一种智能分采工艺管柱及实施方法与流程

文档序号:41430315发布日期:2025-03-28 17:23阅读:117来源:国知局

本发明涉及油气田开发,具体涉及一种智能分采工艺管柱及实施方法。


背景技术:

1、我国海上油田已进入精细化注采开发阶段,现阶段,海上分层采油管柱主要有丢手式分采管柱和y型分采管柱,且一般采用机械防砂方式,生产管柱采用插入密封方式与防砂管柱内密封筒实现分层,举升系统均采用电潜泵。

2、由于常规机械滑套作为分层配产工具具有开关调层效率低、大斜度井不适用等不足,因此现有的分层采油管柱中所采用的分层配产工具通常为可地面控制的智能分采工具。丢手式分采管柱通常采用无缆智能配产器,但无缆智能配产器具有电池能量受限,限制调节频次,压力波需要从套管打水造波,既存在套管传输压力波通讯成功率低,也存在污染储层的风险等缺点;y型分采管柱通常采用有缆电控智能配产器或液控智能配产器,这类配产工具需要采用电缆或液控管线作为控制信号传输通道,电缆或液控管线一般外敷在油管上,虽然用于9-5/8in套管中具有较强适应性,但若用于更小规格的套管中,在y接头位置空间受限,存在挤压通讯电缆或液控管线的风险,下入风险高,且电潜泵选型也会受限,尤其是在7in套管中电潜泵选型受到较大限制,不满足提液生产需求。

3、进入开发中后期,侧钻调整井数量日益增多,“7in套管+6in裸眼”是侧钻调整井的主要完井方式,因此,亟需一种适用于小井眼的智能分采管柱,以弥补现有技术所存在的以上不足。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足之处,本发明提出了一种适用于小井眼的智能分采工艺管柱及实施方法。

2、根据本发明的智能分采工艺管柱,包括:防砂管柱,防砂管柱包括位于裸眼段内的防砂筛管,位于防砂筛管的前端的防砂顶部封隔器,以及用于将裸眼段分段防砂以形成多个子裸眼段的至少一个裸眼分段防砂封隔器;配产管柱,配产管柱至少包括位于各子裸眼段内的配产器,与裸眼分段防砂封隔器坐封配合且与相邻配产器相连的电控坐封封隔器,与最前端的配产器相连的下智能节点以及与下智能节点的前端相连的丢手工具;以及生产管柱,生产管柱至少包括自下而上依次连接的上智能节点和电潜泵。其中,上智能节点与地面控制装置通过第一钢管电缆相连,配产器与下智能节点通过第二钢管电缆相连,上智能节点穿过丢手工具与下智能节点磁耦合连接。

3、进一步地,上智能节点包括插头,插头内沿其轴线方向依次设置有第一能量线圈和第一信号线圈,下智能节点包括形成有内腔的下接头,内腔中沿下接头的轴线方向依次设置有第二能量线圈和第二信号线圈,插头插入内腔中使得第一能量线圈与第二能量线圈相对以实现电能传递,同时第一信号线圈与第二信号线圈相对以实现信号双向通信。

4、进一步地,智能分采工艺管柱还包括到位检测模块,到位检测模块包括设置在插头内的霍尔元件和设置在下接头内的磁性材料,霍尔元件位于第一能量线圈与第一信号线圈之间,磁性材料位于第二能量线圈与第二信号线圈之间,霍尔元件包括沿插头的轴线方向自上而下间隔设置的第一霍尔元件和第二霍尔元件,磁性材料包括沿下接头的轴线方向自上而下间隔设置的第一磁环和第二磁环,第一磁环形成有第一磁场区域,第二磁环成有第二磁场区域,在插头插入下接头的过程中,当第二霍尔元件至少部分进入第二磁场区域且第一霍尔元件至少部分进入第一磁场区域时产生对接到位电信号,对接到位电信号通过与上智能节点相连的第一钢管电缆回传至地面控制装置。。

5、进一步地,生产管柱还包括连接在上智能节点与电潜泵之间的伸缩补偿器,第一钢管电缆包括连接在地面控制装置与伸缩补偿器之间的第一连接段和连接在伸缩补偿器与上智能节点之间的第二连接段;其中,伸缩补偿器包括与电潜泵相连的伸缩杆和与上智能节点相连的外壳,外壳具有开口和与开口相连通的滑动内腔,伸缩杆包括与滑动内腔滑动配合的滑块和与滑块相连的杆体,滑块的外径尺寸大于开口的外径尺寸,滑块与开口之间设置有螺旋钢铠,螺旋钢铠套设在杆体上,杆体与电潜泵相连,第一连接段与杆体相连,第二连接段与外壳相连。

6、进一步地,电控坐封封隔器包括主控电路板,与主控电路板相连的微电机,与微电机相连的丝杆,与丝杆相连的胶筒压环,与胶筒压环相连的坐封胶筒,以及与主控电路板相连的第一电缆接头,第一电缆接头与第二钢管电缆相连,其中,当需要坐封时,地面控制装置发送坐封指令至主控电路板,主控电路板接收到坐封指令后控制微电机旋转以带动丝杆旋转,从而带动胶筒压环挤压坐封胶筒,实现坐封。

7、进一步地,配产器包括控制电路板,压力检测模块,调节阀执行机构以及第二电缆接头,当地面控制装置下发控制指令后,通过控制电路板进行解析,以控制调节阀执行机构进行开度调节动作,压力检测模块用于检测管内、外压力并上传至地面控制装置,地面控制装置根据内置的管内外压差与流量的关系图版,给出各子裸眼段的流量。

8、进一步地,配产管柱还包括位于防砂顶部封隔器前端的定位密封件,和位于定位密封件与下智能节点之间的用于悬挂及扶正配产管柱的套管顶部封隔器,套管顶部封隔器上设置有传压孔和用于穿过第二钢管电缆的穿越孔。

9、进一步地,丢手工具包括与下智能节点相连的留井短节和与留井短节相连的丢手短节,丢手短节与上智能节点相连,丢手短节与留井短节上均形成有用于穿过上智能节点的通孔,位于留井短节上的通孔的朝向上智能节点的一端形成为喇叭状。

10、根据本发明的智能分采工艺实施方法,应用上述智能分采工艺管柱,包括以下步骤:步骤一,下入防砂管柱;步骤二,通过上部油管携带配产管柱下入,定位密封件下入到位后,关闭配产器;步骤三,打压使套管顶部封隔器坐封,继续增压使丢手短节与留井短节脱开,起出上部油管;步骤四,下入生产管柱,使得上智能节点与下智能节点对接到位;步骤五,地面控制装置接收对接到位信号并发送坐封指令,使电控坐封封隔器坐封;步骤六,地面控制装置根据油藏需求调节位于各子裸眼段内的配产器的开度。

11、进一步地,在步骤二中,上部油管携带配产管柱下入之前,提前将丢手工具与下智能节点预制为工具总成,并使上部油管与丢手工具相连,在定位密封件下入到位后,采用电缆携带测试用上智能节点进入上部油管的内部并插入下智能节点中,以使测试用上智能节点与下智能节点磁耦合连接,进而通过地面控制装置发出操作指令,以关闭配产器;或者,在步骤二中,上部油管携带配产管柱下入之前,提前将上智能节点、丢手工具以及下智能节点预制为工具总成,并使上部油管与上智能节点相连,在定位密封件下入到位后,通过地面控制装置发出操作指令,以关闭配产器。

12、与现有技术相比,本发明的智能分采工艺管柱及实施方法具有以下优势:

13、1)可实现在不动配产管柱的前提下对电潜泵进行检修,从而有效地提高了检泵效率,降低了作业成本。

14、2)丢手非接触式电控智能分采工艺管柱,在小尺寸井眼中,既避免了y型管柱空间限制电潜泵选型,可满足大排量提液生产需求,又能实现长期供电、在线控制监测等智能化测控功能。

15、3)上部的生产管柱与下部的配产管柱实现柔性补偿对接,避免了生产管柱与配产管柱对接时对电潜泵造成的冲击。

16、4)电控坐封封隔器的使用不仅使得其在水平井段更易下入,从而解决了常规的插入密封件在水平井段下入困难的难点,还具有更高的胶筒膨胀比和密封压差,胶筒膨胀比可达1.7~2,密封压差可达15mpa,从而弥补了常规的小尺寸压缩式封隔器因密封压差较低而导致坐封效果不佳的不足。

17、5)该工艺管柱也适用于9-5/8in套管或更大尺寸井眼中,仍具备提高检泵效率、在线监测控制等优势。

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