專利名稱:一種射孔器檢驗(yàn)方法及用于該檢驗(yàn)方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種射孔器檢驗(yàn)方法及用于該檢驗(yàn)方法的裝置,特別是涉及一種模擬地層條件的射孔器檢驗(yàn)方法及用于該檢驗(yàn)方法的裝置。
在現(xiàn)有射孔器射孔效果檢驗(yàn)技術(shù)中,檢驗(yàn)射孔彈器射孔效果的方法是在地面常溫常壓條件下,將射孔器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)靶---環(huán)形混凝土靶進(jìn)行射孔,然后打開(kāi)環(huán)形混凝土靶檢測(cè)射孔器的穿孔性能。由于該方法用混凝土靶模擬地層介質(zhì),容易受到混凝土靶的配制誤差的影響,并且地面與井下客觀條件差異很大,結(jié)果造成地面檢驗(yàn)結(jié)果與井下實(shí)際應(yīng)用差距甚遠(yuǎn),其結(jié)果不能真實(shí)反映射孔器在井下的實(shí)際應(yīng)用效果,因此不能合理選擇射孔器及評(píng)定射孔結(jié)果。
本發(fā)明的目的在于提供一種射孔器檢驗(yàn)方法及用于該檢驗(yàn)方法的裝置,使其能模擬射孔器在地下的使用條件,準(zhǔn)確選擇射孔器和射孔條件。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的如
圖1所示,射孔器在地下井筒對(duì)地層射孔時(shí),射孔射流45受到井筒內(nèi)壓力P1、地層孔隙壓力P2和地層上覆壓力P3及地層溫度的影響,因此射孔器射孔時(shí)的結(jié)果會(huì)因這些條件的不同而不同。本發(fā)明采用的檢驗(yàn)方法是在地面模擬射孔器在井下的使用環(huán)境,即實(shí)際的井下溫度和井下三個(gè)壓力井筒壓力P1、地層孔隙壓力P2和地層上覆壓力P3時(shí),在此環(huán)境下對(duì)射孔器射孔效果進(jìn)行檢驗(yàn);并且由于地層條件不同,射孔器受到的井筒壓力與地層壓力相比會(huì)出現(xiàn)三種情況即井筒壓力大于、等于、小于射孔地層壓力,因此可以調(diào)整壓力參數(shù),使其與實(shí)際情況相符。該方法能直觀、真實(shí)地反映在一定壓力和溫度條件下的射孔性能和效果,這在現(xiàn)有的射孔器檢驗(yàn)方法中無(wú)法達(dá)到。
一種射孔器檢驗(yàn)方法,在地面模擬井下射孔地層上覆壓力、射孔地層孔隙壓力和井筒壓力以及溫度,將射孔器置于該環(huán)境下進(jìn)行射孔效果檢驗(yàn)。壓力條件可為正壓、負(fù)壓、平衡壓力條件下,即井筒中壓力大于、等于、小于射孔地層壓力條件下,射孔器于該環(huán)境下進(jìn)行射孔效果檢驗(yàn)。
為使用上述方法檢驗(yàn)射孔器的射孔效果,發(fā)明了采用該方法所使用的檢驗(yàn)裝置。全套裝置由射孔器檢驗(yàn)釜體、溫度控制系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)、引爆器組成。射孔器檢驗(yàn)釜體包括筒體2、射孔器4、靶體組件7、夾套9上下密封件,筒體2與其上端的上密封頭27、壓環(huán)1和下端的下密封頭10、壓環(huán)20形成一個(gè)耐高壓的容器,溫度傳感器13裝于上密封頭27內(nèi),其引線28和射孔器點(diǎn)火引線29通過(guò)上密封頭27和壓環(huán)1出來(lái)分別與溫度控制系統(tǒng)和引爆器相連,靶體組件7的上密封堵頭21將容器分成上下兩部分,上部射孔器4靠其支架架在支承套5上,懸掛正中,上部的空間構(gòu)成井筒壓力倉(cāng)P13,由井筒加壓過(guò)橋6與壓力控制系統(tǒng)連接,為其提供壓力;下部正中裝配著靶體組件7,靶體外鋼套22座在靶體下堵頭24上,內(nèi)襯靶體橡膠套23,上端通過(guò)靶體懸掛壓帽總承26固定靶體,靶體組件7中的環(huán)空構(gòu)成地層孔隙壓力倉(cāng)P2,通過(guò)壓力過(guò)橋11與壓力控制系統(tǒng)連接,為其提供壓力;靶體組件7外環(huán)空為上覆壓力倉(cāng)P38,通過(guò)壓力過(guò)橋12與壓力控制系統(tǒng)連接,為其提供壓力;筒體2外壁連接夾套9,中間形成的空腔供傳熱介質(zhì)使用,其上有上接口17、下接口18,下端有放油口19,射孔器檢驗(yàn)釜體和夾套由上法蘭14、夾套中法蘭15、夾套下法蘭16固定。
筒體內(nèi)部為上大下小,筒體夾套下端連接出油口19,便于放完夾套內(nèi)的加熱介質(zhì)。夾套9和筒體2間還設(shè)有加強(qiáng)筋。靶體組件與筒體內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋。
溫度控制系統(tǒng)由介質(zhì)儲(chǔ)存設(shè)備、加熱設(shè)備、溫度控制器組成,溫度控制器與射孔器檢驗(yàn)釜體溫度檢測(cè)元件和加熱設(shè)備連接。加溫時(shí)由傳熱介質(zhì)經(jīng)加熱設(shè)備加熱后進(jìn)入射孔器檢驗(yàn)釜體加熱后再出來(lái)完成循環(huán)。為便于及時(shí)降溫,在加熱設(shè)備后連接降溫設(shè)備,冷卻時(shí)啟動(dòng)降溫設(shè)備,傳熱介質(zhì)經(jīng)降溫設(shè)備降溫后進(jìn)入射孔器檢驗(yàn)釜體,對(duì)射孔器檢驗(yàn)釜體降溫后再出來(lái)完成循環(huán)。為便于控制溫度,加熱設(shè)備最好采用電加熱器作為加熱源,由溫度控制器控制在設(shè)定溫度上。射孔釜體內(nèi)介質(zhì)溫度控制是由連接測(cè)溫元件的溫度控制器通過(guò)對(duì)加熱器中的多組電加熱元件的通斷操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在升溫過(guò)程中,控制系統(tǒng)根據(jù)所測(cè)的介質(zhì)溫度與設(shè)定溫度的差值自動(dòng)投入一組或多組電加熱器以達(dá)到最佳的升溫和恒溫過(guò)程。較高溫度的控制采用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì),較低溫度時(shí)用水作為傳熱介質(zhì)。
壓力控制系統(tǒng)包括壓力提供和控制,壓力由超高壓泵輸入液體提供,各壓力進(jìn)口管路上分別裝有壓力檢測(cè)元件和壓力控制器,至設(shè)定壓力時(shí)自動(dòng)停止加壓。管路上還設(shè)有排放閥,超壓可自動(dòng)泄壓,確保壓力控制準(zhǔn)確和超壓時(shí)的安全。
根據(jù)已有技術(shù),本套裝置還可將檢測(cè)、控制的各個(gè)參數(shù)的采集、輸送通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,進(jìn)行計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制和整個(gè)數(shù)據(jù)和流程的直觀顯示。整套裝置的操作可集中到一個(gè)操作臺(tái)上。
由于本發(fā)明射孔器射孔方法及裝置,將射孔器置于模擬的實(shí)際使用環(huán)境中使用,并提供了相應(yīng)的裝置,因此既方便射孔器操作又能準(zhǔn)確地得到射孔器的射孔結(jié)果。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法及裝置作詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1為射孔器井下射孔狀態(tài)示意圖;圖2為射器孔檢驗(yàn)釜體結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為射孔器檢驗(yàn)裝置系統(tǒng)原理圖。
全套裝置由射孔器檢驗(yàn)釜體、溫度控制系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)、引爆器組成。由圖2中所見(jiàn),射孔器檢驗(yàn)釜體包括筒體2、射孔器4、靶體組件7、夾套9、上下密封件,筒體2與其上端的上密封頭27、壓環(huán)1和下端的下密封頭10及壓環(huán)20形成一個(gè)耐高壓的容器,溫度傳感器13裝于上密封頭27內(nèi),其引線28和射孔器點(diǎn)火引線29通過(guò)上密封頭27和壓環(huán)1出來(lái)分別與溫度控制系統(tǒng)和引爆器相連,靶體組件7的上密封堵頭21將容器分成上下兩部分,上部射孔器4靠其支架架在支承套5上,懸掛正中,上部的空間構(gòu)成井筒壓力倉(cāng)P13,由井筒加壓過(guò)橋6與壓力控制系統(tǒng)連接,為其提供壓力,加壓過(guò)橋6由夾套密封座總承25支襯;下部正中裝配著靶體組件7,靶體外鋼套22座在靶體下堵頭24上,內(nèi)襯靶體橡膠套23,上端通過(guò)靶體懸掛壓帽總承26固定靶體,靶體組件7中的環(huán)空構(gòu)成地層孔隙壓力倉(cāng)P2,通過(guò)壓力過(guò)橋11與地層孔隙壓力提供系統(tǒng)連接,為其提供壓力;靶體組件7外環(huán)空為上覆壓力倉(cāng)P38,通過(guò)壓力過(guò)橋12與壓力提供系統(tǒng)連接,為其提供壓力;筒體2外壁連接夾套9,中間形成的空腔供傳熱介質(zhì)使用,其上有上接口17、下接口18,下端有放油口19,射孔器檢驗(yàn)釜體和夾套由上法蘭14、夾套中法蘭15、夾套下法蘭16固定。
如圖3所示,壓力控制系統(tǒng)由超高壓泵43連接加壓閥40,電磁控制閥42而成,分別與射孔器檢驗(yàn)釜體的井筒加壓過(guò)橋6、壓力過(guò)橋12、壓力過(guò)橋11相連,壓力進(jìn)口管路上分別裝有壓力檢測(cè)元件41和排放閥,壓力檢測(cè)元件41與壓力控制器相連,由空氣壓縮機(jī)44提供氣源,可確保壓力控制準(zhǔn)確和超壓時(shí)的安全。射孔檢驗(yàn)釜體內(nèi)三個(gè)壓力倉(cāng)室的三個(gè)壓力可相互獨(dú)立,也可相互聯(lián)通,分別模擬井下的三種壓力,即井筒壓力P1、地層孔隙壓力P2和地層上覆壓力P3。射孔檢驗(yàn)釜體內(nèi)的壓力控制則是根據(jù)被測(cè)壓力與設(shè)定壓力相比較后控制超高壓泵及加壓閥的啟閉來(lái)實(shí)現(xiàn)的。裝置加壓時(shí),通過(guò)超高壓泵向射孔釜體注入液體,到達(dá)設(shè)定壓力時(shí),停止輸液,維持壓力。
溫度控制系統(tǒng)分加熱回路、冷卻回路和溫度控制器,回路的轉(zhuǎn)換是通過(guò)電動(dòng)三通閥的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。加熱回路為高位油箱30低端經(jīng)補(bǔ)油泵37與低位油箱38連接、底部與油氣分離器31下部連接,另一側(cè)高端與低位油箱38頂部連接,油氣分離器31底端連接循環(huán)泵33后接有多組電加熱元件的加熱器36經(jīng)通路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)35一路與進(jìn)口18直接相連,另一路經(jīng)熱交換器34管程后與進(jìn)口18相連,射孔器檢驗(yàn)釜體出口17與油氣分離器8上部相連,油氣分離器31上部與高位油箱30相連。冷卻回路為熱交換器34殼程一端與冷卻塔39相連,另一端經(jīng)泵與水箱32相連,水箱32與冷卻塔39相連。導(dǎo)熱油在系統(tǒng)中的流動(dòng)是依靠循環(huán)油泵33來(lái)實(shí)現(xiàn)的。油氣分離器中的導(dǎo)熱油經(jīng)循環(huán)油泵33加壓后通過(guò)加熱器36加熱,由進(jìn)口18進(jìn)入射孔釜體夾套,對(duì)射孔器檢驗(yàn)釜體加熱后從出口17出來(lái)到油氣分離器31,完成整個(gè)循環(huán)。反之試驗(yàn)裝置降溫時(shí),先停止電加熱器36,導(dǎo)熱油通路轉(zhuǎn)入熱交換器34與水換熱,降溫后輸入進(jìn)口18進(jìn)入射孔器檢驗(yàn)釜體夾套,使射孔釜體降溫。射孔器檢驗(yàn)釜體內(nèi)介質(zhì)溫度控制是由連接測(cè)溫元件的溫度控制器通過(guò)對(duì)加熱器中的多組電加熱元件的通斷操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在升溫過(guò)程中,控制系統(tǒng)根據(jù)所測(cè)的介質(zhì)溫度與設(shè)定溫度的差值自動(dòng)投入一組或多組電加熱器以達(dá)到最佳的升溫和恒溫過(guò)程。
試驗(yàn)時(shí)將靶體組件7、中間密封堵頭21、帶射孔器4的上密封頭27、壓環(huán)1依次吊裝入射孔器檢驗(yàn)釜體容器內(nèi)并用上壓環(huán)1壓緊密封,將溫度傳感器引線29連到溫度控制器上,然后用導(dǎo)熱油通過(guò)夾套進(jìn)行升溫,當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度后,停止加熱,恒溫。再根據(jù)要求由壓力控制系統(tǒng)對(duì)上覆壓力、孔隙壓力和井筒壓力進(jìn)行加壓。保溫到設(shè)定的時(shí)間后按動(dòng)引爆器起爆射孔器射孔,然后將靶體組件取出,對(duì)靶體進(jìn)行開(kāi)靶檢測(cè),對(duì)射孔后的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定,測(cè)得射孔器在該條件下的射孔結(jié)果。在設(shè)定的溫度環(huán)境下,變換上覆壓力、孔隙壓力和井筒壓力的值,檢驗(yàn)各種型號(hào)射孔器在正壓、負(fù)壓或平衡壓力條件下的射孔性能。
在設(shè)定的溫度環(huán)境下,還可檢驗(yàn)各種型號(hào)射孔器在正壓、負(fù)壓或平衡壓力條件下射孔對(duì)射孔地層滲透率的影響。
首先對(duì)巖心靶的原始滲透率進(jìn)行測(cè)定,完成后將其同巖心靶組件7組裝在一起、然后將巖心靶組件7、帶射孔器的上密封頭27、壓環(huán)1依次吊裝入射孔試驗(yàn)容器內(nèi)并用上壓環(huán)1壓緊密封,然后進(jìn)行升溫,當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度后,再進(jìn)行加壓,按要求保持上覆壓力、孔隙壓力和井筒壓力。保溫到設(shè)定的時(shí)間后起爆射孔器射孔,射孔后按照設(shè)計(jì)要求調(diào)整上覆壓力、孔隙壓力和井筒壓力,然后對(duì)射孔后的巖心靶的滲透率進(jìn)行定量檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種射孔器檢驗(yàn)方法,其特征在于在地面模擬井下射孔地層上覆壓力、射孔地層孔隙壓力和井筒壓力以及溫度環(huán)境,將射孔器置于該環(huán)境下進(jìn)行射孔效果檢驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢驗(yàn)方法,其特征在于使井筒中壓力小于射孔地層壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢驗(yàn)方法,其特征在于使井筒中壓力大于射孔地層壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢驗(yàn)方法,其特征在于使井筒中壓力等于射孔地層壓力。
5.一種用于權(quán)利要求1所述的檢驗(yàn)裝置,其特征在于由射孔器檢驗(yàn)釜體、溫度控制系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)、引爆器組成,射孔器檢驗(yàn)釜體包括筒體(2)、射孔器(4)、靶體組件(7)、夾套(9)上下密封件,筒體(2)與其上端的上密封頭(27)、壓環(huán)(1)和下端的下密封頭(10)、壓環(huán)(20)形成一個(gè)容器,溫度傳感器(13)裝于上密封頭(27)內(nèi),其引線(28)和射孔器點(diǎn)火引線(29)通過(guò)上密封頭(27)和壓環(huán)(1)出來(lái)分別與溫度控制系統(tǒng)和引爆器相連,靶體組件(7)的上密封堵頭(21)將容器分成上下兩部分,上部射孔器(4)靠其支架架在支承套(5)上,懸掛正中,上部的空間構(gòu)成井筒壓力倉(cāng)P1(3),由井筒加壓過(guò)橋(6)與壓力控制系統(tǒng)連接;下部正中裝配著靶體組件(7),靶體外鋼套(22)座在靶體下堵頭(24)上,內(nèi)襯靶體橡膠套(23),上端通過(guò)靶體懸掛壓帽總承(26)固定靶體,靶體組件(7)中的環(huán)空構(gòu)成地層孔隙壓力倉(cāng)P2,通過(guò)壓力過(guò)橋(11)與壓力控制系統(tǒng)連接;靶體組件7外環(huán)空為上覆壓力倉(cāng)P3(8),通過(guò)壓力過(guò)橋(12)與壓力控制系統(tǒng)連接;筒體(2)外壁連接夾套(9),中間形成的空腔供傳熱介質(zhì)使用,其上有上接口(17)、下接口(18),射孔器檢驗(yàn)釜體和夾套由上法蘭(14)、夾套中法蘭(15)、夾套下法蘭(16)固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢驗(yàn)方法,其特征在于筒體(2)內(nèi)部為上大下小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢驗(yàn)方法,其特征在于筒體夾套(9)下端連接出油口(19)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢驗(yàn)方法,其特征在于溫度控制系統(tǒng)由介質(zhì)儲(chǔ)存設(shè)備、加熱設(shè)備、溫度控制器組成,溫度控制器與射孔器檢驗(yàn)釜體溫度檢測(cè)元件和加熱設(shè)備連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢驗(yàn)方法,其特征在于壓力控制系統(tǒng)包括壓力提供和控制,壓力由超高壓泵輸入液體提供,各壓力進(jìn)口管路上分別裝有壓力檢測(cè)元件和壓力控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模擬地層條件的射孔器檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)裝置,能夠解決目前射孔器不能在井下射孔條件下檢測(cè)從而得不到符合實(shí)際情況的結(jié)果的缺點(diǎn)。一種射孔器檢驗(yàn)方法,在地面模擬井下射孔地層上覆壓力、射孔地層孔隙壓力和井筒壓力以及溫度環(huán)境,將射孔器置于該環(huán)境下進(jìn)行射孔效果檢驗(yàn),并提供了能按井下實(shí)際值控制這些壓力和溫度參數(shù)的相應(yīng)的檢驗(yàn)射孔器射孔結(jié)果的裝置。本發(fā)明具有既方便射孔器操作又能準(zhǔn)確地得到射孔結(jié)果的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/11GK1392327SQ0112223
公開(kāi)日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2001年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月20日
發(fā)明者何億成, 王界益, 周緒國(guó), 彭原平 申請(qǐng)人:新疆石油管理局測(cè)井公司