[發明專利]井中活塞的位置的檢測

有效

• 申請號: 201410336401.4
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104514546B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 約翰·菲利普·米勒;大衛·萊爾·韋斯
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: E21B47/09
• 分類號: E21B47/09;E21B43/12;E21B47/008
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 李江暉

背景技術

本發明涉及用于從天然氣井或者類似物移除流體的活塞類型。更特別地，本發明涉及當活塞沿著天然氣井的長度移動時，檢測活塞的位置。

深井用于從土地里面抽取氣體和流體。例如，這種井被用于從地下的氣穴抽取天然氣。該井包括長管，所述長管被放置在已經鉆入土地的孔中。當該井到達天然氣穴時，氣體可以被抽取到表面。

當天然氣井變老時，諸如水的流體趨于聚集在井的底部處。該水緩行，并且最后防止天然氣流動到表面。已經用于延長井的壽命的一個技術是基于活塞的抬升系統，所述抬升系統用于從井底部移除流體。井里面的活塞位置通過打開和關閉在井頂部處的閥控制。在閥關閉時，排出井外的氣體流動停止，并且活塞通過水落下到井的底部。當活塞到達井的底部時，閥可以打開，借此來自井中的壓力推動活塞到表面。當活塞上升時，該活塞抬升其上面的任何流體達到表面，因而從井中移除大部分流體。

為有效地操作活塞，理想的是識別活塞到達井的底部的時間。各種技術已經用于確定活塞到達井的底部的時間，例如，2011年6月21日發行的授權給Giacomino的名稱為“Method and Apparatus for Utilizing Pressure Signature in Conjunction with Fall Times as Indicator in Oil and Gas Wells”的美國專利No.7,963,326中描述一種技術。

發明內容

一種用于檢測活塞到達井底部的時間的系統，包括構造成用于測量井壓和提供測量的壓力輸出的壓力傳感器。導數計算電路計算測量的壓力輸出的導數。檢測電路基于計算的導數檢測活塞到達井底部的時間。

附圖說明

圖1是使用根據本發明的用于識別活塞位置的系統的井的簡化視圖。

圖2是用于示例的井的壓力對時間的曲線圖。

圖3示出從圖2的曲線圖獲得的壓力以及所述壓力的一階和二階導數對時間的曲線圖。

圖4和5從圖2的曲線圖獲得的壓力以及所述壓力的一階和二階導數對時間的更詳細的視圖。

圖6是顯示在另一個示例的井中的許多循環的壓力對時間的曲線圖。

圖7、8、9和10是從圖6的曲線圖獲得的壓力以及所述壓力的一階和二階導數對時間的曲線圖。

圖11是根據一個示例實施例的變化計算電路的速度的簡化方塊圖。

圖12是用于確定活塞已經到達井底部的時間的壓力傳送器和井控制器系統的簡化方塊圖。

圖13是壓力傳送器和井控制器的另一個示例實施例。

圖14是在圖13中圖示的事件探測器的簡化方塊圖。

具體實施方式

本發明提供用于識別活塞到達井(諸如天然氣井)的底部的時間的系統。更特別地，提供在其中測量井的壓力的方法和設備。測量的壓力被分析并且用于識別活塞到達井底部的時間。不是單獨地使用壓力異常以識別活塞位置，本發明使用壓力傳感器信號導數信息。在具體的示例中，監測測量的壓力的一階導數和/或二階導數。一階和/或二階導數中的改變被用于識別活塞到達井底部的時間。

當天然氣井首先開始其操作時，通過通常存在于貯存器中的高壓輔助，氣體一般從地下自由地流到表面。然而，在井的壽命期間，水開始流進氣體井的底部。結果的水柱的背壓，加上貯存器壓力的減少，導致天然氣的流動緩慢，并且最后完全地停止。

該問題的一個解決方案是關閉井(關閉井口處的閥)，以允許貯存器中的壓力再次增強。當壓力足夠增強時，再次打開閥，并且增強的壓力推動水到頂部。然而，該方法的缺點是，大量水落回到井的底部，并且最后，井沒有獲得許多額外的氣體產生。