高温注汽井测试防喷装置及测试工艺

技术领域

本发明涉及井口防喷器技术领域，是一种高温注汽井测试防喷装置及测试工艺。

背景技术

稠油是一种高粘度、高密度原油，成分相当复杂，一般含有沥青质、胶质，是石油烃类能源中的重要组成成分，稠油粘度虽高，但对温度极为敏感，我国油田大部分采用稠油热采，就是以区块井位(区块数十口井)同时给地下注入270℃左右的高温蒸汽，以熔化地下稠油层。吸汽剖面监测则是稠油开发过程中油藏的主要认识手段，对于了解油井油层纵向动用程度、解决层间矛盾、调整注采制度等生产措施能起到重要指导作用。在注蒸汽的高温井中，先通过四参数（温度、压力、流量和干度）测试获取井筒中各深度点的温度、压力、涡轮转速等数据，然后通过数学模型计算得到蒸汽干度、流体流速等，实现吸气剖面的定量精细评价。

高温吸汽剖面监测是先将测试仪器通过测井电缆放入测试防喷装置内，再下入射孔层段内获取温度、压力、干度、流量数据。该测试仪器为存储测试仪器，主要包括流量计、传感器、密封段、机芯、电池、CCL（磁定位仪器）、配重等，其整体长度长于普通测试仪器，与其配套的测试防喷管也是加长的，因此需要搭建简易操作平台及上下扶梯或梯子，同时在测试车反方向打两个不同角度地锚，加装绷绳来固定稳定防喷管，这一过程通常需要3至5人相互配合完成，且作业时间长、作业人员劳动强度大和易疲劳。作业过程中，作业人员在上下扶梯或站于平台上在喷管顶部装卸仪器时，由于简易操作平台极易来回摇晃和井口温度超过100℃，因而存在坠落和烫伤风险。此外，现有测试防喷装置使用的是普通的测试堵头和树脂盘根，每测试一口井都需要更换盘根，且防喷管连接、油杯密封和调节松紧操作难度大、风险系数高。

发明内容

本发明提供了一种高温注汽井测试防喷装置及测试工艺，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有测试防喷装置存在的需要安装辅助设施和多个作业人员配合，整体安装作业时间长、工序繁杂且操作难度大，施工效率较低且劳动强度高，存在安全隐患的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种高温注汽井测试防喷装置，包括防喷管和密封封堵件，防喷管上端固定安装有能防止井内蒸汽逸出的密封封堵件，密封封堵件中部设有供测井电缆穿过的轴向穿绳通道，密封封堵件中部外侧固定安装有能改变测井电缆运动方向的座滑轮，对应密封封堵件下侧位置的防喷管外侧套设有便于将防喷管吊起的悬吊器，防喷管右侧转动安装有上端位于密封封堵件上部右方的传动连杆，传动连杆上端外侧与密封封堵件上部外侧传动连接在一起。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述密封封堵件可包括上接头、堵头、高温密封件、压杆和油杯，上接头下部内侧与防喷管上端外侧螺接在一起，上接头上部外侧与座滑轮右下端固定安装在一起，上接头上部内侧螺接有堵头，堵头中部从上至下设有内径依次减小的密封安装孔和第一穿绳孔，密封安装孔下部内侧设有高温密封件，密封安装孔上部内侧螺接有下端与高温密封件上侧相抵的压杆，压杆上端固定安装有开口向上的油杯，对应第一穿绳孔位置的高温密封件、压杆和油杯杯底上分别设有上下贯通的第二穿绳孔、第三穿绳孔和第四穿绳孔，油杯下端外侧与传动连杆上端外侧传动连接在一起。

上述上接头上部外侧可与座滑轮右下端内侧套装在一起，对应座滑轮下侧位置的上接头外侧可设有承托外环台，对应承托外环台下侧位置的上接头外侧设有扳手台，丝堵上端外侧设有扳手槽。

上述传动连杆可包括第一轴座、第二轴座、传动杆、万向节、转动杆和转动扳手，防喷管右侧上下间隔固定安装有第一轴座和第二轴座，第一轴座和第二轴座右部均设有上下贯通的轴孔，传动杆从下至上依次穿过两个轴孔后与密封封堵件上部外侧传动连接在一起，对应第一轴座上侧位置的传动杆外侧设有止落外环台，传动杆下端与转动杆上端之间通过万向节连接在一起，转动杆下端设有转动扳手。

上述传动杆上端外侧可固定安装有主动齿轮，对应主动齿轮左方位置的密封封堵件上固定安装有能与主动齿轮啮合在一起的从动齿轮，对应从动齿轮上方和下方位置的主动齿轮外侧均设有限位外环台。

上述座滑轮可包括环形固定座、定滑轮和支座，环形固定座内侧与密封封堵件中部外侧固定安装在一起，环形固定座左端与支座下端右侧固定安装在一起，支座上侧设有开口向上且左右贯通的U型槽，U型槽上部内侧转动安装有定滑轮，定滑轮右端的滑槽槽底与轴向穿绳通道左侧壁的延长线相切。

上述悬吊器可包括左固定卡、右固定卡、前吊板、后吊板、三角梁、拉杆和吊环，对应密封封堵件下侧位置的防喷管外侧套装有开口相对且呈半圆环形的左固定卡和右固定卡，左固定卡前后两端和右固定卡前后两端分别固定安装有前吊板和后吊板，密封封堵件上方设有三角梁，三角梁下侧两角分别通过拉杆与前吊板和后吊板连接在一起，三角梁上侧一角上设有左右贯通的吊装孔，吊装孔内设有吊环。

上述防喷管下部可设有内外贯通的泄压孔，泄压孔内设有泄压部。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种高温注汽井测试防喷装置的测试工艺，按下述方法进行，第一步，检查井口装置是否正常，正常后做好开/关阀门准备；第二步，先将测井车上的测井电缆绕过坐滑轮上侧，再将测井电缆穿过密封封堵件中部的轴向穿绳通道，并与测试仪器上端固定安装在一起，然后把测试仪器放入防喷管内，最后将密封封堵件下部与防喷管上端固定安装在一起；第三步，先将吊车吊具与悬吊器连接在一起，再将防喷装置吊装至井口连接处，然后下放防喷装置，使防喷管下端与井口固定安装在一起；第四步，打开井口阀门，控制测井车下放测井电缆，将测试仪器下放至指定位置；第五步，通过转动传动连杆来调整密封封堵件与测井电缆之间的密封性，防止蒸汽溢出；第六步，当测试作业完成后，先反向转动传动连杆，松开密封封堵件，使测井电缆能上下移动，再控制测井车反卷测井电缆，将测试仪器从井下提出井外；第七步，先关闭井口阀门，再将防喷装置从井口拆除，然后通过吊车将防喷装置吊离井口后，放倒在地面上，拆开密封封堵件，将测试仪器取出，结束测试作业。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过吊车即可使本发明在安装调试过程中保持竖直状态，从而通过快速接头将本发明与井口装置快速连接在一起；测井车通过绕过座滑轮上侧的测试电缆即可将测试仪器下放到井内指定位置，此时作业人员站在地面上，操控转动杆旋转，即可通过万向节带动传动杆转动，从而使主动齿轮带动从动齿轮转动，进而通过压杆挤压高温密封件，使高温密封件变形后将堵头与测井电缆之间的缝隙密封住，以防止井内蒸汽逸出井外；通过本发明完成高温注汽井测试作业，无需搭建作业平台等辅助设施和登高作业，能使作业人员远离高温蒸汽，有效避免安全隐患，作业前后的设备拆装准备工作时间短，减少作业人员数量和作业流程工序，大大降低测试作业的操作难度和作业人员的拉动强度，有效提高了工作效率，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为本发明实施例1-9的主视局部剖视结构示意图。

附图2为附图1的立体结构示意图。

附图3为附图1中上半部分的立体结构示意图。

附图4为附图1中座滑轮的立体结构示意图。

附图5为附图1使用状态的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为防喷管，2为测井电缆，3为快速接头，4为上接头，5为堵头，6为高温密封件，7为压杆，8为油杯，9为第一穿绳孔，10为第二穿绳孔，11为第三穿绳孔，12为第四穿绳孔，13为承托外环台，14为扳手台，15为扳手槽，16为第一轴座，17为第二轴座，18为传动杆，19为万向节，20为转动杆，21为转动扳手，22为止落外环台，23为主动齿轮，24为从动齿轮，25为限位外环台，26为环形固定座，27为定滑轮，28为支座，29为U型槽，30为滑槽，31为左固定卡，32为右固定卡，33为前吊板，34为后吊板，35为三角梁，36为拉杆，37为吊环，38为泄压部，39为拉环，40为卸扣，41为测试仪器，42为螺母，43为测井车，44为吊车，45为井口。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1-5所示，该高温注汽井测试防喷装置包括防喷管1和密封封堵件，防喷管1上端固定安装有能防止井内蒸汽逸出的密封封堵件，密封封堵件中部设有供测井电缆2穿过的轴向穿绳通道，密封封堵件中部外侧固定安装有能改变测井电缆2运动方向的座滑轮，对应密封封堵件下侧位置的防喷管1外侧套设有便于将防喷管1吊起的悬吊器，防喷管1右侧转动安装有上端位于密封封堵件上部右方的传动连杆，传动连杆上端外侧与密封封堵件上部外侧传动连接在一起。

使用过程中，可先在地面上将测井车43上的测井电缆2穿过密封封堵件中部的轴向穿绳通道后与高温注汽井测试仪器41（简称测试仪器，下同）连接在一起，然后将密封封堵件与防喷管1上端固定安装在一起，再将测井电缆2绕过坐滑轮上侧后，最后通过吊车44上的吊具挂住悬吊器（如图5所示），即可将本发明吊运安装到井口45上，随后通过测井车43下放测井电缆2将测试仪器41下入井内指定位置，此时作业人员站在井口处转动传动连杆，即可转动密封封堵件，通过密封封堵件密封住其与测井电缆2之间的缝隙，防止井内蒸汽逸出井外；通过使用本发明进行高温注气井测试，能有效避免高温蒸汽烫伤作业人员，大大简化安装作业流程，有效降低作业人员的劳动强度，提高高温注气井测试作业工作效率，有效避免作业人员登高作业，消除安全隐患。

根据需求，传动连杆与密封封堵件之间的传动连接可通过现有技术中的带传动、链传动或齿轮传动或摩擦轮传动等实现；坐滑轮为带有安装座的定滑轮，处于地面上的测井车在收放测井电缆时（如图5所示），测井电缆2绕设在定滑轮上能改变其运动方向，即使测井电缆2能从与防喷管1同轴的竖直向上方向转弯向下倾斜；防喷管1下端与井口45之间可通过快速接头3连接在一起；本实施例中的固定安装可通过现有技术中的焊接、过盈连接或铆接等不可拆卸安装方式实现，也可通过螺接或卡接或螺纹紧固件连接等可拆卸安装方式实现。

可根据实际需要，对上述高温注汽井测试防喷装置作进一步优化或/和改进：

实施例2：如附图1-3、5所示，密封封堵件包括上接头4、堵头5、高温密封件6、压杆7和油杯8，上接头4下部内侧与防喷管1上端外侧螺接在一起，上接头4上部外侧与座滑轮右下端固定安装在一起，上接头4上部内侧螺接有堵头5，堵头5中部从上至下设有内径依次减小的密封安装孔和第一穿绳孔9，密封安装孔下部内侧设有高温密封件6，密封安装孔上部内侧螺接有下端与高温密封件6上侧相抵的压杆7，压杆7上端固定安装有开口向上的油杯8，对应第一穿绳孔9位置的高温密封件6、压杆7和油杯8杯底上分别设有上下贯通的第二穿绳孔10、第三穿绳孔11和第四穿绳孔12，油杯8下端外侧与传动连杆上端外侧传动连接在一起。

通过这样设置，堵头5能够封堵住上接头4上端的出口，便于将测试仪器41放入防喷管1内或从防喷管1内取出；第一穿绳孔9、第二穿绳孔10、第三穿绳孔11、第四穿绳孔12与上接头4内的轴向通道一起组成了供测井电缆2穿过的轴向穿绳通道，以便于测井电缆2穿过密封封堵件与测试仪器41连接在一起；使用过程中，当站在地面转动传动连杆时，传动连杆上端带动油杯8转动，即可使压杆7逐步压紧高温密封件6，使高温密封件6变形后密封住堵头5与测井电缆2之间的缝隙，从而防止井内高温蒸汽逸出，其中高温密封件6可通过现有技术中耐高温的盘根或橡胶或聚氨酯等柔性密封材料实现；油杯8用于盛放能够润滑测井电缆2的润滑油，以便减小测井电缆2与各穿绳孔内壁之间的摩擦力。根据需求，压杆7与油杯8之间即可一体成型，也可通过焊接或铆接等方式实现固定连接。

实施例3：如附图1-3、5所示，上接头4上部外侧与座滑轮右下端内侧套装在一起，对应座滑轮下侧位置的上接头4外侧设有承托外环台13，对应承托外环台13下侧位置的上接头4外侧设有扳手台14，丝堵上端外侧设有扳手槽15。

使用过程中，可直接将座滑轮套装在上接头4外侧，并通过承托外环台13将其托住，以减少拆装步骤，加快作业速度，提高拆装作业效率；扳手台14和扳手槽15更便与通过扳手拆装上接头4和堵头5，二者截面形状与现有技术中呆扳手或活口扳手适配即可。

实施例4：如附图1-3、5所示，传动连杆包括第一轴座16、第二轴座17、传动杆18、万向节19、转动杆20和转动扳手21，防喷管1右侧上下间隔固定安装有第一轴座16和第二轴座17，第一轴座16和第二轴座17右部均设有上下贯通的轴孔，传动杆18从下至上依次穿过两个轴孔后与密封封堵件上部外侧传动连接在一起，对应第一轴座16上侧位置的传动杆18外侧设有止落外环台22，传动杆18下端与转动杆20上端之间通过万向节19连接在一起，转动杆20下端设有转动扳手21。

通过这样设置，万向节19能使转动杆20相对于传动杆18折弯成一定角度进行传动，进一步增加了转动空间，从而更便于操控转动杆20转动，能更有效地避免作业人员被高温的防喷管烫伤，通过转动扳手21转动转动杆20，能有效提高转动调节作业工作效率；止落外环台22能有效防止传动杆18向下滑动坠落；此外为使传动杆18转动更顺滑，第一轴座16和第二轴座17与传动杆18之间可设有滚动轴承或轴套。

实施例5：如附图1-3、5所示，传动杆18上端外侧固定安装有主动齿轮23，对应主动齿轮23左方位置的密封封堵件上固定安装有能与主动齿轮23啮合在一起的从动齿轮24，对应从动齿轮24上方和下方位置的主动齿轮23外侧均设有限位外环台25。

使用过程中，传动杆18与密封封堵件之间通过齿轮传动，能使传动效率更高、更稳定，工作可靠性更高、使用寿命更长，降低更换零部件的维护成本。根据需求，主动齿轮23与传动杆18上端之间可通过螺母42固定或键固定连接在一起；从动齿轮24与油杯8之间可通过一体成型或键连接或过盈安装等实现固定安装。

实施例6：如附图1-5所示，座滑轮包括环形固定座26、定滑轮27和支座28，环形固定座26内侧与密封封堵件中部外侧固定安装在一起，环形固定座26左端与支座28下端右侧固定安装在一起，支座28上侧设有开口向上且左右贯通的U型槽29，U型槽29上部内侧转动安装有定滑轮27，定滑轮27右端的滑槽30槽底与轴向穿绳通道左侧壁的延长线相切。

通过这样设置，当定滑轮27右端的滑槽30槽底与轴向穿绳通道左侧壁的延长线相切时，正好能使位于定滑轮27右侧的测井电缆2保持竖直状态，防止测井电缆2在收放过程中磨损轴向穿绳通道，避免增大密封封堵件与测井电缆2外侧之间的缝隙，破坏密封封堵件与测井电缆2之间的密封性；使用过程中，测井电缆2绕过定滑轮27上侧，再下入防喷管1内与测试仪器41连接，能在地面上。根据需求，环形固定座26与支座28之间的固定安装既可通过一体成型实现也可通过焊接、铆接或螺纹紧固件连接等实现。

实施例7：如附图1-3、5所示，悬吊器包括左固定卡31、右固定卡32、前吊板33、后吊板34、三角梁35、拉杆36和吊环37，对应密封封堵件下侧位置的防喷管1外侧套装有开口相对且呈半圆环形的左固定卡31和右固定卡32，左固定卡31前后两端和右固定卡32前后两端分别固定安装有前吊板33和后吊板34，密封封堵件上方设有三角梁35，三角梁35下侧两角分别通过拉杆36与前吊板33和后吊板34连接在一起，三角梁35上侧一角上设有左右贯通的吊装孔，吊装孔内设有吊环37。

通过这样设置，将吊车44上的吊具挂住吊环37，即可将本发明快速吊运至井口45进行安装；三角梁35能使吊运过程中本发明受力更平衡，防止防喷管1倾斜影响安装。根据需求，为便于悬吊器的拆装，拉杆36两端均可设置拉环39，使用时通过拉环39和卸扣40将拉杆36与前后吊板34和三角梁35连接在一起，这样通过卸扣40，即可快速将左固定卡31和右固定卡32扣合固定在防喷器外侧；左固定卡31与其前吊板33和后吊板34之间、右固定卡32与其前吊板33和后吊板34之间的固定安装既可通过一体成型实现也可通过焊接或铆接或螺纹紧固件连接等实现。

实施例8：如附图1、2、5所示，防喷管1下部设有内外贯通的泄压孔，泄压孔内设有泄压部38。

使用过程中，当测试作业完成关闭测试阀门后，可通过泄压部38释放防喷管1内压力，使防喷管1拆卸作业更安全，防止遗留在防喷管1内的高温蒸汽烫伤作业人员；泄压部38可通过现有技术中的泄压阀实现，也可通过能通过螺栓密封的泄压短节实现。

实施例9：如附图1-5所示，一种高温注汽井测试防喷装置的测试工艺，按下述方法进行，第一步，检查井口45装置是否正常，正常后做好开/关阀门准备；第二步，先将测井车43上的测井电缆2绕过坐滑轮上侧，再将测井电缆2穿过密封封堵件中部的轴向穿绳通道，并与测试仪器41上端固定安装在一起，然后把测试仪器41放入防喷管1内，最后将密封封堵件下部与防喷管1上端固定安装在一起；第三步，先将吊车44吊具与悬吊器连接在一起，再将防喷装置吊装至井口45连接处，然后下放防喷装置，使防喷管1下端与井口45固定安装在一起；第四步，打开井口45阀门，控制测井车43下放测井电缆2，将测试仪器41下放至指定位置；第五步，通过转动传动连杆来调整密封封堵件与测井电缆2之间的密封性，防止蒸汽溢出；第六步，当测试作业完成后，先反向转动传动连杆，松开密封封堵件，使测井电缆2能上下移动，再控制测井车43反卷测井电缆2，将测试仪器41从井下提出井外；第七步，先关闭井口45阀门，再将防喷装置从井口45拆除，然后通过吊车44将防喷装置吊离井口45后，放倒在地面上，拆开密封封堵件，将测试仪器41取出，结束测试作业。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过吊车44即可使本发明在安装调试过程中保持竖直状态，从而通过快速接头3将本发明与井口45装置快速连接在一起；测井车43通过绕过座滑轮上侧的测试电缆即可将测试仪器41下放到井内指定位置，此时作业人员站在地面上，操控转动杆20旋转，即可通过万向节19带动传动杆18转动，从而使主动齿轮23带动从动齿轮24转动，进而通过压杆7挤压高温密封件6，使高温密封件6变形后将堵头5与测井电缆2之间的缝隙密封住，以防止井内蒸汽逸出井外；通过本发明完成高温注汽井测试作业，无需搭建作业平台等辅助设施和登高作业，能使作业人员远离高温蒸汽，有效避免安全隐患，作业前后的设备拆装准备工作时间短，减少作业人员数量和作业流程工序，大大降低测试作业的操作难度和作业人员的拉动强度，有效提高了工作效率。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。