一種井下作業(yè)裝置制造方法
【專利摘要】一種井下作業(yè)裝置，其包括：筒套殼體，在其內(nèi)壁設(shè)有至少一個環(huán)形凹槽；設(shè)置在所述筒套殼體內(nèi)部的下井組件，在其上設(shè)有RFID測距裝置，用以測量所述環(huán)形凹槽與所述下井組件之間的距離。所述井下作業(yè)裝置具有精確定位、操作簡單的優(yōu)點，并可應(yīng)用到下井機器人、爬行器與壓裂滑套中，實現(xiàn)厘米級的精確定位。
【專利說明】一種井下作業(yè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及油氣開發(fā)與勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種井下作業(yè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]石油開發(fā)過程中需要實施大量的井下壓裂、測試、試井和修井等作業(yè)。這些作業(yè)都是在套管內(nèi)進行的，并要求對下入井內(nèi)的作業(yè)工具在套管內(nèi)進行準(zhǔn)確的定位，否則無法卡準(zhǔn)，因此無法作業(yè)。
[0003]目前使用的定位技術(shù)主要有兩種:第I種:空心定位技術(shù)，這種技術(shù)靠儀器外徑的臺階實現(xiàn)定位。主要特點是工作筒的內(nèi)徑從上向下減小，相應(yīng)定位裝置的外徑也因此減小。缺點是定位裝置的級數(shù)無法進一步細(xì)化，至多三級。每次測試只能投放一級定位裝置，無法一次下井投放多級定位裝置進行測試。在這種空心定位技術(shù)的基礎(chǔ)上還有一些改進技術(shù)，主要是通過結(jié)合機械技術(shù)實現(xiàn)反復(fù)上下井。第2種:單向測試定位技術(shù)，主要用于偏心注水井的定位技術(shù)。主要特點是通過上提儀器結(jié)合機械觸發(fā)技術(shù)使凸輪翻轉(zhuǎn)，定位爪撐開。上提儀器通過工作筒后，再以一定的速度沖入工作筒中。此時，定位爪從喇叭口滑入定位槽中完成定位。缺點是外形尺寸比較大，只能從下至上進行測試。
[0004]以下是目前公開的一些關(guān)于油井的下井作業(yè)工具與已經(jīng)安裝在井下的工具之間的精確定位的現(xiàn)有技術(shù)的介紹。
[0005]第I份現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容為:安裝在桶狀外殼中的定位爪驅(qū)動機構(gòu)的爪身裝配在桶狀外殼的爪端，爪身浮擺在桶狀外殼外壁上的一個或一個以上的定位爪。對定位爪進行受力分析，保證在定位爪撐開并形成喇叭口時，儀器向下運動能順利滑過該喇叭口。進而在環(huán)形定位槽內(nèi)可靠自鎖，實現(xiàn)定位。
[0006]第2份現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容為:當(dāng)填充管柱下到定位接頭以上位置后，再次下放管柱，利用懸重變化來判斷是否定位成功。
[0007]第3份現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容為:定位器包括定位鋼球、鋼球裝入體、鋼球工作滑套、復(fù)位彈簧、節(jié)流器口和連續(xù)油管連接頭。連續(xù)油管連接頭連接鋼球裝入體，所述連接鋼球裝入體中間段內(nèi)徑大于外徑大。其中，外徑與套管內(nèi)徑配合，內(nèi)徑與鋼球工作滑套的凸起段配合。鋼球工作滑套兩端與鋼球裝入體兩端內(nèi)徑小段相配合。鋼球裝入體內(nèi)外徑大的中間部位設(shè)有一周圓孔，所述圓周孔內(nèi)設(shè)有定位鋼球。所述鋼球工作滑套底部設(shè)有復(fù)位彈簧座；鋼球工作滑套的中間設(shè)有節(jié)流器口。在節(jié)流器口處形成一定的節(jié)流壓差，所述節(jié)流壓差能將連接在油管上的施工工具精確下入到具體要求的油氣層部位。
[0008]第4份現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容為:從井筒獲取CCL(任何套管接箍)數(shù)據(jù)集或測井記錄，這個CCL數(shù)據(jù)集或測井記錄使已記錄的磁信號與測量過的深度相關(guān)聯(lián)；并將該CCL數(shù)據(jù)集或測井記錄設(shè)置在井筒中，并具體設(shè)置在用于對井筒裝置進行制動的位置。然后將該CCL測井記錄下載到自主工具中。該自主工具被編程，并作為時間函數(shù)的感測接箍，由此提供第二CCL測井記錄。該自主工具使已感測的接箍與來自該第一 CCL測井記錄的物理簽名相匹配。并且基于該第一和第二測井記錄的相關(guān)性，使該井筒裝置在選定位置進行自制動。
[0009]第5份現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容為:將接在工藝管柱底部的定位器下放至套管定位接箍的下方4?5m處，并在工藝管柱上端安裝拉力傳感器和激光測距傳感器。工藝管柱底部的定位器通過短套管接箍以后，上提該工藝管柱使其進入短套管接箍中。上提該工藝管柱的懸重會增加30?40kN。接在油管上的拉力傳感器拉力數(shù)值產(chǎn)生變化，將下井油管所受的拉力經(jīng)拉力傳感器測出。將裝置到井口的垂直距離經(jīng)激光測距傳感器測出。此時，即為磁定位套管接箍的深度。
[0010]上述這些通過機械定位技術(shù)、拉力變化技術(shù)難以實現(xiàn)油井的下井作業(yè)工具與已經(jīng)安裝在井下的工具之間的精確定位，特別是難以應(yīng)用到下井機器人、爬行器與壓裂滑套的厘米級的精確定位。
實用新型內(nèi)容
[0011]針對上述問題，本實用新型提出了一種井下作業(yè)裝置，其包括:筒套殼體，在其內(nèi)壁設(shè)有至少一個環(huán)形凹槽；設(shè)置在所述筒套殼體內(nèi)部的下井組件，在其上設(shè)有RFID測距裝置，用以測量所述環(huán)形凹槽與所述下井組件之間的距離。
[0012]較佳的，所述筒套殼體包括上滑件和套設(shè)在所述上滑件的端部的下滑件，其中所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述下滑件上，所述下滑件能相對所述上滑件移動。
[0013]較佳的，所述環(huán)形凹槽的寬度設(shè)為等于所述RFID測距裝置的RFID讀取探頭的直徑的一半，即為5cm到20cm ;所述環(huán)形凹槽的深度設(shè)為0.5cm到3cm。
[0014]較佳的，所述環(huán)形凹槽的內(nèi)部設(shè)有一個內(nèi)置身份識別代碼的RFID標(biāo)簽。
[0015]較佳的，所述RFID測距裝置包括RFID讀取探頭固定座、RFID讀取探頭以及RFID測距裝置保護罩；其中，所述RFID讀取探頭固定座和所述RFID讀取探頭均設(shè)置在所述RFID測距裝置保護罩的內(nèi)部空間；所述RFID測距裝置保護罩套設(shè)在所述下井組件的端部位置。
[0016]較佳的，所述RFID讀取探頭設(shè)置在所述RFID讀取探頭固定座的側(cè)面位置，所述RFID讀取探頭固定座設(shè)置在所述下井組件的端部位置。
[0017]較佳的，設(shè)置有至少3個沿所述筒套殼體的內(nèi)壁彼此間隔開的環(huán)形凹槽。
[0018]較佳的，所述環(huán)形凹槽的間距相等，且間距設(shè)為5cm到20cm。
[0019]根據(jù)本實用新型，所述井下作業(yè)裝置通過在下滑件的內(nèi)壁設(shè)有至少一個環(huán)形凹槽，并將環(huán)形凹槽的寬度可設(shè)為5cm到20cm，深度可設(shè)為0.5cm到3cm，間距相等并且間距范圍為5cm到20cm。由于環(huán)形凹槽的內(nèi)部設(shè)有RFID標(biāo)簽，當(dāng)RFID讀取探頭經(jīng)過所述環(huán)形凹槽時，通過讀取RFID標(biāo)簽中的身份識別代碼，進而判斷出RFID讀取探頭與環(huán)形凹槽的位置。通過判斷所述環(huán)形凹槽在所述下滑件中的位置，以及判斷所述RFID讀取探頭在所述RFID讀取探頭固定座上的位置，最終實現(xiàn)所述下井組件與所述筒套殼體的精確定位。本實用新型中的所述井下作業(yè)裝置應(yīng)用較為廣泛，例如可應(yīng)用到下井機器人、爬行器與壓裂滑套中，實現(xiàn)厘米級的精確定位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細(xì)的描述。其中:
[0021]圖1為本實用新型井下作業(yè)裝置的總體結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0022]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例。

【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0024]請參閱圖1，其為本實用新型井下作業(yè)裝置的總體結(jié)構(gòu)剖視圖。如圖所示，所述井下作業(yè)裝置100包括筒套殼體92，所述筒套殼體92包括上滑件10和下滑件50。上滑件10套設(shè)在下滑件50的端部，上滑件10和下滑件50在套設(shè)位置處可相對滑動一定距離。
[0025]根據(jù)本實用新型，所述井下作業(yè)裝置100，還包括布置在筒套殼體92內(nèi)的下井組件30。所述下井組件30上設(shè)有RFID測距裝置(無線射頻識別測距裝置)，該RFID測距裝置包括RFID讀取探頭固定座60、RFID讀取探頭70以及RFID測距裝置保護罩91。
[0026]其中，所述RFID讀取探頭固定座60和所述RFID讀取探頭70均設(shè)置在所述RFID測距裝置保護罩91的內(nèi)部空間。RFID測距裝置保護罩91套設(shè)在所述下井組件30的端部位置，用以保護所述RFID測距裝置，避免被筒套殼體92中巖屑腐蝕，進而致使所述RFID測距裝置無法精確定位。RFID讀取探頭70設(shè)置在RFID讀取探頭固定座60的側(cè)面端部位置，用以提高RFID讀取探頭70與環(huán)形凹槽80的對準(zhǔn)度以及用以提高RFID讀取探頭70檢測環(huán)形凹槽80位置的精確度。所述下井組件30通過下井作業(yè)連接桿20將其下放到井下的筒套殼體92中，具體的下放范圍在上滑件10和下滑件50之間。
[0027]根據(jù)本實用新型，在所述下滑件50的內(nèi)壁設(shè)有至少一個環(huán)形凹槽80，并在每個環(huán)形凹槽80中設(shè)有一個RFID標(biāo)簽90。在井下作業(yè)過程中，下井組件30上設(shè)置的RFID讀取探頭70通過讀取設(shè)置在環(huán)形凹槽80中的RFID標(biāo)簽90，進而讀取到RFID標(biāo)簽90中的身份識別代碼，通過該身份識別代碼確定下井組件30與環(huán)形凹槽80之間的位置。環(huán)形凹槽80在本實施例中最優(yōu)為3個。若所述環(huán)形凹槽80為I個，當(dāng)RFID測距裝置出現(xiàn)故障時，其發(fā)射出的無線電訊號即使遇到了所述環(huán)形凹槽80中設(shè)置的RFID標(biāo)簽90。但所述RFID測距裝置無法接收到返還的無線電訊號，因而無法判定下井組件30與所述環(huán)形凹槽80之間的相對位置，進而無法實現(xiàn)精確定位。并且，若將環(huán)形凹槽設(shè)置多于3個，則所述下滑件50內(nèi)壁的強度無法保證，因此可能會對井下作業(yè)造成困難，故將環(huán)形凹槽80設(shè)置為3個。
[0028]所述環(huán)形凹槽80精確設(shè)置在所述下滑件50的內(nèi)壁中。即環(huán)形凹槽80之間的間距相等，并且間距范圍為5cm到20cm，這樣設(shè)計的目的便于測定所述下井組件30與所述環(huán)形凹槽80之間的距離更精確。
[0029]根據(jù)本實用新型，所述井下作業(yè)裝置100采用的定位方式取決于RFID讀取探頭70讀取RFID標(biāo)簽90的距離范圍是否達(dá)到0.lm。由于RFID讀取探頭70讀取范圍越小，讀取精度越高。但是由于RFID讀取探頭70在上滑件10和下滑件50之間的方位無法確定，且為保證RFID讀取探頭70能夠順利下放到筒套殼體92中，其尺寸要明顯小于筒套殼體92的內(nèi)徑，因此RFID讀取探頭70的讀取范圍不能太小，否則當(dāng)RFID讀取探頭70經(jīng)過RFID標(biāo)簽90時會無法讀取RFID標(biāo)簽90中的身份識別代碼。
[0030]根據(jù)本實用新型中的RFID測距裝置的測試數(shù)據(jù)顯示，其讀取范圍為0.lm，通過環(huán)形凹槽80中的上下讀取邊界的確定，可以提高定位精度到讀取范圍的一半，即所述環(huán)形凹槽80的寬度設(shè)為等于所述RFID測距裝置的RFID讀取探頭70的直徑的一半，即為5cm。根據(jù)本實用新型，環(huán)形凹槽80的寬度可設(shè)為5cm到20cm，深度可設(shè)為0.5cm到3cm。由此實現(xiàn)下井組件30與環(huán)形凹槽80的精確定位。
[0031]在本實用新型中，所測的下井組件30與環(huán)形凹槽80之間的距離信息可存儲到下井組件30的電路系統(tǒng)40中，由該電路系統(tǒng)40進行識別，然后通過下井作業(yè)連接桿20內(nèi)部的數(shù)據(jù)線傳遞到地面上，并由地面的計算機或人工進行處理。
[0032]根據(jù)本實用新型，通過判斷RFID標(biāo)簽90中的身份識別代碼，可判斷出RFID讀取探頭與環(huán)形凹槽80的位置，然后通過判斷環(huán)形凹槽80在下滑件50內(nèi)壁中的位置以及RFID讀取探頭70在RFID讀取探頭固定座60上的位置，進而判斷出下井組件30與環(huán)形凹槽80的位置。這種方法實現(xiàn)了定位精確，操作簡單的目的。由于在下井組件30的端部套設(shè)一個RFID測距裝置保護罩91，因而，即使筒套殼體92的內(nèi)部存在巖屑而把環(huán)形凹槽80填滿，也不影響RFID讀取探頭70的精確定位。并且所述井下作業(yè)裝置100可應(yīng)用到下井機器人、爬行器與壓裂滑套中，實現(xiàn)厘米級的精確定位。
[0033]雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本實用新型進行了描述，但在不脫離本實用新型的范圍的情況下，可以對其進行各種改進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，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本實用新型并不局限于文中公開的特定實施例，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】
1.一種井下作業(yè)裝置，其特征在于，其包括: 筒套殼體，在其內(nèi)壁設(shè)有至少一個環(huán)形凹槽； 設(shè)置在所述筒套殼體內(nèi)部的下井組件，在其上設(shè)有RFID測距裝置，用以測量所述環(huán)形凹槽與所述下井組件之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述筒套殼體包括上滑件和套設(shè)在所述上滑件的端部的下滑件，其中所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述下滑件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述下滑件能相對所述上滑件移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的寬度設(shè)為等于所述RFID測距裝置的RFID讀取探頭的直徑的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的寬度設(shè)為5cm到20cmo
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的內(nèi)部設(shè)有一個內(nèi)置身份識別代碼的RFID標(biāo)簽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的深度設(shè)為0.5cm 到 3cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述RFID測距裝置包括RFID讀取探頭固定座、RFID讀取探頭以及RFID測距裝置保護罩； 其中，所述RFID讀取探頭固定座和所述RFID讀取探頭均設(shè)置在所述RFID測距裝置保護罩的內(nèi)部空間； 所述RFID測距裝置保護罩套設(shè)在所述下井組件的端部位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述RFID讀取探頭設(shè)置在所述RFID讀取探頭固定座的側(cè)面位置，所述RFID讀取探頭固定座設(shè)置在所述下井組件的端部位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，設(shè)置有至少3個沿所述筒套殼體的內(nèi)壁彼此間隔開的環(huán)形凹槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的井下作業(yè)裝置，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的間距相等，且間距設(shè)為5cm到20cm。
【文檔編號】E21B47/09GK203978424SQ201420229422
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】倪衛(wèi)寧, 李繼博, 張元春, 陸黃生, 張衛(wèi), 岳慧 申請人: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工程技術(shù)研究院