深井套外环空双级监测采样器制造技术

本实用新型专利技术涉及的是深井套外环空双级监测采样器，这种深井套外环空双级监测采样器包括：主管、至少两个上层支管、下层支管，主管为垂直的，主管下端连接各上层支管和下层支管，各上层支管沿主管周向倾斜设置于主管周围，各上层支管的下端口均位于泥岩基准层位，下层支管的下端口位于泥岩基准层位底端之下；上层支管分为粗上层支管和细上层支管，粗上层支管下端口安装低抗压挤压开关，形成大流量上层采集器；细上层支管下端口安装高抗压挤压开关，形成小流量上层采集器，下层支管的下端口安装高抗压挤压开关，形成下层采集器。本实用新型专利技术在上层主采集器被挤压报废后，下层的次采集器仍能工作，从而可能继续监测井下套外环空状况。

Deep well casing outer annulus two-stage monitoring sampler

【技术实现步骤摘要】
深井套外环空双级监测采样器
本技术涉及采油领域中井下套外环空监测技术中使用的水质水样及参数采集器，具体涉及深井套外环空双级监测采样器。
技术介绍
老油田进入开发的后期，通常采用高压注水、注聚合物、三元驱、热力开采等强采手段。虽然提高了采收率，但却容易引起固井水泥环裂隙、地层水窜、地层溶胀移位挤压井筒套管，套损大修报废井数急速增加，甚至已出现数百井数的成片套损区。因此，在线实时监测井下套外环空的水质、压力、流量、地层溶胀位移等情况变化，对预测套损危害，提前采取相关措施避免或减缓套损事故发生，确保老油田高效生产具有重大意义。监测取样系统中较为重要的设备之一是井下套外环空水样及水参数采集器。初级的水质取样、水参数（压力、流量等）采集器是细导流管下端连接过滤网罩，既可过滤水质，又可通水传导压力。但此种方法在井下套损监测中存在很多不足之处。1.不能判断地层溶胀移位对套管挤压方向；2.不能判断地层溶胀对套管挤压力的大小；3.地层溶胀堵死采样器水孔后，细导流管另一端的地面装置将采集不到井下套外环空的任何数据。此时，该套损监测系统（井下与地面）将完全瘫痪，无法继续水质取样、压力监测等井下数据监测工作。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供深井套外环空双级监测采样器，这种深井套外环空双级监测采样器用于解决目前井下套外环空水样、水参数采集器水孔被堵死后，地面装置将采集不到井下套外环空任何数据的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种深井套外环空双级监测采样器包括：主管、至少两个上层支管、下层支管，主管为垂直的，主管下端连接各上层支管和下层支管，各上层支管沿主管周向倾斜设置于主管周围，各上层支管的下端口均位于泥岩基准层位，下层支管也为垂直的，下层支管的下端口位于泥岩基准层位底端之下；上层支管分为粗上层支管和细上层支管，粗上层支管下端口安装低抗压挤压开关，形成大流量上层采集器；细上层支管下端口安装高抗压挤压开关，形成小流量上层采集器，下层支管的下端口安装高抗压挤压开关，形成下层采集器。上述方案中粗上层支管为一个，细上层支管为一个，下层支管为一个。形成了大流量上层采集器一个，小流量上层采集器一个，下层采集器一个。流量分配可采用管径大小确定，大流量上层采集器的流量分配为总流量的60%，小流量上层采集器的分配流量为20%，下层采集器的分配流量为20%。本技术具有以下有益效果：1、本技术采用双层多通道按流量比分配，出厂前提前标定出双层采集器应力-应变（孔变）-流量变化关系曲线，根据地面导流管流量变化推测出挤压套管的应力，其目的是可根据地面流量及压力变化推测井下地层溶胀位移情况。2、本技术实现井下套外环空多层级多通道数据采集器（水样、水压、流量、岩层挤压力等参数）。3、本技术根据地面细导流管监测的水样水质变化可判断出固井水泥环界面裂隙情况或外界高压水层的水窜入套外环空情况。4、本技术根据地面监测的细导流管中压力及流量变化，对照采集器出厂前标定曲线，可推测出井下泥岩层滑移对采集器挤压的损害程度及对套管的挤压力。5、本技术因主采集器是由沿套管周向不同方位的不同抗挤压等级的多个分支采集器组成，由压力流量的变化可判断出不同方位的分支采集器的损坏顺序，从而估算出岩层移动对套管的挤压方向。6、本技术在上层主采集器两个分支管均被挤压报废后，下层的次采集器仍能采水样、测流压及流量，从而可能继续监测井下套外环空状况。附图说明图1为本技术中深井套外环空双级监测采样器结构示意图；图2是本技术深井套外环空双级监测采样器监测方法使用的装置示意图。图中：1主管；2粗上层支管；3细上层支管；4-1低抗压挤压开关；4-2上层高抗压挤压开关；5下层高抗压挤压开关；6下层支管；7泥岩基准层；8固井水泥环；9射孔孔眼；10井口；11套外监测细导流管阀组；12套外测压表；13套外渗漏流量表；14油水层；15表层水泥密封环；16套管；17井壁；18套外环空；19细导流管；20深井套外环空双级监测采样器。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明：如图1所示，这种深井套外环空双级监测采样器包括：主管1、至少两个上层支管、下层支管6，主管1为垂直的，主管1下端连接各上层支管和下层支管6，各上层支管沿主管1周向倾斜设置于主管1周围，各上层支管的下端口均位于泥岩基准层7位，下层支管6也为垂直的，下层支管6的下端口位于泥岩基准层7位之下；上层支管分成粗上层支管2和细上层支管3，粗上层支管2的下端口安装低抗压挤压开关4-1，形成大流量上层采集器；细上层支管3的下端口安装高抗压强度的挤压开关，为上层高抗压挤压开关4-2，形成小流量上层采集器，而下层支管6的下端口安装高抗压强度的挤压开关，为下层高抗压挤压开关5，形成下层采集器。本实施方式中的粗上层支管2为一个，细上层支管3为一个，下层支管6为一个，形成大流量上层采集器一个，小流量上层采集器一个，下层采集器一个，大流量上层采集器的流量分配为总流量的60%，小流量上层采集器的分配流量为20%，下层采集器的分配流量为20%。此为双层三通道结构。粗上层支管2的流量占60%，对应大流量上层采集器的材料结构强度设计为低抗压，即在受到小的挤压力时该采集器分支管发生变形堵塞，粗上层支管2的流体通过能力由最大（总流量的60%）减小到零。采集器在被挤压变形时，相当于调减流量开关。在地面上通过细导流管19内流量的变化，可推出大流量上层采集器的被挤压变形情况，再根据产品出厂前设定的应力-应变关系，可以推断地层溶胀移位时对套管16的挤压力。细上层支管3的流量占比20%，对应小流量上层采集器的材料结构强度设计为高抗压。只有进一步受到高强度挤压时此分支采集器才发生变形，开始阻塞细上层支管3，随着挤压力的增大，变形更加严重，此流量分支管的流量也由大变小。对比此采集器出厂前的（挤）压力-应变（形）-（变）流量的标定曲线，可由此高挤压力阶段的流量变化推测出地层对套管16的更大挤压力。下层支管6的流量分配比为20%，进水孔眼向下，下层采集器位于泥岩层底端之下，泥岩层溶胀时也挤压不到此流量支管。在上层两个分支采集器被挤变形关闭后，下层采集器仍能导通传送环空流体的水力参数。结合图2所示，这种深井套外环空双级监测采样器的监测方法：一、出厂前标定出低抗压强度的挤压开关和高抗压强度的挤压开关的应力-应变（孔变）-流量变化关系曲线，出厂前已标定出其承载压力-形变-导通流量之间的关系曲线。二、主管1与细导流管19的下端口连接，将细导流管下放到油水井套外环空18中，深井套外环空双级监测采样器20随着下放到注水井套外环空18中，各上层支管被下放至泥岩基准层7对应的位置，下层支管6被下放至泥岩基准层7底端之下的位置，细导流管19向上联接到地面上，并安装套外监测细导流管阀组11、套外测压表12及套外渗漏流量表13等。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深井套外环空双级监测采样器，其特征在于：这种深井套外环空双级监测采样器包括主管（1）、至少两个上层支管、下层支管（6），主管（1）为垂直的，主管（1）下端连接各上层支管和下层支管（6），各上层支管沿主管（1）周向倾斜设置于主管（1）周围，各上层支管的下端口均位于泥岩基准层（7）位，下层支管（6）也为垂直的，下层支管（6）的下端口位于泥岩基准层（7）位底端之下；上层支管分成粗上层支管（2）和细上层支管（3），粗上层支管（2）下端口安装低抗压挤压开关（4-1），形成大流量上层采集器；细上层支管（3）下端口安装高抗压挤压开关，形成小流量上层采集器，下层支管（6）的下端口安装高抗压挤压开关，形成下层采集器。/n

【技术特征摘要】
1.一种深井套外环空双级监测采样器，其特征在于：这种深井套外环空双级监测采样器包括主管（1）、至少两个上层支管、下层支管（6），主管（1）为垂直的，主管（1）下端连接各上层支管和下层支管（6），各上层支管沿主管（1）周向倾斜设置于主管（1）周围，各上层支管的下端口均位于泥岩基准层（7）位，下层支管（6）也为垂直的，下层支管（6）的下端口位于泥岩基准层（7）位底端之下；上层支管分成粗上层支管（2）和细上层支管（3），粗上层支管（2）下端口安装低抗压挤压开关（4-1），形成大...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏惠芬，曹广胜，李福军，
申请(专利权)人：夏惠芬，
类型：新型
国别省市：黑龙;23