一種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法，應(yīng)用于連續(xù)油管鉆磨、打撈、切割、鉆孔等井下作業(yè)工藝、工具性能全尺寸測試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)調(diào)研，目前國內(nèi)連續(xù)油管技術(shù)研究手段比較欠缺，特別是缺少一套完整的工具和工藝試驗(yàn)系統(tǒng)，現(xiàn)有的少數(shù)幾個連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)平臺，主要是以測試連續(xù)油管設(shè)備為主，沒有建造對水平井連續(xù)油管的工藝、工具進(jìn)行全尺寸測試的實(shí)驗(yàn)平臺或系統(tǒng)。
[0003]基于上述現(xiàn)狀，如果國內(nèi)沒有完整的連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)平臺或系統(tǒng)，將會在一定程度上制約連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決連續(xù)油管工藝、工具性能進(jìn)行全尺寸測試和相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究以及連續(xù)油管技術(shù)人員培訓(xùn)的難題，本發(fā)明提供了一種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法，可以進(jìn)行連續(xù)油管前沿技術(shù)的研究、連續(xù)油管配套工具的測試與評價、全尺寸工具模擬實(shí)驗(yàn)及連續(xù)油管工藝技術(shù)人員的培訓(xùn)。該系統(tǒng)解決了國內(nèi)連續(xù)油管工藝、工具進(jìn)行全尺寸測試的難題，為連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)支撐。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括連續(xù)油管系統(tǒng)，給連續(xù)油管系統(tǒng)提供液壓動力的動力系統(tǒng)，對連續(xù)油管系統(tǒng)流量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的流量的控制系統(tǒng)、對連續(xù)油管系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、對連續(xù)油管系統(tǒng)視頻監(jiān)控的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與流量的控制系統(tǒng)集成一起顯示;動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)分別與連續(xù)油管系統(tǒng)連接，連續(xù)油管系統(tǒng)還與實(shí)驗(yàn)?zāi)M井和固液分離循環(huán)系統(tǒng)電連接;實(shí)驗(yàn)?zāi)M井與固液分離循環(huán)系統(tǒng)電連接。
[0006]所述的動力系統(tǒng)包括電動機(jī)、電控柜及空壓機(jī)，電動機(jī)分別與電控柜、空壓機(jī)電連接，空壓機(jī)與連續(xù)油管系統(tǒng)中的滾筒連接。
[0007]所述控制系統(tǒng)由電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)組成，所述電氣控制系統(tǒng)由90kw電機(jī)、45kw電機(jī)和打氣栗組成，兩個電機(jī)給打氣栗提供電力，驅(qū)動打氣栗給油管系統(tǒng)中滾筒上的連續(xù)油管潤滑;所述液壓控制系統(tǒng)由液壓栗、液壓油箱、散熱器、過濾器、蓄能器、相關(guān)液壓元件和相關(guān)附件以及由此組成的液壓控制回路組成。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由壓力、拉力、溫度傳感器組成，壓力傳感器用于油管系統(tǒng)中油管內(nèi)循環(huán)壓力監(jiān)測;拉力傳感器用于油管系統(tǒng)中連續(xù)油管起下過程中的上提力、下入力進(jìn)行監(jiān)測;溫度傳感器用于作業(yè)過程中液壓油溫度的監(jiān)測。
[0009]所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)由遠(yuǎn)紅外網(wǎng)絡(luò)高清智能攝像機(jī)與視頻顯示計算機(jī)組成，在整個連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不同位置安裝有8個視頻監(jiān)控攝像頭，用于監(jiān)測整個實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)時監(jiān)控實(shí)驗(yàn)?zāi)M井井下動態(tài)。
[0010]所述固液分離循環(huán)系統(tǒng)采用雙級振動篩和旋流除砂器、循環(huán)管線對實(shí)驗(yàn)過程中液體進(jìn)行精細(xì)過濾和分離再循環(huán)使用。
[0011 ]所述連續(xù)油管系統(tǒng)至少包括連續(xù)油管，連續(xù)油管規(guī)格38.1mm X 3.18mm，滾筒容量裝38.1mmX 100m連續(xù)油管，最大提升力270kN，最大注入力135kN，最大運(yùn)行速度30m/min，最低運(yùn)行速度0.lm/min，井口密封壓力35MPa，井口管匯最大輸入壓力35MPa，水平段長204.8mο
[0012]—種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)方法，具體步驟為:
1)首先通過低壓管線將栗車與固液分離循環(huán)系統(tǒng)連接，再采用高壓管線將栗車與連續(xù)油管系統(tǒng)中的滾筒連接，形成整個栗注系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)回路；
2)依次開啟動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，待系統(tǒng)平穩(wěn)后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求打開循環(huán)管線上的閘閥或蝶閥，開啟液路；
3)操作控制系統(tǒng)相應(yīng)的動作手柄，控制連續(xù)油管下入到實(shí)驗(yàn)?zāi)M井井筒外一定距離處，連接鉆磨工具或打撈工具，上提連續(xù)油管工具串進(jìn)入實(shí)驗(yàn)?zāi)M井井筒內(nèi)，再通過法蘭將井筒與實(shí)驗(yàn)套管連接，完成工具連接與井筒端密封；
4)開始實(shí)驗(yàn)時，啟動栗車，向連續(xù)油管注入液體，并同時啟動固液分離循環(huán)系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)操作連續(xù)油管系統(tǒng)中滾筒和注入頭開始連續(xù)油管鉆磨、打撈等模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)時循環(huán)液體；
5)通過手柄調(diào)整控制系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)M井中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)扭矩與鉆進(jìn)力傳感器實(shí)時檢測采集鉆磨、打撈等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如扭矩、下推力、上提力等，與實(shí)驗(yàn)?zāi)M井中的模擬井口參數(shù)實(shí)時對比，調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)；
6)實(shí)驗(yàn)完成后，操作控制系統(tǒng)相應(yīng)手柄停止連續(xù)油管作業(yè)，關(guān)掉栗車，待液體循環(huán)1min時間后，拆卸連接法蘭分離實(shí)驗(yàn)套管與井筒；
7)實(shí)驗(yàn)套管與井筒分離后，可繼續(xù)操作控制系統(tǒng)相應(yīng)手柄下放連續(xù)油管鉆磨或打撈工具串出井筒外，停止下放，依次拆卸鉆磨或打撈工具；
8)再取下實(shí)驗(yàn)套管觀察套管鉆磨、打撈情況，采用盲堵與井筒連接保持井筒密封；
9)關(guān)閉動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)；
10)存儲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)顯示主控制臺上的數(shù)據(jù)和曲線，再關(guān)閉數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)完成。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明可以為連續(xù)油管鉆磨、打撈、切割、鉆孔等井下作業(yè)工藝、工具測試提供模擬實(shí)驗(yàn)平臺，檢驗(yàn)工藝的成熟性和工具的可靠性，有效指導(dǎo)現(xiàn)場施工，提高連續(xù)油管作業(yè)效率。
[0014]以下將結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0015]圖1為一種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
[0016]附圖標(biāo)記如下:1-動力系統(tǒng);2-控制系統(tǒng);3-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);4- 視頻監(jiān)控系統(tǒng);5-連續(xù)油管系統(tǒng);6-實(shí)驗(yàn)?zāi)M井;7-固液分離循環(huán)系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:
本發(fā)明的目的是解決連續(xù)油管工藝、工具性能進(jìn)行全尺寸測試和相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究以及連續(xù)油管技術(shù)人員培訓(xùn)的難題，本發(fā)明提供了如圖1所示的一種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以進(jìn)行連續(xù)油管前沿技術(shù)的研究、連續(xù)油管配套工具的測試與評價、全尺寸工具模擬實(shí)驗(yàn)及連續(xù)油管工藝技術(shù)人員的培訓(xùn)。該系統(tǒng)解決了國內(nèi)連續(xù)油管工藝、工具進(jìn)行全尺寸測試的難題，為連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)支撐。
[0018]本發(fā)明涉及連續(xù)油管工藝、工具進(jìn)行全尺寸測試的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以應(yīng)用于指導(dǎo)現(xiàn)場連續(xù)油管鉆磨、打撈、切割、鉆孔等井下作業(yè)，也可以進(jìn)行連續(xù)油管工藝技術(shù)人員的培訓(xùn)以及相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。
[0019]一種連續(xù)油管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括連續(xù)油管系統(tǒng)5，給連續(xù)油管系統(tǒng)5提供液壓動力的動力系統(tǒng)I，對連續(xù)油管系統(tǒng)5流量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的流量的控制系統(tǒng)2、對連續(xù)油管系統(tǒng)5數(shù)據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3、對連續(xù)油管系統(tǒng)5視頻監(jiān)控的視頻監(jiān)控系統(tǒng)4，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3與流量的控制系統(tǒng)2集成一起顯示;動力系統(tǒng)1、控制系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)4分別與連續(xù)油管系統(tǒng)5連接，連續(xù)油管系統(tǒng)5還與實(shí)驗(yàn)?zāi)M井6和固液分離循環(huán)系統(tǒng)7電連接；實(shí)驗(yàn)?zāi)M井6與固液分離循環(huán)系統(tǒng)7電連接。
[0020]連續(xù)油管進(jìn)行鉆磨、打撈等井下作業(yè)模擬實(shí)驗(yàn)時按照如下步驟:
1.首先通過4〃低壓管線將栗車與固液分離循環(huán)系統(tǒng)7連接，再采用2〃高壓管線將栗車與連續(xù)油管系統(tǒng)5中的滾筒連接，形成整個栗注系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)回路；
2.然后依次開啟動力系統(tǒng)1、控制系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3和視頻監(jiān)控系統(tǒng)4，待系統(tǒng)平穩(wěn)后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求打開循環(huán)管線上的閘閥或蝶閥，開啟液路；
3.操作控制系統(tǒng)2相應(yīng)的動作手柄，控制連續(xù)油管下入到實(shí)驗(yàn)?zāi)M井6井筒外一定距離處，連接鉆磨工具或打撈工具，上提連續(xù)油管工具串進(jìn)入實(shí)驗(yàn)?zāi)M井6井筒內(nèi)，再通過法蘭將井筒與實(shí)驗(yàn)套管連接，完成工具連接與井筒端密封；
4.開始實(shí)驗(yàn)時，啟動栗車，向連續(xù)油管注入液體，并同時啟動固液分離循環(huán)系統(tǒng)7，利用控制系統(tǒng)2操作連續(xù)油管系統(tǒng)5中滾筒和注入頭開始連續(xù)油管鉆磨、打撈等模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)時循環(huán)液體；
5.通過手柄調(diào)整控制系統(tǒng)2中的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)?zāi)M井6中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3扭矩與鉆進(jìn)力傳感器實(shí)時檢測采集鉆磨、打撈等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如扭矩、下推力、上提力等，與實(shí)驗(yàn)?zāi)M井6中的模擬井口參數(shù)實(shí)時對比，調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)；
6.實(shí)驗(yàn)完成后，操作控制系統(tǒng)2相應(yīng)手柄停止連續(xù)油管作業(yè)，關(guān)掉栗車，待液體循環(huán)1min時間后，拆卸連接法蘭分離實(shí)驗(yàn)套管與井筒；
7.實(shí)驗(yàn)套管與井筒分離后，可繼續(xù)操作控制系統(tǒng)2相應(yīng)手柄下放連續(xù)油管鉆磨或打撈工具串出井筒外，停止下放，依次拆卸鉆磨或打撈工具；
8.再取下實(shí)驗(yàn)套管觀察套管鉆磨、打撈情況，采用盲堵與井筒連接保持井筒密封；
9.關(guān)閉動力系統(tǒng)1、控制系統(tǒng)2和視頻監(jiān)控系統(tǒng)4；
10.存儲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3中數(shù)據(jù)顯示主控制臺上的數(shù)據(jù)和曲線，再關(guān)閉數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3，實(shí)驗(yàn)完成。
[0021]實(shí)施例2:
基于實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施中，所述的動力系統(tǒng)I包括電動機(jī)、電控柜及空壓機(jī)，電動機(jī)分別與電控柜、空壓機(jī)電連接，空壓機(jī)與連續(xù)油管系統(tǒng)5中的滾筒連接。
[0022]所述控制系統(tǒng)2由電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)組成，所述電氣控制系統(tǒng)由9Okw電機(jī)、45kw電機(jī)和打氣栗組成，兩個電機(jī)給打氣栗提供電力，驅(qū)動打氣栗給油管系統(tǒng)5中