本發(fā)明涉及天然氣開(kāi)發(fā)采氣，具體涉及一種試井鋼絲通井定位一體化工具及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、鋼絲作業(yè)主要是指通過(guò)纏繞在絞車(chē)上的鋼絲連接各種井下工具，利用絞車(chē)將井下工具下到油氣井筒內(nèi)，通過(guò)上提下放、震擊等動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)井下工具的投撈、開(kāi)關(guān)等操作。鋼絲作業(yè)設(shè)備主要包括絞車(chē)、鋼絲、防噴系統(tǒng)、井下工具等。由于鋼絲作業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣和易于下井等特點(diǎn)，在鉆完井及生產(chǎn)井中應(yīng)用廣泛。常用于井筒內(nèi)壓力測(cè)試、腐蝕檢測(cè)、開(kāi)關(guān)滑套、井下節(jié)流器等工具的投撈作業(yè)。

2、鋼絲作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)非常高。井下情況復(fù)雜多樣，比如油管發(fā)生變形、異物阻塞、井筒內(nèi)結(jié)蠟、沙埋等，而且所有這些都無(wú)法用肉眼觀察，全憑作業(yè)經(jīng)驗(yàn)判斷。一旦發(fā)生意外，就需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間和措施予以處理。因此，在任何鋼絲作業(yè)工作中，第一個(gè)步驟必須為使用合適尺寸的通井規(guī)對(duì)管柱進(jìn)行通井。確保井下管串通暢沒(méi)有變形、滿足作業(yè)條件；同時(shí)可以將管壁上的蠟、銹垢及巖屑等刮掉，便于后續(xù)作業(yè)；在目標(biāo)作業(yè)深度，可以錄取該深度的鋼絲拉力數(shù)據(jù)，為后續(xù)作業(yè)提供參考等。如果不進(jìn)行通井，貿(mào)然下入作業(yè)工具，很有可能無(wú)法正常完成操作或工具串遇卡，嚴(yán)重地甚至?xí)?dǎo)致鋼絲斷裂事故。因此，下通井規(guī)進(jìn)行通井是所有鋼絲作業(yè)的第一步驟，非常必要且無(wú)可替代。

3、通井一體化已經(jīng)成為鋼絲作業(yè)提高作業(yè)效率的最有效的方式，目前通井一體化取樣和清管效果較顯著，減少了鋼絲作業(yè)次數(shù)，節(jié)約了作業(yè)時(shí)間，但是通井和定位仍然需要兩趟鋼絲作業(yè)分別進(jìn)行，在下入活動(dòng)式井下節(jié)流器、堵塞器、卡定器等井下工具作業(yè)時(shí)，需要進(jìn)行兩趟鋼絲作業(yè)，第一趟先用通井工具進(jìn)行通井，保證作業(yè)過(guò)程不阻不卡，第二趟確定工具下入深度，利用接箍定位器探明下入工具附近接箍位置，避免井下工具坐放到接箍位置，同時(shí)記錄此時(shí)試井鋼絲絞車(chē)上鋼絲顯示長(zhǎng)度，確定工具下入精確位置。因此，目前的通井工具仍然存在作業(yè)效率較低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是目前的通井工具至少需要兩趟入井和出井，仍然存在作業(yè)效率較低的問(wèn)題，目的在于提供一種試井鋼絲通井定位一體化工具及其使用方法，解決了目前的通井工具仍然存在作業(yè)效率較低的問(wèn)題。

2、本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種試井鋼絲通井定位一體化工具，包括鋼絲繩螺帽，所述鋼絲繩螺帽上連接有加重桿，所述加重桿上連接有機(jī)械震擊器，所述機(jī)械震擊器上連接有校深通井一體化工具；所述校深通井一體化工具包括上部連接頭、中部連接頭和下部連接頭，所述上部連接頭和下部連接頭與所述中部連接頭均通過(guò)可拆卸連接件連接；所述中部連接頭上連接有電渦流傳感器、電池、數(shù)據(jù)采集器和存儲(chǔ)器，所述電渦流傳感器、數(shù)據(jù)采集器和存儲(chǔ)器均通信連接控制器。

4、其中，校深通井一體化工具的外形輪廓通常為圓柱形，最大外徑約為46mm，長(zhǎng)度約為200mm。

5、其中，鋼絲繩螺帽、加重桿、機(jī)械震擊器共同組成通井規(guī)，通井規(guī)可以根據(jù)通井的實(shí)際需求選擇各部件的尺寸。校深通井一體化工具的下端部與機(jī)械震擊器螺紋連接。

6、其中，電渦流傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離，是一種非接觸的線性化計(jì)量工具，能準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體與探頭端面之間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的相對(duì)位移變化，通過(guò)電渦流效應(yīng)的原理，準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體與探頭端面的相對(duì)位置，具有長(zhǎng)期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響等優(yōu)點(diǎn)。

7、在使用過(guò)程中，電渦流傳感器的前置器中高頻振蕩電流通過(guò)延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生狡辯的磁場(chǎng)，當(dāng)油管接箍靠近這一磁場(chǎng)，則就會(huì)在油管接箍表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時(shí)，該電渦流場(chǎng)也產(chǎn)生一個(gè)方向與頭部線圈方向相反的交變磁場(chǎng)，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變，通過(guò)電渦流傳感器的前置器電子線路的處理，將線圈阻抗的變化，即電渦流傳感器的頭部體線圈與油管接箍的距離的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化，輸出信號(hào)的大小隨著探頭到油管接箍表面之間的間距變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油管接箍的位置的定位。

8、其中，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器用于收集電渦流傳感器檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器和電渦流傳感器與控制器通信連接，即可通過(guò)控制器對(duì)電渦流傳感器和數(shù)據(jù)采集儲(chǔ)存其進(jìn)行控制，其通信連接方式可以是有線信號(hào)連接，也可以是無(wú)線信號(hào)連接。

9、數(shù)據(jù)采集器對(duì)油管接箍信號(hào)做濾波處理，將信號(hào)整合分析，濾除雜波信號(hào)。

10、其中，存儲(chǔ)器對(duì)數(shù)據(jù)采集器采集到的有效油管接箍信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)存。

11、其中，機(jī)械式震擊器是利用機(jī)械摩擦原理，鎖緊機(jī)構(gòu)采用了一組棱帶式的卡瓦，卡瓦副的釋放由彈性套在壓力作用下的變形來(lái)控制，震擊力不受井內(nèi)溫度影響。

12、該試井鋼絲通井定位一體化工具中的校深通井一體化工具導(dǎo)出的油管接箍數(shù)據(jù)與鋼絲絞車(chē)控制面板上的鋼絲長(zhǎng)度顯示值能夠一一對(duì)應(yīng)，能夠幫助操作人員明確油管接箍的具體位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位的效果，避免工具坐放在油管接箍上，導(dǎo)致工具坐封失敗。

13、另外，該試井鋼絲通井定位一體化工具只需要一趟井下鋼絲作業(yè)，既可以完成通井的任務(wù)，還明確了在第二次鋼絲作業(yè)時(shí)，通過(guò)觀察鋼絲絞車(chē)面板的鋼絲長(zhǎng)度顯示值明確工具串的具體位置，以及與油管接箍的距離，能夠很好的避免二次鋼絲作業(yè)下入工具串的具體位置，探測(cè)工具串附近油管接箍位置的操作，而且只需要一趟起出井就可以完成，提高了工作效率，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

14、進(jìn)一步的，所述可拆卸連接件包括設(shè)置在所述中部連接頭上端和下端的安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述上部連接頭和下部連接頭上均設(shè)置有連接部，所述連接部上設(shè)置有與所述安裝槽螺紋連接的外螺紋。

15、校深通井一體化工具通過(guò)上部連接頭、中部連接頭和下部連接頭三部分組裝而成，同時(shí)采用可拆卸連接的方式，不僅使得校深通井一體化工具的安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且也便于對(duì)電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器、電源線、以及傳輸數(shù)據(jù)線的安裝。

16、進(jìn)一步的，所述上部連接頭和下部連接頭上均設(shè)置有限位凸臺(tái)。

17、通過(guò)在上部連接頭和下部連接頭上設(shè)置限位凸臺(tái)，即可使工作人員在安裝該校深通井一體化工具時(shí)能更好的控制上部接頭和下部接頭的端部插入到安裝槽中的深度，避免上部接頭和下部接頭插入安裝槽過(guò)多造成對(duì)安裝槽內(nèi)的電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、儲(chǔ)存器、電源線、以及傳輸數(shù)據(jù)線造成壓壞的情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)檢測(cè)部件的保護(hù)，同樣也使得工作人員安裝更加的方便，安裝效率更高。

18、進(jìn)一步的，所述安裝槽內(nèi)連接有密封圈。

19、進(jìn)一步的，所述密封圈為雙密封圈。

20、通過(guò)在安裝槽內(nèi)連接密封圈，能夠起到密封的效果，避免上部接頭和下部接頭與中部接頭的連接處的縫隙處出現(xiàn)滲漏的情況，進(jìn)而避免了安裝槽內(nèi)的電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器、電源線、以及傳輸數(shù)據(jù)線被滲入的液體損壞的情況，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)檢測(cè)部件的保護(hù)，使其使用壽命更長(zhǎng)，檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。

21、進(jìn)一步的，所述中部連接頭上端和下端的安裝槽的深度大于與其螺紋連接的連接部的長(zhǎng)度，所述上部連接頭和下部連接頭的連接部處均設(shè)置有凹槽，所述凹槽與所述安裝槽形成安裝腔；所述安裝腔內(nèi)放置電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器、電源線、傳輸數(shù)據(jù)線。

22、通過(guò)在上部連接頭和下部連接有的連接部出均設(shè)置凹槽，則可以使安裝電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器、電源線、傳輸數(shù)據(jù)線的安裝空間更大。

23、其中，上部連接頭的凹槽與中部連接頭上端的安裝槽形成的安裝腔中可以放置電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器和電源線；下部連接頭的凹槽與中部連接頭下端的安裝槽形成的安裝腔中可以放置電渦流傳感器的傳輸數(shù)據(jù)線。

24、進(jìn)一步的，所述電池包括50ma的放電高溫鋰電池。

25、50ma的放電高溫鋰電池作為系統(tǒng)電池，為系統(tǒng)連續(xù)供電工作20個(gè)月。

26、進(jìn)一步的，所述電渦流傳感器的個(gè)數(shù)包括兩個(gè)，均連接在所述中部連接頭上，且采用錯(cuò)落安裝的方式設(shè)置于所述中部連接頭內(nèi)部?jī)蓚?cè)；所述中部連接頭連接所述電渦流傳感器處的外部殼體向內(nèi)凹陷。

27、兩個(gè)電渦流傳感器分別位于中部連接頭內(nèi)部?jī)蓚?cè)且錯(cuò)落放置，安裝電渦流傳感器對(duì)應(yīng)的中部連接頭的外部殼體向內(nèi)凹陷，留出氣液過(guò)流通道，避免工具串在井下運(yùn)動(dòng)偏離油管中心時(shí)，導(dǎo)致油管接箍數(shù)據(jù)漏測(cè)，同樣起到了提高檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的作用。

28、電渦流傳感器的探測(cè)距離可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，最高耐溫200℃，最高耐壓70mpa。

29、進(jìn)一步的，所述鋼絲繩螺帽與加重桿和加重桿與機(jī)械震擊器之間均采用轉(zhuǎn)換接頭連接。

30、其中，該轉(zhuǎn)接頭可以是兩端為螺紋連接的結(jié)構(gòu)。

31、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提出了一種試井鋼絲通井定位一體化工具的使用方法，包括以下步驟：

32、步驟1：設(shè)置校深通井一體化工具內(nèi)的計(jì)時(shí)器的時(shí)間，與記錄鋼絲絞車(chē)面板深度時(shí)間同步；設(shè)置電渦流傳感器的探測(cè)距離，使電渦流傳感器恰好能夠探測(cè)到油管壁金屬導(dǎo)體；

33、步驟2：利用鋼絲作業(yè)將校深通井一體化工具下入井內(nèi)，工具串到達(dá)預(yù)定位置后，再通過(guò)鋼絲作業(yè)起出；

34、步驟3：校深通井一體化工具從井中起出后進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，具體擬合方法為：

35、(1)導(dǎo)出校深通井一體化工具中的電渦流信號(hào)，計(jì)算出接箍個(gè)數(shù)，并得出探測(cè)到每個(gè)油管接箍信號(hào)的具體時(shí)間；

36、(2)導(dǎo)出探測(cè)到每個(gè)油管接箍信號(hào)的具體時(shí)間對(duì)應(yīng)的鋼絲絞車(chē)面板上顯示的鋼絲長(zhǎng)度顯示值；

37、(3)鋼絲絞車(chē)面板上顯示的鋼絲長(zhǎng)度顯示值的時(shí)間和油管接箍信號(hào)的具體時(shí)間同步，得出每個(gè)油管接箍對(duì)應(yīng)鋼絲絞車(chē)面板上顯示的鋼絲長(zhǎng)度顯示值；

38、(4)計(jì)算坐放深度井下工具位置時(shí)，減去渦流傳感器下端工具串的長(zhǎng)度。

39、在使用過(guò)程中，為了保證鋼絲絞車(chē)面板的鋼絲長(zhǎng)度顯示值與油管接箍的位置一一對(duì)應(yīng)，必須要保證鋼絲絞車(chē)面板的鋼絲長(zhǎng)度顯示時(shí)間和工具串探測(cè)油管接箍時(shí)間同步，因此在下井前，需要對(duì)校深通井一體化工具內(nèi)部的計(jì)時(shí)器的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，與記錄鋼絲絞車(chē)面板深度時(shí)間同步。

40、通井時(shí)，通井定位一體化工具利用鋼絲作業(yè)以一定速度緩慢下入井內(nèi)，校深通井一體化工具內(nèi)的電渦流傳感器設(shè)置好適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)距離，該探測(cè)距離恰好能夠探測(cè)到油管壁金屬導(dǎo)體，當(dāng)校深通井一體化工具運(yùn)動(dòng)到處于相鄰油管接箍的縫隙處時(shí)，探測(cè)信號(hào)消失，數(shù)據(jù)采集器記錄電渦流傳感器探測(cè)信號(hào)消失的次數(shù)，工具串達(dá)到預(yù)定位置之后，再通過(guò)鋼絲作業(yè)起出。

41、在數(shù)據(jù)擬合中，由于工具串檢測(cè)油管接箍的是電渦流傳感器，因此鋼絲絞車(chē)面板的鋼絲長(zhǎng)度顯示值和油管接箍對(duì)應(yīng)時(shí)的具體位置是電渦流傳感器，基于工具串整體長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此在計(jì)算坐放深度井下工具位置時(shí)，要減去渦流傳感器下端工具串的長(zhǎng)度。

42、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

43、(1)該試井鋼絲通井定位一體化工具中的校深通井一體化工具導(dǎo)出的油管接箍數(shù)據(jù)與鋼絲絞車(chē)控制面板上的鋼絲長(zhǎng)度顯示值能夠一一對(duì)應(yīng)，能夠幫助操作人員明確油管接箍的具體位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位的效果，避免工具坐放在油管接箍上，導(dǎo)致工具坐封失?。?/p>

44、(2)該試井鋼絲通井定位一體化工具只需要一趟井下鋼絲作業(yè)，既可以完成通井的任務(wù)，還明確了在第二次鋼絲作業(yè)時(shí)，通過(guò)觀察鋼絲絞車(chē)面板的鋼絲長(zhǎng)度顯示值明確工具串的具體位置，以及與油管接箍的距離，能夠很好的避免二次鋼絲作業(yè)下入工具串的具體位置，探測(cè)工具串附近油管接箍位置的操作，而且只需要一趟起出井就可以完成，提高了工作效率，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；

45、(3)校深通井一體化工具通過(guò)上部連接頭、中部連接頭和下部連接頭三部分組裝而成，同時(shí)采用可拆卸連接的方式，不僅使得校深通井一體化工具的安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且也便于對(duì)電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器、電源線、以及傳輸數(shù)據(jù)線的安裝；

46、(4)通過(guò)在上部連接頭和下部連接頭上設(shè)置限位凸臺(tái)，即可使工作人員在安裝該校深通井一體化工具時(shí)能更好的控制上部接頭和下部接頭的端部插入到安裝槽中的深度，避免上部接頭和下部接頭插入安裝槽過(guò)多造成對(duì)安裝槽內(nèi)的電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、儲(chǔ)存器、電源線、以及傳輸數(shù)據(jù)線造成壓壞的情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)檢測(cè)部件的保護(hù)，同樣也使得工作人員安裝更加的方便，安裝效率更高；

47、(5)通過(guò)在安裝槽內(nèi)連接密封圈，能夠起到密封的效果，避免上部接頭和下部接頭與中部接頭的連接處的縫隙處出現(xiàn)滲漏的情況，進(jìn)而避免了安裝槽內(nèi)的電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器、電源線、以及傳輸數(shù)據(jù)線被滲入的液體損壞的情況，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)檢測(cè)部件的保護(hù)，使其使用壽命更長(zhǎng)，檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確；

48、(6)通過(guò)在上部連接頭和下部連接有的連接部出均設(shè)置凹槽，則可以使安裝電池、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)器、電源線、傳輸數(shù)據(jù)線的安裝空間更大；

49、(7)兩個(gè)電渦流傳感器分別位于中部連接頭內(nèi)部?jī)蓚?cè)且錯(cuò)落放置，安裝電渦流傳感器對(duì)應(yīng)的中部連接頭的外部殼體向內(nèi)凹陷，留出氣液過(guò)流通道，避免工具串在井下運(yùn)動(dòng)偏離油管中心時(shí)，導(dǎo)致油管接箍數(shù)據(jù)漏測(cè)，同樣起到了提高檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的作用。