用于水平井的找水裝置以及使用其確定出水位置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于水平井的找水裝置和使用其確定出水位置的方法。找水裝置包括，設(shè)置在套管內(nèi)部的油管，在油管的末端設(shè)置有堵頭，在油管的豎直段設(shè)置有用于排出油管內(nèi)的液體的氣舉閥，在油管的水平段設(shè)置有兩個(gè)第一封隔器，在兩個(gè)第一封隔器之間的油管段上設(shè)置有控制閥組件以使得在兩個(gè)第一封隔器之間的油管區(qū)域形成測(cè)試管段。在使用時(shí)，將找水裝置下入井內(nèi)，并且將兩個(gè)第一封隔器座封，通過氣舉閥排出的油管內(nèi)的液體由此來判斷出水位置。根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法能夠夠快速、準(zhǔn)確確定出水位置。
【專利說明】用于水平井的找水裝置以及使用其確定出水位置的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油田開發(fā)工具，更具體地涉及一種用于水平井的找水裝置。本發(fā) 明還涉及使用這種找水裝置確定出水位置的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在使用水平井技術(shù)開采石油時(shí)，會(huì)經(jīng)常發(fā)生水侵問題。水侵會(huì)導(dǎo)致使油儲(chǔ)層中的 粘土成分膨脹，使油流通道縮小，增加油流阻力等問題。當(dāng)水侵嚴(yán)重時(shí)，還可能引起井塌或 噴水事故，甚至?xí)?dǎo)致單井報(bào)廢。在目前的水平井開采石油中，隨著水平井的井深不斷加 深、水平段的長(zhǎng)度不斷增加，水侵問題更加嚴(yán)重。
[0003] 為了解決水侵問題，找水是關(guān)鍵。目前找堵水的方法很多，主要有：分段封隔找水、 控水開關(guān)找水、投球分段找水。
[0004] 分段封隔找水是將生產(chǎn)井段分成兩個(gè)部分，在確定其中一部分出水以后，將該段 的一半再次封隔試水，逐步縮小封隔區(qū)間，直到準(zhǔn)確找到出水位置位置。分段封隔找水要求 的管柱起下次數(shù)較多，因此需要第一封隔器多次座封和解封，而現(xiàn)有技術(shù)中的第一封隔器 座封和解封操作比較復(fù)雜造成這種方法難以準(zhǔn)確確定出水位置，安全性和準(zhǔn)確性較差。
[0005] 控水開關(guān)找水是將多個(gè)第一封隔器和找水開關(guān)串連在一起，在到達(dá)預(yù)定的找水位 置后，一次性座封，開啟和關(guān)閉不同封隔層位的找水開關(guān)以確定出水層位的目的。在水平井 中，長(zhǎng)水平段設(shè)置有多個(gè)第一封隔器造成管柱起下困難，且封隔段距離大，難以確定準(zhǔn)確的 出水位置。
[0006] 投球分段找水則是將幾個(gè)第一封隔器和閥座串聯(lián)在一起，送到找水位置。一次性 座封，將不同的直徑的鋼球投入管柱內(nèi)以打開不同層位的找水閥。這種方法同樣具有長(zhǎng)水 平段設(shè)置有多個(gè)第一封隔器造成管柱起下困難，且封隔段距離大，難以確定準(zhǔn)確的出水位 置的問題。
[0007] 為此，急需一種能夠快速、準(zhǔn)確確定出水位置的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)上述的問題，本發(fā)明提出了一種用于水平井的找水裝置，其能夠夠快速、準(zhǔn)確 確定出水位置。本發(fā)明還提出了使用這種找水裝置來確定出水位置的方法。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于水平井的找水裝置，包括，設(shè)置在套管內(nèi) 部的油管，在油管的末端設(shè)置有堵頭，在油管的堅(jiān)直段設(shè)置有用于排出油管內(nèi)的液體的氣 舉閥，在油管的水平段設(shè)置有兩個(gè)第一封隔器，在兩個(gè)第一封隔器之間的油管段上設(shè)置有 控制閥組件以使得在兩個(gè)第一封隔器之間的油管區(qū)域形成測(cè)試管段，在使用時(shí)，將找水裝 置下入井內(nèi)，并且將兩個(gè)第一封隔器座封，通過氣舉閥排出的油管內(nèi)的液體由此來判斷出 水位置。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的找水裝置能夠逐段檢測(cè)水平井，從而能夠準(zhǔn)確確定出水位置。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，在油管的堅(jiān)直段，氣舉閥的下游還設(shè)置有第二封隔器。第二封隔 器能夠避免水平井的其他部分對(duì)判斷結(jié)果產(chǎn)生影響，從而能夠精確判斷出水位置。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一封隔器包括，液壓缸，在液壓缸的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)缸套，在液 壓缸的外側(cè)設(shè)置有外缸套，在液壓缸、內(nèi)缸套和外缸套的周向側(cè)壁上均設(shè)置有能彼此連通 的通孔，在內(nèi)缸套內(nèi)部形成有液體容納空間，
[0013] 承托液壓缸的上游短節(jié)和下游短節(jié)，在上游短節(jié)和液壓缸的上游端之間形成有受 力槽以驅(qū)動(dòng)液壓缸朝向下游運(yùn)動(dòng)，在下游短節(jié)和液壓缸的下游端之間設(shè)置有彈性件以驅(qū)動(dòng) 液壓缸朝向上游運(yùn)動(dòng)，
[0014] 在外缸套的外側(cè)還設(shè)置有能膨脹和縮回的座封筒，座封筒的上游端和下游端分別 固定連接于上游短節(jié)和下游短節(jié)，在座封筒和外缸套之間形成有膨脹空間，在外缸套的通 孔上還設(shè)置有防止液體從膨脹空間流出的單向閥，
[0015] 在內(nèi)缸套的周向外壁上設(shè)置有波浪形導(dǎo)軌，在液壓缸上設(shè)置有與波浪形導(dǎo)軌配合 使用的導(dǎo)向桿以引導(dǎo)液壓缸在上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還周向轉(zhuǎn)動(dòng)，
[0016] 貫穿外缸套的周向側(cè)壁設(shè)置有第一泄壓孔和第二泄壓孔，在上游短節(jié)的周向側(cè)壁 上設(shè)置有與第二泄壓孔對(duì)齊的第三泄壓孔，第一泄壓孔與膨脹空間相連通，在液壓缸的周 向外側(cè)壁上，與液壓缸上的通孔所處的母線位置不同的母線位置處構(gòu)造有能夠使第一泄壓 孔與第二泄壓孔連通的液流槽，
[0017] 當(dāng)處于初始狀態(tài)時(shí)，彈性件處于未壓縮狀態(tài)，導(dǎo)向桿處于波浪形導(dǎo)軌的第一凸峰 處，這時(shí)液壓缸上的通孔不與內(nèi)缸套和外缸套上的通孔連通，
[0018] 為了實(shí)現(xiàn)座封，向液體容納空間內(nèi)充入液體并加壓，液壓缸在液壓力作用下朝向 下游運(yùn)動(dòng)而壓縮彈性件，同時(shí)在導(dǎo)軌和導(dǎo)向桿的引導(dǎo)下液壓缸還周向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)向桿與波 浪形導(dǎo)軌的第一凹谷相接觸時(shí)，液壓缸運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)，液壓缸、內(nèi)缸套和外缸套上的通孔連 通，單向閥打開并且第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔不連通使得液體流入到膨脹空 間內(nèi)，這時(shí)座封筒在液壓力作用下徑向向外膨脹而第一封隔器實(shí)現(xiàn)座封，將液體容納空間 內(nèi)泄壓，在單向閥的作用下，膨脹空間內(nèi)的液體不會(huì)流出使得第一封隔器保持座封狀態(tài)，這 時(shí)液壓缸在彈性件和導(dǎo)軌的作用下向上游運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)向桿與波浪形導(dǎo)軌的第二凸峰相接觸 時(shí)，液壓缸運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)，
[0019] 為了解除座封，向液體容納空間內(nèi)充入液體并加壓，液壓缸在液壓力作用下朝向 下游運(yùn)動(dòng)并壓縮彈性件，同時(shí)在導(dǎo)軌和導(dǎo)向桿的引導(dǎo)下液壓缸繼續(xù)周向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)向桿與 波浪形導(dǎo)軌的第二凹谷相接觸時(shí)，液壓缸運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)，這時(shí)設(shè)置在液壓缸的周向外側(cè)壁 上的液流槽使第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔連通，并且液壓缸、內(nèi)缸套和外缸套的 通孔不連通使得膨脹空間內(nèi)的液體通過液流槽和第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔而 排出，座封筒收縮而實(shí)現(xiàn)第一封隔器解除座封，將液體容納空間內(nèi)泄壓，液壓缸在彈性件和 導(dǎo)軌的作用下向上游運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)向桿與波浪形導(dǎo)軌的第三凸峰相接觸時(shí)，液壓缸運(yùn)動(dòng)到上 死點(diǎn)并且第一封隔器返回到初始狀態(tài)。
[0020] 這種第一封隔器操作簡(jiǎn)單，施加液壓力可將座封筒脹開而實(shí)現(xiàn)座封，卸掉液壓力 可實(shí)現(xiàn)解封從而實(shí)現(xiàn)多次座封和解封。這種封隔器的座封力受彈性件的彈力控制，從而座 封力是可控的不會(huì)造成套管變形或者井壁損壞。此外，通過一次加壓能夠?qū)蓚€(gè)第一隔器 同時(shí)座封，方便了施工現(xiàn)場(chǎng)的操作。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，液流槽設(shè)置在液壓缸的通孔的上游，并且液流槽沿軸向的寬度 大于或等于第一泄壓孔與第二泄壓孔之間的沿軸向的距離。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一泄壓 孔、第二泄壓孔以及外缸套上的通孔處于相同的母線位置，并且第一泄壓孔和第二泄壓孔 在軸向方向中的位置處于液流槽的范圍內(nèi)。這種設(shè)計(jì)保證液流槽能夠?qū)ǖ谝恍箟嚎缀偷?二泄壓孔，使得液體能從膨脹空間中流出而封隔器解封。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，波浪形導(dǎo)軌的凸峰和凹谷為均勻設(shè)置，并且沿液壓缸的轉(zhuǎn)動(dòng)方 向，凹谷和前方相鄰的凸峰的周向距離為零，凹谷和后方相鄰的凸峰的周向距離與液壓缸 上的通孔所處的母線和液流槽所處的母線之間的周向距離相等。這種設(shè)計(jì)使得每施加一次 液壓力即可實(shí)現(xiàn)封隔器的一次座封或解封，方便了施工現(xiàn)場(chǎng)的操作。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種使用上文所述的找水裝置確定出水位置的方 法，包括以下步驟：
[0024] 步驟一：將找水裝置下入井內(nèi)到預(yù)定位置；
[0025] 步驟二：向油管內(nèi)充入液體并加壓，使第一封隔器座封；
[0026] 步驟三：向油管和套管之間的空間內(nèi)充入泡沫液，泡沫液通過氣舉閥進(jìn)入油管內(nèi) 部，排出油管內(nèi)的液體到井口；
[0027] 步驟四：判斷井口排出液以確定出水位置。
[0028] 通過本發(fā)明的方法，使用泡沫液氣舉排出油管內(nèi)的水，避免了使用抽油設(shè)備，方便 了現(xiàn)場(chǎng)操作。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，還包括移動(dòng)油管，并重復(fù)進(jìn)行步驟二到四來確定出水位置。通過 在井筒內(nèi)逐段移動(dòng)來確定出水位置，將降低了油管的長(zhǎng)度，降低了成本還提高確定出水位 置的精度。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟四中，通過檢測(cè)井口排出液的成分來判斷出水位置。在另 一個(gè)實(shí)施例中，在步驟四中，通過檢測(cè)排液時(shí)間來判斷出水位置。這些方法易于在施工現(xiàn)場(chǎng) 進(jìn)行，方便快捷，有利于快速確定出水位置。
[0031] 在本申請(qǐng)中，在本申請(qǐng)中，用語"初始狀態(tài)"是指在封隔器非工作時(shí)的狀態(tài)。用語 "下游"、"上游"規(guī)定為靠近井口為上游，遠(yuǎn)離井口為下游。用語"未壓縮狀態(tài)"是指彈性件 處于還可以被進(jìn)一步壓縮的狀態(tài)。用語"周向距離"是指在圓周方向上的距離。
[0032] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明的第一封隔器使用能膨脹和縮回座 封筒和彈性件能夠方便地實(shí)現(xiàn)多次座封，而且通過一次加壓能夠?qū)蓚€(gè)第一隔器同時(shí)座 封，方便了施工現(xiàn)場(chǎng)的操作。使用泡沫液來排出油管內(nèi)的液體，能夠快速降低管柱壓力，減 少測(cè)試施工的時(shí)間，并且由于泡沫體系的含水穩(wěn)定，通過檢測(cè)井口排出液的含水變化能夠 快速反應(yīng)井下的出水狀況，確定出水位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：
[0034] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于水平井的找水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于水平井的找水裝置的第一封隔器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖3是圖2的A-A剖視圖；
[0037] 圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一封隔器座封狀態(tài)的示意圖；
[0038] 圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一封隔器解封狀態(tài)的示意圖。
[0039] 在圖中，相同的構(gòu)件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0041] 圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于水平井的找水裝置100。找水裝置100包 括設(shè)置井筒內(nèi)的套管102,在套管102內(nèi)還設(shè)置有油管103。在油管103的末端設(shè)置有堵 頭104例如為絲堵，使得油管103形成單向油管，即液壓流體僅能從井口（未示出)進(jìn)入油管 103內(nèi)而不能從油管103的末端流出從而能夠在油管103內(nèi)蹩壓。在油管103的堅(jiān)直段還 設(shè)置有氣舉閥105以用于排出油管103內(nèi)的液體。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在油管103的 堅(jiān)直段，氣舉閥105的下游盡量靠近氣舉閥105的位置還設(shè)置有第二封隔器106。在一個(gè) 實(shí)施例中，第二封隔器106選擇為普通的封隔器，例如皮碗封隔器。第二封隔器106可避免 水平井的其他部分對(duì)判斷結(jié)果產(chǎn)生影響，影響判斷出水位置。氣舉閥105、第二封隔器106 (例如皮碗封隔器)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，為了簡(jiǎn)單起見這里不再贅述。另外，在油 管103上還可設(shè)置本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的安全接頭101。
[0042] 在油管103的水平段設(shè)置有兩個(gè)第一封隔器107、108,在兩個(gè)第一封隔器107、108 之間的油管段上設(shè)置有控制閥組件109?？刂崎y組件109僅允許液體流入油管103內(nèi)而不 允許液體流出油管103,從而在第一封隔器107和108之間的油管區(qū)域形成測(cè)試管段。
[0043] 下面僅以第一封隔器107為例進(jìn)行介紹。如圖2所示，第一封隔器107包括液壓 缸11、設(shè)置在液壓缸11內(nèi)側(cè)的內(nèi)缸套12和設(shè)置在液壓缸11外側(cè)的外缸套13,在內(nèi)缸套12 的內(nèi)部形成有液體容納空間14以容納液壓液體。在外缸套13的外側(cè)還設(shè)置有能膨脹和縮 回的座封筒20,在外缸套13和座封筒20之間形成膨脹空間21，座封筒20的固定方式將在 下文中進(jìn)行描述。在一個(gè)實(shí)施例中，座封筒20為橡膠密封筒。
[0044] 在液壓缸11、內(nèi)缸套12和外缸套13的周向側(cè)壁上均設(shè)置有通孔15、16、17,這些 通孔能彼此連通以便于容納在液體容納空間14內(nèi)的液壓流體流入膨脹空間21內(nèi)，使座封 筒20膨脹而實(shí)現(xiàn)座封。在外缸套13的通孔17上還設(shè)置有單向閥19,單向閥19僅允許液 體流入膨脹空間21內(nèi)而禁止液體從膨脹空間21流出以保證第一封隔器107的座封狀態(tài)。 在一個(gè)實(shí)施例中，這些通孔15、16、17包括多個(gè)，并且在周向上均勻設(shè)置，有助于液壓流體 快速流入膨脹空間21內(nèi)以實(shí)現(xiàn)第一封隔器107的快速座封。
[0045] 第一封隔器107還包括承載液壓缸11的上游短節(jié)31和下游短節(jié)32。在上游短節(jié) 31和液壓缸11的上游端之間形成有受力槽18。在一個(gè)實(shí)施例中，液壓缸11的上游端實(shí)際 上形成臺(tái)階面，其中凹陷的部分形成這里所述的受力槽18。受力槽18會(huì)接受液壓力以驅(qū) 動(dòng)液壓缸11朝向下游運(yùn)動(dòng)。在下游短節(jié)32和液壓缸11的下游端之間設(shè)置有彈性件33以 驅(qū)動(dòng)液壓缸11朝向上游運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，彈性件33為彈簧。此外，座封筒20的上 游端和下游端分別固定連接于上游短節(jié)31和下游短節(jié)32。為了便于裝配，還可以將上游 短節(jié)31構(gòu)造有能拆卸的上壓套34,而下游短節(jié)32構(gòu)造有能拆卸的下壓套35,如圖1所示。 這樣，上壓套34的一端可拆卸地連接于上游短接31，另一端用于固定座封筒20的上游端。 下壓套35的連接方式與上壓套34相同，這里不再贅述。
[0046] 為了能夠第一封隔器107的解封，如圖2所不，在外缸套13的周向側(cè)壁上設(shè)置有 第一泄壓孔40和第二泄壓孔41，并且第一泄壓孔40與膨脹空間21相連通。在上壓套34 的周向側(cè)壁上設(shè)置有與第二泄壓孔41對(duì)齊的第三泄壓孔43,并且在液壓缸11的周向外側(cè) 壁上構(gòu)造有液流槽44。液流槽44能夠?qū)⒌谝恍箟嚎?0與第二泄壓孔41連通，從而將膨脹 空間21內(nèi)的導(dǎo)出到第一封隔器107之外而實(shí)現(xiàn)第一封隔器107的解封。具體來說，液流槽 44設(shè)置在液壓缸11的通孔15的上游，并且液流槽44沿軸向的寬度大于或等于第一泄壓 孔40與第二泄壓孔41之間的軸向距離。第一泄壓孔40、第二泄壓孔41以及通孔17處于 相同的母線位置，并且第一泄壓孔40和第二泄壓孔41在軸向方向中的位置處于液流槽44 的范圍內(nèi)。這種設(shè)計(jì)方便了生產(chǎn)，并且不論液壓缸11朝向上游運(yùn)動(dòng)還是朝向下游運(yùn)動(dòng)，第 一泄壓孔40和第二泄壓孔41始終處于液流槽44的范圍內(nèi)（但不一定將第一泄壓孔40和 第二泄壓孔41導(dǎo)通)，從而保證了液流槽44能夠?qū)⒌谝恍箟嚎?0和第二泄壓孔41導(dǎo)通而 能夠使第一封隔器107解封。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一泄壓孔40、第二泄壓孔41和第 三泄壓孔42的數(shù)量為多個(gè)并且在周向上均勻分布。這樣，膨脹空間21內(nèi)的液體能夠快速 流出而實(shí)現(xiàn)快速解封。
[0047] 在內(nèi)缸套12的周向外壁上設(shè)置有波浪形導(dǎo)軌22 (圖3示意性地顯示了波浪形導(dǎo) 軌22的示意圖)，在液壓缸11上設(shè)置有與波浪形導(dǎo)軌22配合使用的導(dǎo)向桿23。如圖3所 示，波浪形導(dǎo)軌22為鋸齒形，即波浪形導(dǎo)軌22的凸峰和凹谷為均勻設(shè)置，并且沿液壓缸的 轉(zhuǎn)動(dòng)方向（如圖3中的箭頭方向)，凹谷51和前方相鄰的凸峰52的周向距離為零（S卩，凹谷 和前方相鄰的凸峰處于相同的軸向位置)，而凹谷51和后方相鄰的凸峰53的周向距離L1 與液壓缸11上的通孔15所處的母線和液流槽44所處的母線之間的周向距離相等。這樣， 液壓缸11每上下運(yùn)動(dòng)一次就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度而實(shí)現(xiàn)第一封隔器107的座封或解封。這 種自動(dòng)座封和解封過程將在下文中詳細(xì)描述。在這里，用語"前方"是指液壓缸11的轉(zhuǎn)動(dòng) 朝向的方向。
[0048] 下面根據(jù)圖4和5來描述第一封隔器107座封過程和解封過程。
[0049] 在進(jìn)行座封時(shí)，如圖4所示，向液體容納空間14內(nèi)充入液體并加壓。液壓缸11的 受力槽18承受液壓力而使得液壓缸11朝向下游運(yùn)動(dòng)并壓縮彈性件33,與此同時(shí)在導(dǎo)軌22 和導(dǎo)向桿23的引導(dǎo)下，液壓缸11還周向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)向桿23與波浪形導(dǎo)軌22的第一凹谷 24相接觸時(shí)，液壓缸11運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)即液壓缸11不能再繼續(xù)向下游運(yùn)動(dòng)，這時(shí)通孔15、 16、17連通并且單向閥19打開，而第一泄壓孔40、第二泄壓孔41和第三泄壓孔42不連通 使得液體流入到膨脹空間21內(nèi)，座封筒20在液壓力作用下徑向向外膨脹，第一封隔器107 實(shí)現(xiàn)座封。
[0050] 在實(shí)現(xiàn)座封后，將液體容納空間14內(nèi)泄壓，單向閥19關(guān)閉，膨脹空間21內(nèi)的液體 不會(huì)流出使得第一封隔器107保持座封狀態(tài)。與此同時(shí)，液壓缸11在彈性件33的作用下 向上游運(yùn)動(dòng)，由于第一凹谷24與第二凸峰27處于相同的軸向位置，因此液壓缸11不會(huì)周 向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)向桿23與波浪形導(dǎo)軌22的第二凸峰27相接觸時(shí)，液壓缸11運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)。
[0051] 在解除座封時(shí)，如圖5所示，向液體容納空間14內(nèi)充入液體并加壓。液壓缸11的 受力槽18承受液壓力而使得液壓缸11朝向下游運(yùn)動(dòng)并壓縮彈性件33,與此同時(shí)在導(dǎo)軌22 和導(dǎo)向桿23的引導(dǎo)下，液壓缸11繼續(xù)周向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)向桿23與波浪形導(dǎo)軌22的第二凹 谷26相接觸時(shí)，液壓缸11運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)。這時(shí)液流槽44使第一泄壓孔40、第二泄壓孔41 和第三泄壓孔42連通并且通孔15、16、17不連通。膨脹空間21內(nèi)的液體經(jīng)液流槽44、第一 泄壓孔40、第二泄壓孔41和第三泄壓孔42排出到第一封隔器107之外，座封筒20收縮從 而第一封隔器107實(shí)現(xiàn)解封。
[0052] 在實(shí)現(xiàn)解封后，將液體容納空間14內(nèi)泄壓，液壓缸11在彈性件33的作用下向上 游運(yùn)動(dòng)，由于第二凹谷26與第三凸峰28處于相同的軸向位置，因此液壓缸11不會(huì)周向轉(zhuǎn) 動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)向桿23與波浪形導(dǎo)軌22的第三凸峰28相接觸時(shí)，液壓缸11運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)。
[0053] 下面來描述使用根據(jù)本發(fā)明的用于水平井的找水裝置100確定出水位置的方法。 首先，將找水裝置100下入井內(nèi)到預(yù)定位置。然后，向油管103內(nèi)充入液體并加壓。在一個(gè) 實(shí)施例中，這種液體選擇為水。由于油管103與第一封隔器107、108的液體容納空間14連 通，因此當(dāng)加壓到預(yù)定值后能使得第一封隔器107、108同時(shí)座封。接著，向油管103和套管 102之間的空間（即油套空間）內(nèi)充入泡沫液。泡沫液能夠通過氣舉閥105進(jìn)入油管103的 內(nèi)部，從而將油管103內(nèi)的液體從井口（未示出)排出。在一個(gè)實(shí)施例中，這種泡沫液的有效 成分為十二烷基磺酸鈉，這是本領(lǐng)域中常用的泡沫液。泡沫液首先將處于油管103內(nèi)的，氣 舉閥105上游的液體由井口排出。在地層壓力下，油管103內(nèi)其余部分的液體也會(huì)由泡沫 液從井口排出。若第一封隔器107U08之間的油管區(qū)域所處的地層具有出水點(diǎn)，則當(dāng)油管 103內(nèi)的壓力逐漸降低后，在地層壓力下，地層內(nèi)的水會(huì)通過控制閥組109進(jìn)入油管103內(nèi)。 這樣通過檢測(cè)井口排出液的成分即可判斷出這個(gè)區(qū)域是出水位置。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)泡 沫液反排油管103內(nèi)的液體超過預(yù)定的時(shí)間后仍未結(jié)束，也能夠判斷出這個(gè)區(qū)域是出水位 置。若檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，這里沒有出水位置，則可移動(dòng)油管103到其他位置重新檢測(cè)。在一個(gè)實(shí)施 例中，即可以首先將找水裝置100下到井內(nèi)最下游，然后逐漸將找水裝置100逐漸向上游移 動(dòng)來尋找出水位置，也可以首先將找水裝置100下到井內(nèi)最上游，然后逐漸將找水裝置100 逐漸向下游移動(dòng)來尋找出水位置。
[0054] 雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況 下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖 突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文 中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于水平井的找水裝置，包括， 設(shè)置在套管內(nèi)部的油管，在所述油管的末端設(shè)置有堵頭，在所述油管的堅(jiān)直段設(shè)置有 用于排出油管內(nèi)的液體的氣舉閥， 在所述油管的水平段設(shè)置有兩個(gè)第一封隔器，在所述兩個(gè)第一封隔器之間的油管段上 設(shè)置有控制閥組件以使得在所述兩個(gè)第一封隔器之間的油管區(qū)域形成測(cè)試管段， 在使用時(shí)，將所述找水裝置下入井內(nèi)，并且將所述兩個(gè)第一封隔器座封，通過所述氣舉 閥排出的油管內(nèi)的液體由此來判斷出水位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的找水裝置，其特征在于，所述第一封隔器包括， 液壓缸，在所述液壓缸的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)缸套，在所述液壓缸的外側(cè)設(shè)置有外缸套，在所 述液壓缸、內(nèi)缸套和外缸套的周向側(cè)壁上均設(shè)置有能彼此連通的通孔，在所述內(nèi)缸套內(nèi)部 形成有液體容納空間， 承托所述液壓缸的上游短節(jié)和下游短節(jié)，在所述上游短節(jié)和所述液壓缸的上游端之間 形成有受力槽以驅(qū)動(dòng)所述液壓缸朝向下游運(yùn)動(dòng)，在所述下游短節(jié)和所述液壓缸的下游端之 間設(shè)置有彈性件以驅(qū)動(dòng)所述液壓缸朝向上游運(yùn)動(dòng)， 在所述外缸套的外側(cè)還設(shè)置有能膨脹和縮回的座封筒，所述座封筒的上游端和下游端 分別固定連接于所述上游短節(jié)和下游短節(jié)，在所述座封筒和所述外缸套之間形成有膨脹空 間，在所述外缸套的通孔上還設(shè)置有防止液體從所述膨脹空間流出的單向閥， 在所述內(nèi)缸套的周向外壁上設(shè)置有波浪形導(dǎo)軌，在所述液壓缸上設(shè)置有與所述波浪形 導(dǎo)軌配合使用的導(dǎo)向桿以引導(dǎo)所述液壓缸在上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還周向轉(zhuǎn)動(dòng)， 貫穿所述外缸套的周向側(cè)壁設(shè)置有第一泄壓孔和第二泄壓孔，在所述上游短節(jié)的周向 側(cè)壁上設(shè)置有與所述第二泄壓孔對(duì)齊的第三泄壓孔，所述第一泄壓孔與所述膨脹空間相連 通，在所述液壓缸的周向外側(cè)壁上，與所述液壓缸上的通孔所處的母線位置不同的母線位 置處構(gòu)造有能夠使所述第一泄壓孔與所述第二泄壓孔連通的液流槽， 當(dāng)處于初始狀態(tài)時(shí)，所述彈性件處于未壓縮狀態(tài)，所述導(dǎo)向桿處于所述波浪形導(dǎo)軌的 第一凸峰處，這時(shí)所述液壓缸上的通孔不與所述內(nèi)缸套和外缸套上的通孔連通， 為了實(shí)現(xiàn)座封，向所述液體容納空間內(nèi)充入液體并加壓，所述液壓缸在液壓力作用下 朝向下游運(yùn)動(dòng)而壓縮彈性件，同時(shí)在所述導(dǎo)軌和導(dǎo)向桿的引導(dǎo)下所述液壓缸還周向轉(zhuǎn)動(dòng)， 當(dāng)所述導(dǎo)向桿與所述波浪形導(dǎo)軌的第一凹谷相接觸時(shí)，所述液壓缸運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)，液壓缸、 內(nèi)缸套和外缸套上的通孔連通，所述單向閥打開并且所述第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三 泄壓孔不連通使得液體流入到所述膨脹空間內(nèi)，這時(shí)座封筒在液壓力作用下徑向向外膨脹 而第一封隔器實(shí)現(xiàn)座封，將液體容納空間內(nèi)泄壓，在單向閥的作用下，所述膨脹空間內(nèi)的液 體不會(huì)流出使得所述第一封隔器保持座封狀態(tài)，這時(shí)所述液壓缸在彈性件和導(dǎo)軌的作用下 向上游運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所述導(dǎo)向桿與所述波浪形導(dǎo)軌的第二凸峰相接觸時(shí)，所述液壓缸運(yùn)動(dòng)到上 死點(diǎn)， 為了解除座封，向所述液體容納空間內(nèi)充入液體并加壓，所述液壓缸在液壓力作用下 朝向下游運(yùn)動(dòng)并壓縮彈性件，同時(shí)在所述導(dǎo)軌和導(dǎo)向桿的引導(dǎo)下所述液壓缸繼續(xù)周向轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)所述導(dǎo)向桿與所述波浪形導(dǎo)軌的第二凹谷相接觸時(shí)，所述液壓缸運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)，這時(shí) 設(shè)置在所述液壓缸的周向外側(cè)壁上的液流槽使所述第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔 連通并且所述液壓缸、內(nèi)缸套和外缸套的通孔不連通使得所述膨脹空間內(nèi)的液體通過所述 液流槽和第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔而排出，座封筒收縮而實(shí)現(xiàn)第一封隔器解 除座封，將液體容納空間內(nèi)泄壓，所述液壓缸在彈性件和導(dǎo)軌的作用下向上游運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所述 導(dǎo)向桿與所述波浪形導(dǎo)軌的第三凸峰相接觸時(shí)，所述液壓缸運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)并且第一封隔器 返回到初始狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的找水裝置，其特征在于，所述液流槽設(shè)置在所述液壓缸的通 孔的上游，并且所述液流槽沿軸向的寬度大于或等于第一泄壓孔與第二泄壓孔之間的沿軸 向的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的找水裝置，其特征在于，所述第一泄壓孔、第二泄壓孔以及所 述外缸套上的通孔處于相同的母線位置，并且所述第一泄壓孔和第二泄壓孔在軸向方向中 的位置處于所述液流槽的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的找水裝置，其特征在于，所述波浪形導(dǎo)軌的凸峰 和凹谷為均勻設(shè)置，并且沿液壓缸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，凹谷和前方相鄰的凸峰的周向距離為零，凹 谷和后方相鄰的凸峰的周向距離與所述液壓缸上的通孔所處的母線和液流槽所處的母線 之間的周向距離相等。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的找水裝置，其特征在于，在所述油管的堅(jiān)直段，所 述氣舉閥的下游還設(shè)置有第二封隔器。
7. -種使用上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的找水裝置確定出水位置的方法，包括以下步 驟： 步驟一：將所述找水裝置下入井內(nèi)到預(yù)定位置； 步驟二：向所述油管內(nèi)充入液體并加壓，使所述第一封隔器座封； 步驟三：向油管和套管之間的空間內(nèi)充入泡沫液，所述泡沫液通過所述氣舉閥進(jìn)入油 管內(nèi)部，排出油管內(nèi)的液體到井口； 步驟四：判斷井口排出液以確定出水位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步驟四中，通過檢測(cè)所述井口排出 液的成分來判斷出水位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步驟四中，通過檢測(cè)排液時(shí)間來判 斷出水位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括移動(dòng)所述油管，并重 復(fù)進(jìn)行步驟二到四來確定出水位置。
【文檔編號(hào)】E21B33/126GK104121013SQ201310146882
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】王連生, 闞淑華, 劉傳喜, 李穎, 魏新春, 林長(zhǎng)志, 王元慶, 宋傳真, 吳永超, 黃廣濤 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院