带有过滤可解式封闭防护罩的深井套管外水参数采集器的制作方法

本实用新型涉及采油领域中井下套外环空监测技术，具体涉及带有过滤可解式封闭防护罩的深井套管外水参数采集器。

背景技术：

老油田开采后期为了进一步提高采收率，为了开采出难以采出的剩余油，常采用高压注水、注聚合物及三元驱、热力采油及大型压裂等高强度开采方式。由于采用强采方式，井下地层结构强度都发生了较大变化，如固井水泥环破裂，高压注水井的注入水渗漏进入套外环空，大型压裂造缝有可能裂缝延伸到高压水层，发生高压水窜等。

渗漏窜入套外环空的高压水长时间侵入泥岩基准层，易出现溶胀滑动挤压套管，或由于注采不平衡造成地层受力失衡，也易使地层滑动，对套管挤压，严重时可使套管错位断裂，造成油水井取套大修或报废。每口井可造成直接经济损失数十万甚至数百万损失。

采用深井套外水参数（水样、水压、流量、地层滑动压力）采集器技术可以在线实时监测套外环境的变化，提前预测套损现象的发生。但采集器在下井安装施工过程中其进水孔阀容易碰坏或被碎屑杂物堵塞。因此，可解式封闭保护罩的实用新型很有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供带有过滤可解式封闭防护罩的深井套管外水参数采集器，这种带有过滤可解式封闭防护罩的深井套管外水参数采集器用于解决目前采集器在下井安装施工过程中其进水孔阀容易碰坏或被碎屑杂物堵塞的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种带有过滤可解式封闭防护罩的深井套管外水参数采集器包括锥阀座、锥阀芯、锥芯弹簧、采集器内腔、过滤网、钢性可解卡封闭罩，采集器内腔为弧形，采集器内腔顶部具有开口，开口处设置锥阀座，锥阀座具有锥形孔，锥芯弹簧一端固定于采集器内腔底上，锥芯弹簧另一端连接锥阀芯，锥阀芯与锥形孔相配合形成环形进水通道，外输水管头一端置于采集器内腔中，外输水管头另一端从采集器内腔伸出；锥阀座上设置固定桩，过滤网将锥阀芯环形进水通道罩住并通过固定桩固定；钢性可解卡封闭罩将过滤网封闭在内，钢性可解卡封闭罩外边缘设置公扣，固定桩上设置母扣，公扣和母扣构成可解式卡扣。

上述方案中过滤网选用低强度网，低强度网的挤压强度为较低等级，若选用太厚高强度网，不仅增加进水节流阻力，也会严重影响锥阀芯的挤压下移。

上述方案中过滤网的网眼采用内喇叭形，外孔眼小，内孔眼大，即可过滤小直径杂质，又不产生大的节流阻力，而且，当反向注水时，采集器内腔内的高压水经过内喇叭形孔时，形成对外射流，冲击挤压滑动的泥岩层表面，减小泥岩对套管外的挤压力。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型水参数采集器的压力进水阀具有封闭式保护罩设计功能，通过压力进水阀过滤网与封闭罩联合保护方式，保证采集器在下井安装作业中不被撞坏及不被在杂物堵塞。

2、本实用新型中过滤网在内为固定安装，封闭罩在过滤网外侧设计为可脱卡安装，利用弹性公扣与母扣方式，可便于封闭罩与锥阀座的快速固定连接与快速脱解。

3、本实用新型水质参数采样器分成对应泥岩层的主流量采样器及泥岩层下端的次流量采样器，是为了在泥岩层溶胀堵塞主流量孔后还能监测环空流体参数。

4、本实用新型利用地面连接细导管的水泵反向注水打压方式，很方便、很直观，实现封闭罩反向打压脱离。压力曲线特征是：当反向注水开始时压力直线上升，当达到套外水压与弹性卡扣脱开之时，封闭罩突然被采集器内腔的反向注水压力推脱解卡，地面注水压力表的压力值也突然降落。此解卡方法：易操作，易观察。

利用连接在细导流管上的抽水泵抽吸套外环空水，并化验水样成分，直到水样成分接近原始地层水样成分。表明套外环空水环境已消除外打压水的污染，恢复到原始套外水环境，利于以后的在线监测对比分析。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1锥阀座；2锥阀芯；3锥芯弹簧；4采集器内腔；5过滤网；6钢性可解卡封闭罩；7环形进水通道；8外输水管头；9公扣；10母扣。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，这种带有过滤可解式封闭防护罩的深井套管外水参数采集器包括锥阀座1、锥阀芯2、锥芯弹簧3、采集器内腔4、过滤网5、钢性可解卡封闭罩6，采集器内腔4为弧形的，采集器内腔4顶部具有开口，开口处设置锥阀座1，锥阀座1具有锥形孔，锥芯弹簧3一端固定于采集器内腔4底上，锥芯弹簧3另一端连接锥阀芯2，锥阀芯2与锥形孔相配合形成环形进水通道7，外输水管头8一端置于采集器内腔4中，外输水管头8另一端从采集器内腔4伸出；锥阀座1上设置固定桩，过滤网5将锥阀芯环形进水通道7罩住并通过固定桩固定，锥阀座1、锥阀芯2、锥芯弹簧3构成进水锥阀。

过滤网5选用低强度网且韧性的过滤网，低强度网的挤压强度为较低等级，若选用太厚高强度网，不仅增加进水节流阻力，也会严重影响锥阀芯的挤压下移。进水锥阀外侧设置固定的过滤网，可以净化过滤网外从深井套管外环空进入的水样，防止泥碎屑进入，造成水通道堵塞及采集器腔内淤堵。

过滤网5的网眼采用内喇叭形，外孔眼小，内孔眼大，即可过滤小直径杂质，又不产生大的节流阻力，且反向注水时可形成喷射效果。

钢性可解卡封闭罩6将过滤网5封闭在内，采集器上的进水锥阀在正常状况下是常开状态，在其下井过程中容易撞坏或被杂物堵塞。因此需要在进水锥阀过滤网的外侧设置封闭保护罩。钢性可解卡封闭罩6外边缘设置公扣9，固定桩上设置母扣10，公扣9和母扣10构成可解式卡扣。在采集器及封闭保护罩下井安装后，当正常采集水样等参数时，需要把封闭保护罩拆除，以敞开进水通道。因此，要求封闭保护罩是可解卡式。用公扣母扣的弹性卡扣结构，做到可卡紧也可解除功能，封闭保护罩连接弹性公扣，弹性母扣固定在锥形阀座上，与过滤网固定桩固定在一起。

封闭罩采用刚性较大的材料及结构，以提高保护能力。下井施工时需要封闭保护，正常取水样监测时需要解除封闭罩。

本实用新型中钢性可解卡封闭罩的工作流程：

1、在地面安装采集器过滤网5，过滤网5应靠近锥阀芯2，但又不挤压锥阀芯2，过滤网5连接脚固定在锥阀座1上，固定应牢固。

2、在地面安装钢性可解卡封闭罩6，把封闭保护罩上的弹性公扣9对准锥阀座上固定的弹性母扣10，由轻到重按压公扣上端，直至公扣9卡入母扣10。

注意：①避免按压封闭保护罩的中心部位，以免造成用力过大而造成保护罩凹陷变形；②公扣与母扣卡紧度不易太紧，以免难以解除。

3、在地面把采集器外输水管头8与细导管连接。

4、在地面把采集器内腔4的内弧面贴到套管上，并用绑带固定，检查是否紧固。

5、采集器及细导流管紧贴套管一起下入深井中。

6、当采集器下到预定深度，再安装地面监测装置并与细导管连接。

7、用压力水泵接入地面细导管出水端反向打压注水。此时细导管内水压直线上升，当细导管反向注水压力大于封闭保护罩外的环空水压及公扣母扣脱解力之和时，封闭保护罩在采集器内腔的反注水压力推动下脱开卡扣而掉落套外环空固井水泥面返高界面上。

一旦封闭保护罩脱离卡扣，地面细导管上连接的反注水压力泵的压力值将突然下降，此时已表明封闭保护罩脱落。

8、把细导管连接的反向注水泵更换为抽水泵，抽出套外环空内的水样，直到水质成分接近原始地层水质成分，表明井下套外环空水环境已恢复到原始状况。

9、检查地面在线水参数（水样，水压，水流量），监测系统的完好性，进入正常监测状态。

本实用新型可解式封闭护罩在下井施工时完全封闭保护，在下井后可以解开封闭罩，让套外环空高压水流入孔阀，还能对流入水进行过滤，防止水中杂质充满采集器内腔或卡死孔阀。