘴并没有具体的形状，只是为了方便所述电子开关井工具的开合和关闭而起的名称。

当油嘴处于开启状态时，井液从进液口流入，通过所述出液口19流出，再进入所述腔体20内，从而从所述上接头1流出。

当所述油嘴处于关闭状态时，所述活塞7堵住了进液口和出液口19之间的通道，使井液无法流入所述腔体20内。

在一个具体实施例中，所述第一筛管11设置于所述电子开关井工具12 的最下端，它可以防止射孔产生的残渣进入过流通道从而发生阻塞。

本实用新型实施例的工作原理为：当工作时，所述电池3为所述电路板4和所述电机6供电，所述丝杠18带动所述活塞7运动，从而使所述油嘴打开，同时井液从所述第一筛管11流入，通过所述进液口和所述出液口 19流入所述腔体20内，通过所述上接头1返至地面。

本实用新型实施例，提供了一种电子开关井工具，可以一次施工管柱即可完成油层射孔和地层测试，油嘴开关动作根据下井前在地面设置的控制时序自动运行，降低了劳动强度和施工成本，实现了井下工具的智能自动化。

实施例二

请参见图2，图2为本实用新型实施例提供的一种射孔与地层测试系统的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对一种射孔与地层测试系统的结构以及原理进行详细描述。

具体地，一种射孔与地层测试系统，包括如实施例一所述的电子开关井工具12，还包括压力计13、封隔器14、第二筛管15、减震器16、射孔枪17；其中，

所述电子开关井工具12、所述压力计13依次设置于所述封隔器14上方的油管22上端；所述第二筛管15、所述减震器16、所述射孔枪17依次设置于所述封隔器14下方的所述油管上端。

所述电子开关井工具12、所述压力计13、所述封隔器14、所述第二筛管15、所述减震器16、所述射孔枪17均安装在油管22上。

在一个具体实施例中，所述封隔器14坐封后，高压泵车向所述油套环空21施加压力脉冲信号唤醒所述电子开关井工具12，使所述电子开关井工具12进入准备状态。

需要说明是，所述油套环空21是油管和油套之间产生的空间。

在一个具体实施例中，所述高压泵车向所述油套环空21施加射孔压力信号，使所述射孔枪17进行射孔，同时所述电子开关井工具12采集射孔压力信号作为油嘴打开的判断前提。

在一个具体实施例中，所述电子开关井工具12监测到油管内的压力波动，打开所述油嘴，井液从管柱下端的所述第二筛管15进入所述电子开关井工具12返至地面。

在一个具体实施例中，所述减震器16减少了射孔产生的震动对上部仪器的影响。

本实用新型实施例的工作原理为：所述封隔器14坐封后，高压泵车向所述油套环空21施加唤醒压力脉冲信号，从而唤醒所述电子开关井工具12，所述电子开关井工具12的所述第二压力传感器9检测所述油套环空21内的压力变化，当接收到压力脉冲指令后，所述电子开关井工具12进入准备状态。随后，高压泵车向所述油套环空21再一次施加射孔压力信号，触发点火头进行射孔，所述电子开关井工具12的所述第二压力传感器9监测射孔导致的油管内压力波动并进行判断，若所述油管内产生压力波动，则所述电子开关井工具12判断射孔枪成功射孔，则所述电子开关井工具12通过比较所述第一传感器5和所述第二传感器9得到的压力压差值，当所述压力压差值在合理范围内时，所述电子开关井工具12通过所述活塞7打开油嘴，实现动态负压射孔。当射孔操作完成后，所述电子开关井工具12可以根据下井前设置的控制时序控制油嘴开关，使所述压力计13采集地层参数，再根据地层参数评估产液能力。

需要说明的是，压力脉冲指令以一段时间的高压、低压、高压的形式实现，指令最高压力值明显低于射孔压力阈值，以高压低压高压的脉冲形式规避对其他仪器的误操作，并规避施工产生的压力波动造成仪器误触发的可能性。

需要说明的是，压力脉冲信号、射孔压力信号以及射孔时产生的压力波动三个信号作为油嘴打开的必须条件，防止误触发，保证了施工的可靠性。

在一个具体实施例中，当需要更改所述电子开关井工具12预设的控制时序时，可以通过高压泵车向所述油套环空21施加压力脉冲信号进行更改。

本实用新型通过这种射孔与地层测试系统，可以达到以下有益效果：

1.本实用新型的测试系统中的电子开关井工具内置电池供电，无需在地面通过油套环空加压为活塞提供动力，方便现场施工；

2.本实用新型的测试系统在下井前根据现场需求将控制时序写入射孔与地层测试的电路板中，下井后测试系统可以在射孔后按照写定时序自动控制油管内通道的开关，实现射孔、地层测试连续作业，减少施工作业成本；

3.本实用新型的测试系统在下井后按照地面写定控制时序自动动作，同时可以通过向油套环空施加压力信号干预油嘴动作，方便地面根据需要临时调整，操作灵活；

4.本实用新型的测试系统接收信号有独有的压力控制时序，能够将井下仪器跟其他压控仪器相区别，避免相互干扰、增强测试系统的可靠性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。