[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及射孔作业领域。更具体地说，本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

为了实现根据本发明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：

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。

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：

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