基于井下张力的控速泵送射孔系统及电缆式桥射联作方法技术方案

本发明专利技术公开了基于井下张力的控速泵送射孔系统及电缆式桥射联作方法，系统包括：智能绞车；井下张力计，其设置于电缆头处，且与智能绞车的控制器连通，井下张力计采集电缆头处所受张力并将电缆头处张力信息传递、反馈给智能绞车的控制器；压裂泵车，其控制器与智能绞车的控制器连通。采用本发明专利技术提供的系统和方法，完成工具串在井内运行，操作的施工人员将仅需1人，从而大大减少了施工人员的数量，降低了人员繁多、沟通困难导致劳动量增加的问题，也减少了由于人员疲劳等人为因素导致的工程事故几率。几率。几率。

Speed controlled pumping perforating system based on downhole tension and cable type bridge shooting method

【技术实现步骤摘要】
基于井下张力的控速泵送射孔系统及电缆式桥射联作方法


[0001]本专利技术涉及射孔作业领域。更具体地说，本专利技术涉及基于井下张力的控速泵送射孔系统及电缆式桥射联作方法。

技术介绍

[0002]桥塞与射孔联作技术作为当前页岩气分段压裂改造开发最常用的工艺，该技术占所有多段改造总数的75％
‑
85％。而桥塞射孔联作的施工效率、效果直接影响分段压裂改造的完井周期。
[0003]目前，国内外桥塞射孔作业施工中绞车的操作运行一直由绞车工人工控制，长时间作业后人会疲劳，难以对绞车运行状况投入高度精力监控和对突发状况及时处理，目前实际中需要两人或多人轮换操作来规避人因带来的风险，从而消耗过多的人力成本以及由于人工操作导致的工程事故风险。
[0004]施工中泵送环节，绞车和泵车分别由各自操作工操作，两者之间需要通过对讲机沟通、配合(根据绞车一定速度时电缆张力下降至低于某值时，泵送指挥人员通过对讲机通知泵车操作员增加泵车输出液体排量，泵车向井筒注入的液体排量增加，使工具串在水平段被泵车注入井筒的液体推力增加，确保充足的水力推力使施工管串被安全输送至井底预定深度)。然而期间存在沟通不通畅导致工程事故的风险。且目前的桥塞射孔联作施工，完成施工管串由井口入井到完成作业出井口的操作，共计需要5人参与(2名绞车工、1名地面仪操作员、1名泵送指挥人员、1名泵车操作员)。施工人员数量较多，人力成本较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供基于井下张力的控速泵送射孔系统，该系统由智能绞车、井下张力计和压裂泵车组成，结合以往施工井收集的大量数据，分析、整理获得能够确保施工安全、高效的经验数据，将经验数据编入智能绞车控制器内，智能绞车控制器依照井筒数据、经验数据为基础的运行程序进行智能化操作，完成桥塞射孔联作施工。
[0006]本专利技术的另一个目的是提供采用基于井下张力的控速泵送射孔系统的电缆式桥射联作方法，通过采用智能泵送系统施工，施工人员将只需1人，从而大大减少施工人员数量，且能够避免人为因素导致工程事故。
[0007]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了基于井下张力的控速泵送射孔系统，包括：
[0008]智能绞车；
[0009]井下张力计，其设置于电缆头处，且与智能绞车的控制器连通，井下张力计采集电缆头处所受张力并将电缆头处张力信息传输、反馈给智能绞车的控制器；
[0010]压裂泵车，其控制器与智能绞车的控制器连通。
[0011]采用基于井下张力的控速泵送射孔系统的电缆式桥射联作方法，包括：
[0012]1)、管串在直井段下放阶段
[0013]单段施工管串被操作入井后，管串由井口至井下300m期间，智能绞车下放速度根据地面电缆张力进行调节，地面电缆张力每增加15
‑
20％、智能绞车速度增加8
‑
12％，并使智能绞车速度控制在200
‑
1500m/h；
[0014]井深300m至造斜点期间，智能绞车速度根据地面电缆张力进行调节，地面电缆张力每增加10
‑
15％，智能绞车速度增加10
‑
15％，并使井下电缆头处张力控制在0.1
‑
0.5F
弱点
，智能绞车速度控制在3600m/h以内；
[0015]2)、管串由造斜点至井底阶段
[0016]管串通过造斜点时，智能绞车控制器控制压裂泵车按最小的排量泵注，之后管串向井底运行，期间，使井下电缆头处张力控制在0.1
‑
0.5F
弱点
，智能绞车速度根据井下电缆头处张力进行调节，井下电缆头处张力每增加10
‑
15％、智能绞车速度增加10
‑
15％；井下电缆头处张力每降低10
‑
15％、智能绞车速度降低10
‑
15％，并使智能绞车速度控制在1800
‑
3600m/h，当智能绞车速度调节至低于1800m/h后，智能绞车控制器将需要压裂泵车增加排量的信息传输给压裂泵车控制器，压裂泵车增加排量，智能绞车速度根据井下电缆头处张力进行调节，井下电缆头处张力每增加10
‑
15％、智能绞车速度增加10
‑
15％，使智能绞车速度提高至1800
‑
3600m/h；
[0017]3)、分级点火阶段
[0018]管串被泵送至该层段施工深度以下10m停车，随后智能绞车开始上提，上提过程中智能绞车速度控制在300
‑
800m/h，且使井下电缆头处张力小于0.5F
弱点
、地面电缆张力小于0.4F
电缆
，当井下电缆头处张力大于0.5F
弱点
且地面电缆张力小于0.4F
电缆
时，按照遇卡处理，根据井下磁定位识别的标准接箍，智能绞车根据对应目的深度定位桥塞坐封深度后停车，供电点火坐封桥塞，待井下电缆头处张力有幅度较大的差分张力，确定桥塞坐封丢手后，智能绞车自动上提管串至第一簇射孔位置定位停车，之后供电起爆第一簇射孔枪，确定射孔后，智能绞车自动上提管串至第二簇射孔位置定位停车，之后重复前面射孔程序完成后续多簇射孔任务；
[0019]4)、管串由水平段上提至造斜段阶段
[0020]智能绞车上提管串至造斜段期间，使井下电缆头处张力小于0.5F
弱点
且地面电缆张力小于0.4F
电缆
，智能绞车速度根据井下电缆头处张力与地面电缆张力进行调节，井下电缆头处张力与地面电缆张力同时每降低10
‑
15％，智能绞车速度增加15
‑
20％；井下电缆头处张力与地面电缆张力同时每增加10
‑
15％，智能绞车速度降低15
‑
20％，并使智能绞车速度控制在300
‑
2400m/h，当井下电缆头处张力小于0.5F
弱点
、地面电缆张力小于0.4F
电缆
，且智能绞车速度达到2400m/h时保持；
[0021]5)、管串由造斜点上提至井口阶段
[0022]智能绞车上提管串至距井口200m期间，使井下电缆头处张力小于0.6F
弱点
，同时地面电缆张力小于0.4F
电缆
，智能绞车速度根据地面电缆张力与井下电缆头处张力进行调节，地面电缆张力与井下电缆头处张力同时每降低10
‑
15％，智能绞车速度增加15
‑
20％；地面电缆张力与井下电缆头处张力同时每增加10
‑
15％，智能绞车速度降低15
‑
20％，并使智能绞车速度小于3600m/h；
[0023]智能绞车从距井口200m上提管串至井口期间，使智能绞车速度为200
‑
500m/h，井下电缆头处张力小于0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于井下张力的控速泵送射孔系统，其特征在于，包括：智能绞车；井下张力计，其设置于电缆头处，且与智能绞车的控制器连通，井下张力计采集电缆头处所受张力并将电缆头处张力信息传输、反馈给智能绞车的控制器；压裂泵车，其控制器与智能绞车的控制器连通。2.采用如权利要求1所述的基于井下张力的控速泵送射孔系统的电缆式桥射联作方法，其特征在于，包括：1)、管串在直井段下放阶段单段施工管串被操作入井后，管串由井口至井下300m期间，智能绞车下放速度根据地面电缆张力进行调节，地面电缆张力每增加15
‑
20％、智能绞车速度增加8
‑
12％，并使智能绞车速度控制在200
‑
1500m/h；井深300m至造斜点期间，智能绞车速度根据地面电缆张力进行调节，地面电缆张力每增加10
‑
15％，智能绞车速度增加10
‑
15％，并使井下电缆头处张力控制在0.1
‑
0.5F
弱点
，智能绞车速度控制在3600m/h以内；2)、管串由造斜点至井底阶段管串通过造斜点时，智能绞车控制器控制压裂泵车按最小的排量泵注，之后管串向井底运行，期间，使井下电缆头处张力控制在0.1
‑
0.5F
弱点
，智能绞车速度根据井下电缆头处张力进行调节，井下电缆头处张力每增加10
‑
15％、智能绞车速度增加10
‑
15％；井下电缆头处张力每降低10
‑
15％、智能绞车速度降低10
‑
15％，并使智能绞车速度控制在1800
‑
3600m/h，当智能绞车速度调节至低于1800m/h后，智能绞车控制器将需要压裂泵车增加排量的信息传输给压裂泵车控制器，压裂泵车增加排量，智能绞车速度根据井下电缆头处张力进行调节，井下电缆头处张力每增加10
‑
15％、智能绞车速度增加10
‑
15％，使智能绞车速度提高至1800
‑
3600m/h；3)、分级点火阶段管串被泵送至该层段施工深度以下10m停车，随后智能绞车开始上提，上提过程中智能绞车速度控制在300
‑
800m/h，且使井下电缆头处张力小于0.5F
弱点
、地面电缆张力小于0.4F
电缆
，当井下电缆头处张力大于0.5F
弱点
且地面电缆张力小于0.4F
电缆
时，按照遇卡处理，根据井下磁定位识别的标准接箍，智能绞车根据对应目的深度定位桥塞坐封深度后停车，供电点火坐封桥塞，待井下电缆头处张力有幅度较大的差分张力，确定桥塞坐封丢手后，智能绞车自动上提管串至第一簇射孔位置定位停车，之后供电起爆第一簇射孔枪，确定射孔后，智能绞车自动上提管串至第二簇射孔位置定位停车，之后重复前面射孔程序完成后续多簇射孔任务；4)、管串由水平段上提至造斜段阶段智能绞车上提管串至造斜段期间，使井下电缆头处张力小于0.5F
弱点
且地面电缆张力小于0.4F
电缆
，智能绞车速度根据井下电缆头处张力与地面电缆张力进行调节，井下电缆头处张力与地面电缆张力同时每降低10
‑
15％，智能绞车速度增加15
‑
20％；井下电缆头处张力与地面电缆张力同时每增加10
‑
15％，智能绞车速度降低15
‑
20％，并使智能绞车速度控制在300
‑
2400m/h，当井下电缆头处张力小于0.5F
弱点
、地面电缆张力小于0.4F
电缆
，且智能绞车速度达到2400m/h时保持；
5)、管串由造斜点上提至井口阶段智能绞车上提管...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟虎，孙晓东，王良超，谷天，贾振甲，宋承良，刘继海，章心林，
申请(专利权)人：西安通源正合石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：