一种井下作业自动压井工艺方法及装置制造方法及图纸

一种井下作业自动压井工艺方法及装置，属于油田井下作业技术领域。包括液面动态监测系统；中央处理系统和储液灌注系统;液面动态监测系统完成油井实时动态动液面检测及硫化氢气体、一氧化碳气体、可燃气体监测数据采集和超标报警任务，以音速为基准根据接收到的动液面反射波往返传输时间，来确定油井动液面的相对位置，完成油井动液面监测。本发明专利技术在油井作业过程中准确地动态监控井下动液面变化量及趋势，当液面降低超过设限，自动启动灌液系统向井内补充压井液，平衡井下压力。并将监测的动液面、补充液量、CH4、H2S、CO2溢气等主要参数，进行处理、显示、存储、远传、预报，超限声光报警。

【技术实现步骤摘要】
一种井下作业自动压井工艺方法及装置
本专利技术涉及一种井下作业自动压井工艺方法及装置，属于油田井下作业

技术介绍
目前国内外油井在常规井下作业过程中处于敞口常压状态，必须在作业之前向井内注入压井液以液柱压力平衡地层压力，防止作业过程中发生井喷事故,某些地层情况复杂的油区,上述压井工序实施不到位时,会有井喷风险,也会使有毒有害气体溢出井口，威胁井场内修井作业人员的安全。现场作业时一般都进行循环压井将压井液注满井筒,确认井口无外溢后方可拆卸井口开始作业,作业过程起出管柱过程会导致动液面下降，根据设计要求要及时向井内补灌修井液，灌入修井液量与起出管柱排替量相符，来保持井筒液柱压力。遇到有压井液漏失或井涌时,修井液补灌往往不能及时准确的进行,现实中亟需一种能动态保持压井液柱压力平衡储层压力的新技术装置，来彻底解决作业过程中自动平衡灌液压井的难题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种井下作业自动压井工艺方法及装置。一种适合油井作业工况的油井作业自动压井工艺装置，包括液面动态监测系统、中央处理系统、储液灌注系统和电源适配器；所述的液面动态监测系统主要由三通式外壳、安全闸阀、气缸体、磁力活塞、喉咙、微音器组成；在同一个壳腔内辅助阵列安装了一氧化碳传感器、硫化氢传感器、可燃气体传感器；所述的三通式外壳前端设置了井口连接器，后端设置了灌液管线连接器，与后端呈45度角的上方连接一个安全闸阀，安全闸阀的上端仪器舱内安装有次声波发生系统和各种传感器，在三通的灌液管线连接器7一侧设置了单流阀，与安全闸阀垂直安装，防止液体倒流、阻断声波向其它方向传播；所述的液面动态监测系统主要由气缸体、磁力活塞、喉咙和微音器构成；活塞两端等同压力于井口联通的密闭的三通壳体内；磁力活塞是依靠通过其线圈的正反电流所产生的正反电磁力作用，在气缸体中作往复运动，磁力活塞在气缸体内运动所产生的气流，通过喉咙时产生次声波，该波沿井筒下传，遇到各油管接箍反射到微音器，传送至中央处理系统，标定该环境下的音速；以该音速为基准根据接收到的动液面反射波往返传输时间，来确定油井动液面的相对位置，完成油井动液面监测；电源适配器4将220V交流电转换成24V直流电连接整个设备使用；所述的中央处理系统主要包括，信号接收系统、运算系统、数据存储系统、触控显示系统、报警系统、数据远传系统和控制输出系统，集成在一个壳体内；运算系统连接信号接收系统、数据存储系统、触控显示系统、报警系统、数据远传系统和控制输出系统，信号接收系统连接流量计、液面动态监测系统；控制输出系统连接灌注泵和自动闸阀；中央处理系统定时指令液面动态监测系统对正在作业的油井实施动态液面和有毒气体监测，并将测得数据传输给中央处理系统，信号接收系统，能将来自各传感器的原始信号数据梳理后，传送到运算系统进行运算分析与设定值比较，将生成数据递交并指令存储系统、显示系统、远传系统，视实际情况指令储液罐注系统做出相应的计量注液或停止，将所灌入压井液的计量数据反馈给中央处理系统；所述的储液灌注系统主要由撬装车载储液罐、灌注泵、流量计和自动闸阀及单流阀构成；撬装车载储液罐连接流量计,流量计连接灌注泵、灌注泵和信号接收系统；灌注泵连接控制输出系统和自动闸阀；自动闸阀连接灌液管线连接器。一种井下作业自动压井工艺方法，包括液面动态监测系统；中央处理系统和储液灌注系统;液面动态监测系统完成油井实时动态动液面检测及硫化氢气体、一氧化碳气体、可燃气体监测数据采集和超标报警任务，以音速为基准根据接收到的动液面反射波往返传输时间，来确定油井动液面的相对位置，完成油井动液面监测；中央处理系统主要包括，信号接收系统、中央处理系统、数据存储系统、触控显示系统、报警系统、数据远传系和控制输出系统，集成在一个类似于电脑显示器的壳体内；信号接收系统能将来自各传感器的原始信号数据，完成对各项监测项目的周期性数据采集、分析运算并与设定值对比、记录、显示，超标报警，梳理后传送到运算系算分析与设定值比较，将生成数据递交并指令存储系统、显示系统、远传系统，视实际情况指令储液罐注系统做出相应的计量注液或停止，控制储液灌注系统及时向井内注入压井液至设定值，用于平衡储层压力；将所灌入压井液的计量数据反馈给中央处理系统；如果监测到有害气体超标或出现井漏、井涌等现象，自动压井系统不能满足现实需要等异常情况，中央处理系统会及时指令报警系统发出警报，并显示报警原因；储液灌注系统主要由车载储液罐、灌注系统和计量系统组成，主要任务是按中央控制系统的指令，将储液罐中的压井液及时注入井内，并将计量数据反馈给中央控制系统，用于核对校准液面检测准确度，实现自动压井，达到实时保持压井液液柱压力,有效预防井喷的目的；一氧化碳传感器、硫化氢传感器、可燃气体传感器用于监测有害气体含量；储液灌注系统主要由撬装车载储液罐、灌注泵、流量计和自动闸阀及单流阀构成；所述的灌注泵是应急泵，只在特殊的带压灌注时启用，常规作业只需打开自动闸阀，压井液就会受重力作用自流入井桶，自动闸阀与流量计之间有单流阀，防止带压灌注压井时压井液倒流；灌注泵和自动闸阀受控于中央处理系统，流量计将每次的罐液量反馈给中央处理系统，用于核对校准液面检测数据的准确度。本专利技术的优点是该系统在油井作业过程中准确地动态监控井下动液面变化量及趋势，当液面降低超过设限，自动启动灌液系统向井内补充压井液，平衡井下压力。并将监测的动液面、补充液量、CH4、H2S、CO2溢气等主要参数，进行处理、显示、存储、远传、预报，超限声光报警。有效维持井下压力衡，有效保证井下作业施工安全，变被动井控为主动井控。主要技术参数1、液位监测距离：3000m;测试精度：≤±0.5%;运行方式：≤2次／min，并可调节设置；2、供电模式：24V电源适配器；3、井下数据采集单元防护级别：IP66；4、防爆标识：ExmⅡT3；5、有毒有害气体报警极限：可根据相关QHSE标准设定。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，如图其中：图1为本专利技术具体实施例中的系统流程示意图；图2为本专利技术具体实施例中的液面监测系统结构示意图；图3为本专利技术具体实施例中的中央处理系统流程示意图；图4为本专利技术具体实施例中的储液罐注系统流程示意图。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。具体实施方式显然，本领域技术人员基于本专利技术的宗旨所做的许多修改和变化属于本专利技术的保护范围。实施例1：如图1、图2、图3、图4所示，一种井下作业自动压井工艺装置，液面动态监测系统1、中央处理系统2、储液灌注系统3和电源适配器4；所述的液面动态监测系统1主要由三通式外壳5、安全闸阀9、气缸体15、磁力活塞16、喉咙14、微音器11等组成；在同一个壳腔内辅助阵列安装了一氧化碳传感器10、硫化氢传感器12、可燃气体传感器13；所述的三通式外壳5前端设置了井口连接器6，后端设置了灌液管线连接器7，与后端呈45度角的上方连接一个安全闸阀9，安全闸阀9的上端仪器舱内安装有次声波发生系统和各种传感器，在三通的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下作业自动压井工艺方法，其特征在于包括液面动态监测系统；中央处理系统和储液灌注系统;液面动态监测系统完成油井实时动态动液面检测及硫化氢气体、一氧化碳气体、可燃气体监测数据采集和超标报警任务，以音速为基准根据接收到的动液面反射波往返传输时间，来确定油井动液面的相对位置，完成油井动液面监测；中央处理系统主要包括，信号接收系统、中央处理系统、数据存储系统、触控显示系统、报警系统、数据远传系和控制输出系统，集成在一个类似于电脑显示器的壳体内；信号接收系统能将来自各传感器的原始信号数据，完成对各项监测项目的周期性数据采集、分析运算并与设定值对比、记录、显示，超标报警，梳理后传送到运算系算分析与设定值比较，将生成数据递交并指令存储系统、显示系统、远传系统，视实际情况指令储液罐注系统做出相应的计量注液或停止，控制储液灌注系统及时向井内注入压井液至设定值，用于平衡储层压力；将所灌入压井液的计量数据反馈给中央处理系统；如果监测到有害气体超标或出现井漏、井涌等现象，自动压井系统不能满足现实需要等异常情况，中央处理系统会及时指令报警系统发出警报，并显示报警原因；储液灌注系统主要由车载储液罐、灌注系统和计量系统组成，主要任务是按中央控制系统的指令，将储液罐中的压井液及时注入井内，并将计量数据反馈给中央控制系统，用于核对校准液面检测准确度，实现自动压井，达到实时保持压井液液柱压力,有效预防井喷的目的；一氧化碳传感器、硫化氢传感器、可燃气体传感器用于监测有害气体含量；储液灌注系统主要由撬装车载储液罐、灌注泵、流量计和自动闸阀及单流阀构成；所述的灌注泵是应急泵，只在特殊的带压灌注时启用，常规作业只需打开自动闸阀，压井液就会受重力作用自流入井桶，自动闸阀与流量计之间有单流阀，防止带压灌注压井时压井液倒流；灌注泵和自动闸阀受控于中央处理系统，流量计将每次的罐液量反馈给中央处理系统，用于核对校准液面检测数据的准确度。...

【技术特征摘要】
1.一种井下作业自动压井工艺方法，其特征在于,包括液面动态监测系统；中央处理系统和储液灌注系统；利用液面动态监测系统完成油井实时动态动液面检测及硫化氢气体、一氧化碳气体、可燃气体监测数据采集和超标报警任务，以音速为基准根据接收到的动液面反射波往返传输时间，来确定油井动液面的相对位置，完成油井动液面监测；中央处理系统主要包括，信号接收系统、运算系统、数据存储系统、触控显示系统、报警系统、数据远传系统和控制输出系统，集成在一个类似于电脑显示器的壳体内；利用信号接收系统接收来自各传感器的原始信号数据，完成对各项监测项目的周期性数据采集和数据梳理，利用数据存储系统进行记录，触控显示系统进行显示，报警系统进行超标报警，经信号接收系统分析运算后的数据传送到运算系统，所述运算系统将上述数据与设定值比较，将生成的数据传递给数据存储系统、触控显示系统、数据远传系统和储液罐注系统，储液罐注系统接收到上述生成的数据后做出相应的计量注液或停止，控制储液灌注系统及时向井内注入压井液至设定范围内，用于平衡储层压力；将所灌入压井液的计量数据反馈给中央处理系统；如果监测到有害气体超标或出现井漏、井涌现象，中央处理系统会及时指令报警系统发出警报，并显示报警原因；上述传感器包括一氧化碳传感器、硫化氢传感器、可燃气体传感器；其中，所述储液灌注系统主要由撬装车载储液罐、灌注泵、流量计和自动闸阀及单流阀构成；所述的灌注泵是应急泵，只在特殊的带压灌注时启用，常规作业只需打开自动闸阀，压井液就会受重力作用自流入井筒，自动闸阀与流量计之间有单流阀，防止带压灌注压井时压井液倒流；灌注泵和自动闸阀受控于中央处理系统，流量计将每次的灌液量反馈给中央处理系统，用于核对校准液面检测数据的准确度。2.一种井下作业自动压井工艺装置，其特征在于包括液面动态监测系统、中央处理系统、储液灌注系统和电源适配器；所述的液面动态监测系统主要由三通式外壳、安全闸阀、气缸体、磁力活塞、喉咙、微音...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁爱国，张新国，李拥军，李纲要，史建英，刘中军，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11