一種套管井地層動態監測裝置的制作方法

本發明涉及一種檢測裝置，具體是一種套管井地層動態監測裝置。

背景技術：

油田投入開發后，隨著開采時間的增長，油層本身能量將不斷地被消耗，致使油層壓力不斷地下降，地下原油大量脫氣，粘度增加，油井產量大大減少，甚至會停噴停產，造成地下殘留大量死油采不出來。為了彌補原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現油田高產穩產，并獲得較高的采收率，必須對油田進行注水。進入注水開發中后期后，剩余油高度分散，高含水區域和低含水區域分布無經典意義上的油水界面或油水驅替前緣已不存在。為了能夠采取正確的開發對策，須搞清地下油水分布，確定剩余油富集區域。目前，剩余油檢測手段是靠常規生產測井儀器，通過測量地層電化學特性、導電特性、聲學特性、放射性等地球物理特性，間接換算出地層剩余油飽和度，目前尚未有直接測量剩余油飽和度的裝置。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種套管井地層動態監測裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種套管井地層動態監測裝置，包括馬龍頭、電子節、平衡節、液壓節、封隔節、吸口節和電纜，所述電纜、馬龍頭、電子節、平衡節、液壓節、封隔節和吸口節從上至下依次排列，馬龍頭包括殼體、第一電連接器、活塞、防轉筒、剪切銷和電纜護套，第一電連接器、活塞、防轉筒和剪切銷均安裝在殼體的內部并且第一電連接器的下端與第一高壓密封頭相連，活塞的上端與第一高壓封頭的下端相連，活塞上安裝有活塞密封件并且活塞上設置有多個穿線孔，穿線孔上設置有電線密封件，防轉筒位于活塞的下端，剪切銷位于最底端并且剪切銷垂直于殼體的軸線安裝，電子節內部安裝有電子線路，液壓節的內部設置有電機、液壓元件、雙斜盤柱塞水泵和傳感器，封隔節上設置有兩個相同的封隔器，封隔器包括芯軸、膠筒、第二缸和護肩結構。

作為本發明進一步的方案：平衡節包括第二電連接器、第二高壓密封頭、接頭、平衡活塞、內殼體和外殼體，內殼體安裝在外殼體內部，內殼體和外殼體之間設置有縫隙并且內殼體和外殼體之間通過接頭相連，接頭上設置有泥漿通孔，平衡活塞滑動安裝在內殼體的內表面并且平衡活塞上設置有溝槽，溝槽內設置有密封件，第二電連接器安裝在外殼體內部的最頂端，第二高壓密封頭的上端與第二電連接器的下端相連并且第二高壓密封頭與接頭相連。

作為本發明進一步的方案：雙斜盤柱塞水泵包括軸、軸承、第一殼體、第一斜盤、靴、柱塞、第一缸、第二斜盤和第二殼體，第一缸的一側安裝有第一殼體，第一缸的另一側安裝有第二殼體，軸貫穿第一殼體、第一缸和第二殼體并且軸與第一殼體和第二殼體的連接處均安裝有軸承，第一斜盤和第二斜盤平行并且安裝在同一個軸上，柱塞與第一斜盤和第二斜盤的連接處均安裝有靴。

作為本發明進一步的方案：柱塞兩端均設置有球面，靴上設置有靴球面和靴平面，球面與靴球面通過球鉸形式相連，靴平面與第一斜盤和第二斜盤的平面相平行。

作為本發明進一步的方案：護肩結構包括彈簧鋼板臂、楔形塊和楔形肩，芯軸外部套設有膠筒，膠筒兩側設置有楔形肩和楔形塊，彈簧鋼板臂呈圓周均勻分布在楔形肩和楔形塊的周邊。

作為本發明進一步的方案：膠筒采用非金屬材料制作并且膠筒包括上封隔器膠筒和下封隔器膠筒。

作為本發明進一步的方案：電線密封件采用非金屬材料制作。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該裝置設計合理，結構簡單，故障率低，使用安全性和運行穩定性好；該裝置在井下進行一次小型化地層流體“開采”，開采過程監測油水比例、溫度、壓力等地層參數，根據產量、開采時間、溫度等地層指標確定地層的剩余油飽和度和地層水淹程度，找到有價值的開采層位，該裝置可以一次測量多個層位，直接測量地層流體性質，是在“小規模開采生產”狀態下的動態測試，使用效果好。

附圖說明

圖1為套管井地層動態監測裝置的結構示意圖。

圖2為套管井地層動態監測裝置中馬龍頭的結構示意圖。

圖3為套管井地層動態監測裝置中平衡節的結構示意圖。

圖4為套管井地層動態監測裝置中雙斜盤柱塞水泵的結構示意圖。

圖5為套管井地層動態監測裝置中封隔器的結構示意圖。

其中：1-1-電纜，1-2-馬龍頭，1-3-電子節，1-4-平衡節，1-5-液壓節，1-6-封隔節，1-7-吸口節，2-1-第一電連接器，2-2-第一高壓密封頭，2-3-殼體，2-4-活塞，2-5-活塞密封件，2-6-電線密封件，2-7-防轉筒，2-8-剪切銷，3-1-第二電連接器，3-2-第二高壓密封頭，3-3-接頭，3-4-平衡活塞，3-5-內殼體，3-6-外殼體，4-1-軸，4-2-軸承，4-3-第一殼體，4-4-第一斜盤，4-5-靴，4-6-柱塞，4-7-第一缸，4-8-第二斜盤，4-9-第二殼體，5-1-芯軸，5-2-彈簧鋼板臂，5-3-楔形塊，5-4-楔形肩，5-5-膠筒，5-6-第二缸，M-第一泥漿，N-第二泥漿，A-第一容腔，B-第二容腔。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1-5，一種套管井地層動態監測裝置，包括馬龍頭1-2、電子節1-3、平衡節1-4、液壓節1-5、封隔節1-6、吸口節1-7和電纜1-1，所述電纜1-1、馬龍頭1-2、電子節1-3、平衡節1-4、液壓節1-5、封隔節1-6和吸口節1-7從上至下依次排列，馬龍頭1-2包括殼體2-3、第一電連接器2-1、活塞2-4、防轉筒2-7、剪切銷2-8和電纜護套，第一電連接器2-1、活塞2-4、防轉筒2-7和剪切銷2-8均安裝在殼體2-3的內部并且第一電連接器2-1的下端與第一高壓密封頭2-2相連，活塞2-4的上端與第一高壓封頭2-2的下端相連，活塞2-4上安裝有活塞密封件2-5并且活塞2-4上設置有多個穿線孔，穿線孔上設置有電線密封件2-6，防轉筒2-7位于活塞2-4的下端，剪切銷2-8位于最底端并且剪切銷2-8垂直于殼體2-3的軸線安裝，電子節1-3內部安裝有電子線路，液壓節1-5的內部設置有電機、液壓元件、雙斜盤柱塞水泵和傳感器，封隔節上設置有兩個相同的封隔器，封隔器包括芯軸5-1、膠筒5-5、第二缸5-6和護肩結構。平衡節1-4包括第二電連接器3-1、第二高壓密封頭3-2、接頭3-3、平衡活塞3-4、內殼體3-5和外殼體3-6，內殼體3-5安裝在外殼體3-6內部，內殼體3-5和外殼體3-6之間設置有縫隙并且內殼體3-5和外殼體3-6之間通過接頭3-3相連，接頭3-3上設置有泥漿通孔，平衡活塞3-4滑動安裝在內殼體3-5的內表面并且平衡活塞3-4上設置有溝槽，溝槽內設置有密封件，第二電連接器3-1安裝在外殼體3-6內部的最頂端，第二高壓密封頭3-2的上端與第二電連接器3-1的下端相連并且第二高壓密封頭3-2與接頭3-3相連。雙斜盤柱塞水泵包括軸4-1、軸承4-2、第一殼體4-3、第一斜盤4-4、靴4-5、柱塞4-6、第一缸4-7、第二斜盤4-8和第二殼體4-9，第一缸4-7的一側安裝有第一殼體4-3，第一缸4-7的另一側安裝有第二殼體4-9，軸4-1貫穿第一殼體4-3、第一缸4-7和第二殼體4-9并且軸4-1與第一殼體4-3和第二殼體4-9的連接處均安裝有軸承4-2，第一斜盤4-4和第二斜盤4-8平行并且安裝在同一個軸4-1上，柱塞4-6與第一斜盤4-4和第二斜盤4-8的連接處均安裝有靴4-5。柱塞4-6兩端均設置有球面，靴4-5上設置有靴球面和靴平面，球面與靴球面通過球鉸形式相連，靴平面與第一斜盤4-4和第二斜盤4-8的平面相平行。護肩結構包括彈簧鋼板臂5-2、楔形塊5-3和楔形肩5-4，芯軸5-1外部套設有膠筒5-5，膠筒5-5兩側設置有楔形肩5-4和楔形塊5-3，彈簧鋼板臂5-2呈圓周均勻分布在楔形肩5-4和楔形塊5-3的周邊。膠筒5-5采用非金屬材料制作并且膠筒5-5包括上封隔器膠筒和下封隔器膠筒。電線密封件2-6采用非金屬材料制作。

本發明的工作原理是：活塞2-4為平衡穿線活塞，平衡穿線活塞可以在殼體2-3的孔中軸向移動并且平衡穿線活塞外表面上設置有溝槽，溝槽中安裝有密封件。在套管井里，推靠第二缸5-6施加擠壓膠筒5-5的軸向力，橡膠等彈性較大的非金屬材料同時徑向擴張，實現在套管內密封。同時彈簧鋼板臂5-2的徑向漲大，帶動楔形塊5-3徑向漲大擴徑，這樣套管內經與護肩結構之間無縫隙，膠筒5-5變形受到限制，肩部得到保護，密封可靠，壽命延長。電子節1-3是一個承壓殼體，吸口節1-7是地層流體進入儀器的入口，吸口節1-7有多種長度規格，長度由地層厚度決定。活塞2-4在殼體2-3的內孔浮動，電纜1-1的導線穿過活塞2-4，通過壓緊電線密封件2-6阻止泥漿進入殼體2-3的內腔，實現電纜1-1導線接線的高絕緣性能，剪切銷2-8垂直殼體2-3的軸線安裝，超過設定拉力會將剪切銷2-8剪切斷開，剪切銷2-8承擔儀器全部重量，如果施工遇卡，上提電纜1-1到一定拉力，剪切銷2-8拉斷，電纜1-1與儀器串分離。平衡活塞3-4的一端是第一泥漿M，另一端是第二泥漿N，平衡活塞3-4的浮動使兩端壓力平衡(接近相等)，內殼體3-5與外殼體3-6之間有縫隙，電線從縫隙通過。電機帶動軸4-1旋轉，軸4-1上的第一斜盤4-4和第二斜盤4-8同時旋轉，第一缸4-7上有單孔或圓周均布多個同樣的孔，每個孔中都有一個柱塞4-6，柱塞4-6的兩端分別是第一容腔和第二腔，旋轉的第一斜盤4-4和第二斜盤推動靴4-5和柱塞4-6左右運動，實現第一容腔A和第二容腔B的吸排，配合相應的單向閥，完成泵的配流。第二缸5-6施加軸向位移和軸向力，推動楔形肩5-4和膠筒5-5移動，楔形肩5-4使楔形塊5-3在彈簧鋼板臂5-2帶動下徑向漲大，與井下套管接觸后停止擴徑，第二缸5-6繼續推動膠筒5-5，使其徑向漲大與井下套管形成密封，膠筒5-5肩部受漲大的楔形塊5-3約束并得到保護。

馬龍頭1-2連接施工電纜1-1和儀器，電子節1-3中的伽馬裝置確定深度，平衡節1-4使液壓節1-5的內外壓力平衡，當儀器到達預定深度后，啟動液壓節1-5中的電機、泵和閥，壓力油進入推靠第一缸4-7，驅動封隔器擠壓橡膠變形密封井筒，同時封隔器的護肩結構徑向膨脹，保護膠筒5-5不受擠壓破裂，兩個封隔器之間的套管上已經射過孔，對應地層和封隔段流體貫通。啟動水泵，從對應地層連續抽取流體并排入到封隔段之外的井筒中，用含水、電阻率、壓力、溫度等傳感器檢測抽排的流體，并將傳感器參數時時傳到地面。根據檢測到的參數值和時間對應關系，確定地層含油飽和度和地層水淹程度。一個地層檢測完畢后停止抽排地液，控制電磁閥，撤回擠壓橡膠的軸向力，在彈簧的作用下封隔橡膠和護肩結構復位。啟動電纜1-1上體或下放儀器到另一層位施工。

對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。