機(jī)械定位控制技術(shù)在油水井中的應(yīng)用（上）
河南油田進(jìn)入特高含水開發(fā)期后，隨著油田綜合含水的不斷上升，井下油水關(guān)系日趨復(fù)雜，油層層內(nèi)及層間矛盾更加突出，主要潛力已由層間轉(zhuǎn)為層內(nèi)、由主力油層轉(zhuǎn)為非主力的薄差油層。同時(shí)油田地質(zhì)特點(diǎn)決定了河南油田厚油層發(fā)育、平面多變、非均質(zhì)十分嚴(yán)重，剩余油分布復(fù)雜、零散，挖潛難度增大，開發(fā)效益變差。
針對(duì)河南油田分層工藝現(xiàn)狀以及油田開發(fā)后期對(duì)厚油層層內(nèi)細(xì)分挖潛的生產(chǎn)需要，我們開展了大厚層細(xì)分開采技術(shù)的研究，該技術(shù)包括大厚層細(xì)分注水技術(shù)、大厚層細(xì)分卡堵水技術(shù)和大厚層細(xì)分改造三項(xiàng)配套技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是井下管柱機(jī)械定位技術(shù)。通過(guò)采用井下管柱機(jī)械定位技術(shù)，使分層措施管柱在井下精確定位。
目前國(guó)內(nèi)外的管柱定位卡封主要是通過(guò)測(cè)磁定位曲線的方法來(lái)校正管柱深度，該方法需要在工藝管柱下井前測(cè)一條套管接箍磁曲線，當(dāng)工藝管柱下井后，再?gòu)挠凸軠y(cè)一條磁曲線，通過(guò)兩條曲線比較來(lái)確定管柱深度。因該方法工藝復(fù)雜、作業(yè)量大、占用生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)試成本高，所以現(xiàn)場(chǎng)難以推廣應(yīng)用。基于這種情況，油田井下定位技術(shù)為解決這些問(wèn)題開辟了新途徑。
定位技術(shù)結(jié)構(gòu)組成
定位技術(shù)由井下定位器、測(cè)力傳感器、智能顯示儀表、封隔器等井下工具組成。使封隔器準(zhǔn)確座封于厚油層內(nèi)薄夾層處，實(shí)現(xiàn)定位卡封。
定位技術(shù)工作原理
定位技術(shù)是通過(guò)定位器與措施管柱配套、有效解決薄夾層定位卡封的問(wèn)題，從而在大厚層實(shí)現(xiàn)細(xì)分注水、細(xì)分卡堵水和細(xì)分改造的目標(biāo)。將接在工藝管柱底部的定位器下至套管定位接箍下方4～5m的位置后、在管柱上端接上高精度的測(cè)力傳感器及智能儀表。然后上提管柱尋找定位接箍，當(dāng)定位器進(jìn)入定位接箍時(shí)，地面智能儀表產(chǎn)生lO～15kN載荷信號(hào)顯示，此時(shí)即為磁定位套管的深度，再上提一定高度，使封隔器座封于厚層內(nèi)的薄夾層處，從而實(shí)現(xiàn)了定位卡封，如圖1所示。
計(jì)算方法：
L提=L套 一L封一△L
式中：L提：定位器通過(guò)磁套管后的上提高
度，m；
L套：定位器所通過(guò)的磁定位套管深
度，m；
L封：封隔器卡點(diǎn)的設(shè)計(jì)深度，m；
△L:封隔器上膠筒至定位器之間的距離，m。
機(jī)械定位技術(shù)的特點(diǎn)
1．
該技術(shù)不需專門施工車輛，所需儀器輕便操作簡(jiǎn)單、不占用生產(chǎn)時(shí)間、不增加作業(yè)量、成本費(fèi)用低。
2．
該技術(shù)克服了溫差、重力等因素的影響，精度高，2500米井深誤差不超過(guò)0.15m；
3．
井下定位器直接與生產(chǎn)（措施）管柱配套，實(shí)現(xiàn)管柱自身定位，廣泛用于采油、注水等作業(yè)，占產(chǎn)時(shí)間少。
機(jī)械定位技術(shù)主要設(shè)備構(gòu)造及特點(diǎn)
● NSDWQ-130內(nèi)收型機(jī)械定位器
1．結(jié)構(gòu)組成
NSDWQ-130內(nèi)收型機(jī)械定位器主要由鎖緊部分、定位塊內(nèi)收部分、定位塊和主體部分等組成。
2. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
a. 定位塊回收功能
由于定位時(shí)機(jī)械定位器外徑大于套管內(nèi)徑，這直接影響定位器能否順利起出，通過(guò)設(shè)計(jì)定位塊回收鎖緊機(jī)構(gòu)，借助坐封壓力使定位塊回收，回收后定位器外徑由φ130mm縮至φ115mm，確保了定位器安全起出，避免定位器在井下遇卡事故的發(fā)生。
b. 扶正功能
在下井過(guò)程中，定位器在強(qiáng)力彈簧的作用下，始終使管柱保持居中狀態(tài)，克服了井架與井口不對(duì)中偏磨管柱現(xiàn)象；同時(shí)克服了因井斜偏磨管柱現(xiàn)象，從而不受井架與井口不對(duì)中及井斜的影響，起保護(hù)封隔器等配套工具的作用。
3. 技術(shù)參數(shù)
定位負(fù)荷：20KN～30KN
徑向扶正力：1.6KN～2.0KN
耐壓：25MPa 最小通徑：φ32mm最大外徑：φ130mm 總長(zhǎng)：1000mm壓縮后最大外徑：φ115mm
● 微電腦地面定位儀
1．結(jié)構(gòu)組成
微電腦地面定位儀主要由信號(hào)采集部分、信號(hào)分析部分、信號(hào)處理部分及信號(hào)存貯與回放部分組成。
2. 工作原理
通過(guò)采集管柱上提過(guò)程中管柱負(fù)荷增量值，并加以分析、處理，以曲線形式顯示出來(lái)，通過(guò)分析曲線達(dá)到管柱定位之目的。
針對(duì)河南油田分層工藝現(xiàn)狀以及油田開發(fā)后期對(duì)厚油層層內(nèi)細(xì)分挖潛的生產(chǎn)需要，我們開展了大厚層細(xì)分開采技術(shù)的研究，該技術(shù)包括大厚層細(xì)分注水技術(shù)、大厚層細(xì)分卡堵水技術(shù)和大厚層細(xì)分改造三項(xiàng)配套技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是井下管柱機(jī)械定位技術(shù)。通過(guò)采用井下管柱機(jī)械定位技術(shù)，使分層措施管柱在井下精確定位。
目前國(guó)內(nèi)外的管柱定位卡封主要是通過(guò)測(cè)磁定位曲線的方法來(lái)校正管柱深度，該方法需要在工藝管柱下井前測(cè)一條套管接箍磁曲線，當(dāng)工藝管柱下井后，再?gòu)挠凸軠y(cè)一條磁曲線，通過(guò)兩條曲線比較來(lái)確定管柱深度。因該方法工藝復(fù)雜、作業(yè)量大、占用生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)試成本高，所以現(xiàn)場(chǎng)難以推廣應(yīng)用。基于這種情況，油田井下定位技術(shù)為解決這些問(wèn)題開辟了新途徑。
定位技術(shù)結(jié)構(gòu)組成
定位技術(shù)由井下定位器、測(cè)力傳感器、智能顯示儀表、封隔器等井下工具組成。使封隔器準(zhǔn)確座封于厚油層內(nèi)薄夾層處，實(shí)現(xiàn)定位卡封。
定位技術(shù)工作原理
定位技術(shù)是通過(guò)定位器與措施管柱配套、有效解決薄夾層定位卡封的問(wèn)題，從而在大厚層實(shí)現(xiàn)細(xì)分注水、細(xì)分卡堵水和細(xì)分改造的目標(biāo)。將接在工藝管柱底部的定位器下至套管定位接箍下方4～5m的位置后、在管柱上端接上高精度的測(cè)力傳感器及智能儀表。然后上提管柱尋找定位接箍，當(dāng)定位器進(jìn)入定位接箍時(shí)，地面智能儀表產(chǎn)生lO～15kN載荷信號(hào)顯示，此時(shí)即為磁定位套管的深度，再上提一定高度，使封隔器座封于厚層內(nèi)的薄夾層處，從而實(shí)現(xiàn)了定位卡封，如圖1所示。
計(jì)算方法：
L提=L套 一L封一△L
式中：L提：定位器通過(guò)磁套管后的上提高
度，m；
L套：定位器所通過(guò)的磁定位套管深
度，m；
L封：封隔器卡點(diǎn)的設(shè)計(jì)深度，m；
△L:封隔器上膠筒至定位器之間的距離，m。
機(jī)械定位技術(shù)的特點(diǎn)
1．
該技術(shù)不需專門施工車輛，所需儀器輕便操作簡(jiǎn)單、不占用生產(chǎn)時(shí)間、不增加作業(yè)量、成本費(fèi)用低。
2．
該技術(shù)克服了溫差、重力等因素的影響，精度高，2500米井深誤差不超過(guò)0.15m；
3．
井下定位器直接與生產(chǎn)（措施）管柱配套，實(shí)現(xiàn)管柱自身定位，廣泛用于采油、注水等作業(yè)，占產(chǎn)時(shí)間少。
機(jī)械定位技術(shù)主要設(shè)備構(gòu)造及特點(diǎn)
● NSDWQ-130內(nèi)收型機(jī)械定位器
1．結(jié)構(gòu)組成
NSDWQ-130內(nèi)收型機(jī)械定位器主要由鎖緊部分、定位塊內(nèi)收部分、定位塊和主體部分等組成。
2. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
a. 定位塊回收功能
由于定位時(shí)機(jī)械定位器外徑大于套管內(nèi)徑，這直接影響定位器能否順利起出，通過(guò)設(shè)計(jì)定位塊回收鎖緊機(jī)構(gòu)，借助坐封壓力使定位塊回收，回收后定位器外徑由φ130mm縮至φ115mm，確保了定位器安全起出，避免定位器在井下遇卡事故的發(fā)生。
b. 扶正功能
在下井過(guò)程中，定位器在強(qiáng)力彈簧的作用下，始終使管柱保持居中狀態(tài)，克服了井架與井口不對(duì)中偏磨管柱現(xiàn)象；同時(shí)克服了因井斜偏磨管柱現(xiàn)象，從而不受井架與井口不對(duì)中及井斜的影響，起保護(hù)封隔器等配套工具的作用。
3. 技術(shù)參數(shù)
定位負(fù)荷：20KN～30KN
徑向扶正力：1.6KN～2.0KN
耐壓：25MPa 最小通徑：φ32mm最大外徑：φ130mm 總長(zhǎng)：1000mm壓縮后最大外徑：φ115mm
● 微電腦地面定位儀
1．結(jié)構(gòu)組成
微電腦地面定位儀主要由信號(hào)采集部分、信號(hào)分析部分、信號(hào)處理部分及信號(hào)存貯與回放部分組成。
2. 工作原理
通過(guò)采集管柱上提過(guò)程中管柱負(fù)荷增量值，并加以分析、處理，以曲線形式顯示出來(lái)，通過(guò)分析曲線達(dá)到管柱定位之目的。
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