[發(fā)明專利]井下工具地面磨銑試驗(yàn)系統(tǒng)和井下工具磨銑方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410528326.1
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104296797A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲玉辰;郭津瑞;朱富林;趙峰;李彪;崔加利;周賀;劉佳欣;王遠(yuǎn)方;蒲寶月;陳健;曹建;馬振;郭靜;鄭亮;王淑;閆海峰;姜紅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00;G01N3/56;G01N3/58
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李景輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采油領(lǐng)域，具體涉及一種井下工具地面磨銑試驗(yàn)系統(tǒng)和井下工具磨銑方法，用于油田井下作業(yè)過程中，磨銑工具選擇及磨銑參數(shù)設(shè)置。

背景技術(shù)

油田開采過程中，根據(jù)不同的開采技術(shù)需求，經(jīng)常通過下入可磨銑的井下工具(井下工具例如包括中心管和套設(shè)在中心管外的橋塞)對油井采取措施。然而，在磨銑井下工具的施工作業(yè)中，如何科學(xué)選擇磨鞋類型、磨銑的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)來確保安全、優(yōu)質(zhì)、高效的施工是長期以來關(guān)注的焦點(diǎn)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題：在磨銑井下工具的施工作業(yè)中，如何科學(xué)選擇磨銑參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種井下工具地面磨銑試驗(yàn)系統(tǒng)和井下工具磨銑方法，以解決在磨銑井下工具的施工作業(yè)中磨銑參數(shù)的選擇問題。

為此，本發(fā)明提出一種井下工具地面磨銑試驗(yàn)系統(tǒng)，用于對井下工具進(jìn)行磨銑試驗(yàn)，所述井下工具地面磨銑試驗(yàn)系統(tǒng)包括：

對井下工具進(jìn)行磨銑的動力驅(qū)動系統(tǒng)、推動所述井下工具進(jìn)行水平移動的磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和測量實(shí)驗(yàn)參數(shù)的計算機(jī)測控系統(tǒng)；

所述井下工具設(shè)置在套管中，所述井下工具與所述套管均水平設(shè)置；

所述動力驅(qū)動系統(tǒng)包括：旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、以及受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動的磨鞋，所述磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置；

所述磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：水平驅(qū)動裝置，驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動；

所述井下工具與所述套管位于所述磨鞋與所述水平驅(qū)動裝置之間；

計算機(jī)測控系統(tǒng)，連接所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置的實(shí)驗(yàn)參數(shù)；

所述井下工具與所述套管、所述動力驅(qū)動系統(tǒng)、磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和計算機(jī)測控系統(tǒng)，均設(shè)置在地面上。

進(jìn)一步地，所述井下工具地面磨銑試驗(yàn)系統(tǒng)還包括：循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)與所述磨鞋連接，對所述磨鞋進(jìn)行循環(huán)冷卻，并收集磨銑的碎屑。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括：電機(jī)和減速箱，所述減速箱連接在所述電機(jī)和所述磨鞋之間，所述電機(jī)的輸出軸水平設(shè)置，所述磨鞋的轉(zhuǎn)軸位置固定不變。

進(jìn)一步地，所述水平驅(qū)動裝置包括：液壓站和與所述液壓站連接的液壓缸。

進(jìn)一步地，所述計算機(jī)測控系統(tǒng)包括：設(shè)置在減速箱輸出軸上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、以及與液壓缸連接的載荷傳感器和位移傳感器。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置還包括：密封三通聯(lián)軸器，連接在所述減速箱與所述磨鞋之間，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括：通過管路連接的旋渦泵、水箱、循環(huán)泵、和過濾箱，所述旋渦泵連接所述密封三通聯(lián)軸器，所述過濾箱收集磨銑的碎屑。

進(jìn)一步地，所述井下工具地面磨銑試驗(yàn)系統(tǒng)還包括：底座和設(shè)置在所述底座上的移動小車，所述電機(jī)、減速箱、液壓站和液壓缸均設(shè)置在所述底座上，所述井下工具與所述套管位于所述移動小車上。

本發(fā)明還提出一種井下工具磨銑方法，包括以下步驟：

先進(jìn)行井下工具地面磨銑試驗(yàn)，在地面上模擬井下工具的磨銑；所述井下工具地面磨銑試驗(yàn)包括：

步驟A：將井下工具與套管均水平設(shè)置，使磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，通過水平驅(qū)動所述套管，使井下工具的磨銑面與所述磨鞋接觸，并使磨鞋保持恒定的磨銑載荷；

步驟B：然后，測量磨銑過程中的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，所述實(shí)驗(yàn)參數(shù)包括：磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷。

進(jìn)一步地，所述井下工具地面磨銑試驗(yàn)還包括：

步驟C：在步驟A中，通過冷卻水從所述磨鞋的水眼流出，為磨鞋和井下工具降溫冷卻并將磨銑的碎屑攜帶至過濾箱內(nèi)進(jìn)行收集；

步驟D：分析收集的碎屑的形狀和大小與所述實(shí)驗(yàn)參數(shù)的關(guān)系。

進(jìn)一步地，所述井下工具磨銑方法還包括：

根據(jù)井下工具地面磨銑試驗(yàn)獲得的實(shí)驗(yàn)參數(shù)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)，篩選出優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷；

然后，在磨銑井下工具的實(shí)際施工作業(yè)中，將磨鞋豎直安裝在鉆桿或管柱上，通過鉆桿或管柱上的鉆壓計量裝置對磨鞋施加豎直向下的鉆壓，所述鉆壓的數(shù)值為優(yōu)選的磨銑載荷，實(shí)際施工作業(yè)中的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩采用優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明通過在實(shí)際施工作業(yè)前，在地面模擬井下工具的磨銑，為實(shí)際施工作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。其具體原理為：通過水平驅(qū)動裝置驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動，使磨鞋與設(shè)置在套管中的井下工具相接觸，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，驅(qū)動磨鞋轉(zhuǎn)動，從而磨銑井下工具，通過計算機(jī)測控系統(tǒng)，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置或磨鞋的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，例如包括：磨鞋的種類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷，得到可靠的數(shù)據(jù)。