电磁式电缆穿越封隔器 [创新设计]
2025-01-25 18:10
No.1332774533081604096
技术概要
PDF全文
本技术属于井下钻探设备技术领域,特别涉及一种电磁式电缆穿越封隔器。该封隔器由中心管柱、外壳、电缆引接部、电磁转换部、锁紧部、压缩胶筒部和电缆转换部组成。中心管柱可与连续油管连接,外壳位于中心管柱外周,形成第一容置腔。电缆分为多部分,与封隔器连接,利用管内传导介质实现电缆穿越封隔器的功能。
背景技术
在我国,临兴、神府等区域的煤系气田因其独特的地质特征——多层叠置,同源共生,多气共存,由于地质赋存条件和地面条件的限制,给传统单层开采带来了极大的挑战,其经济性和资源有效利用性较差。 为解决这些难题,当前行业内普遍采用多层合采技术作为主流开发策略。这种技术通过优化立体开发,将埋藏深度各异、生产特性、压力特性等不同的煤系气藏层进行多层分压力体系开发,不仅有效提高了资源采收率,还显著降低了整体开采成本。 多层分压力体系开采的实施,不仅是对我国非常规天然气开发技术的一次重要创新,也为保障国家能源安全、促进能源结构转型升级提供了有力支撑。多层分压力体系开采的实现其关键是井筒中安装封隔器将不同的压力体系进行分离,实现对不同体系的气体进行生产,提高生产效率。 在同井筒多层分压力体系开采时,由于井筒空间有限为了减少排采设备和管柱的复杂程度,采用电潜类无杆举升工艺设备可有效的解决,这就需要设计过电缆封隔器为井下排采设备提供动力。此外,封隔器在分层测试时也起着关键性作用。分层测试需要对每个压力体系进行逐级升压测试,不同压力体系需要封隔器进行封隔,测试信号传输等需要电缆等信号线记录不同压力下的流量、压力等参数,在每个压力级别下保持一段时间(如数小时至数天),观察并记录压力稳定性及气体产出情况,在测试结束后,进行压力恢复测试,观察并记录压力恢复速度和程度,以评估储层特性和开采潜力。故过电缆封隔器成为油气田和煤系气田分层分压力体系开发和分层测试中亟需解决的问题。 封隔器能够在外力的作用下(如液压驱动、管柱重力等),使其封隔件(如胶筒)压缩而发生膨胀,从而封隔油管与套管之间的环形空间,其能够帮助油田完成井下分层测试、分层注入和分层开采。封隔器的使用能够将不用的压力体系分开实现针对不同的压力体系的开采方案。相关技术中,封隔器设计存在一些问题或缺陷。 1.随着潜油电泵和潜油螺杆泵等无杆采油设备的普及,这些设备依赖长距离电缆传输电力至井下电机,以实现连续稳定的动力供给。然而,由于电缆的下入对封隔器的设计提出了更高要求。传统封隔器在设计上未充分考虑电缆穿越的便捷性与密封性,导致在实际应用中,电缆穿越封隔器时易出现磨损、泄露甚至卡死等问题,严重影响作业安全与效率。因此,如何设计出既能有效隔离不同地层压力,又能确保电缆安全、顺畅穿越的封隔器,成为当前亟待解决的技术难题。 2.随着潜油电泵和潜油螺杆泵等无杆采油设备的普及,这些设备依赖长距离电缆传输电力至井下电机,以实现连续稳定的动力供给。然而,由于电缆的下入对封隔器的设计提出了更高要求。传统封隔器在设计上未充分考虑电缆穿越的便捷性与密封性,导致在实际应用中,电缆穿越封隔器时易出现磨损、泄露甚至卡死等问题,严重影响作业安全与效率。因此,如何设计出既能有效隔离不同地层压力,又能确保电缆安全、顺畅穿越的封隔器,成为当前亟待解决的技术难题。 3.在油气开采过程中,封隔器不仅需应对传统分层注水作业中管柱内高压、油管与套管环空低压的常规工况,还需适应多层分压力体系开采中环空高压、管柱内低压等复杂井况下的特殊需求。特别是在致密气藏与煤层气藏共采的场合,环空可能承受高压致密气,而油管内则为低压煤层气,这种内外压力的巨大差异对封隔器的承压能力、密封性能及稳定性提出了极高要求。若封隔器设计不当或材料选择不合理,极易导致密封失效、油气窜流等问题,严重影响开采效果与安全生产。因此,研发出能够适应极端压力差、具有优异密封性能和长期稳定性的封隔器,是提升油气田开发效益的关键所在。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
张芬娜  易天天  马明伟  王滨  靖传凯
技术所属: 中国石油大学(华东)
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