機械定位控制技術在油水井中的應用（上）
河南油田進入特高含水開發期后，隨著油田綜合含水的不斷上升，井下油水關系日趨復雜，油層層內及層間矛盾更加突出，主要潛力已由層間轉為層內、由主力油層轉為非主力的薄差油層。同時油田地質特點決定了河南油田厚油層發育、平面多變、非均質十分嚴重，剩余油分布復雜、零散，挖潛難度增大，開發效益變差。
針對河南油田分層工藝現狀以及油田開發后期對厚油層層內細分挖潛的生產需要，我們開展了大厚層細分開采技術的研究，該技術包括大厚層細分注水技術、大厚層細分卡堵水技術和大厚層細分改造三項配套技術，該技術的關鍵是井下管柱機械定位技術。通過采用井下管柱機械定位技術，使分層措施管柱在井下精確定位。
目前國內外的管柱定位卡封主要是通過測磁定位曲線的方法來校正管柱深度，該方法需要在工藝管柱下井前測一條套管接箍磁曲線，當工藝管柱下井后，再從油管測一條磁曲線，通過兩條曲線比較來確定管柱深度。因該方法工藝復雜、作業量大、占用生產時間長、測試成本高，所以現場難以推廣應用。基于這種情況，油田井下定位技術為解決這些問題開辟了新途徑。
定位技術結構組成
定位技術由井下定位器、測力傳感器、智能顯示儀表、封隔器等井下工具組成。使封隔器準確座封于厚油層內薄夾層處，實現定位卡封。
定位技術工作原理
定位技術是通過定位器與措施管柱配套、有效解決薄夾層定位卡封的問題，從而在大厚層實現細分注水、細分卡堵水和細分改造的目標。將接在工藝管柱底部的定位器下至套管定位接箍下方4～5m的位置后、在管柱上端接上高精度的測力傳感器及智能儀表。然后上提管柱尋找定位接箍，當定位器進入定位接箍時，地面智能儀表產生lO～15kN載荷信號顯示，此時即為磁定位套管的深度，再上提一定高度，使封隔器座封于厚層內的薄夾層處，從而實現了定位卡封，如圖1所示。
計算方法：
L提=L套 一L封一△L
式中：L提：定位器通過磁套管后的上提高
度，m；
L套：定位器所通過的磁定位套管深
度，m；
L封：封隔器卡點的設計深度，m；
△L:封隔器上膠筒至定位器之間的距離，m。
機械定位技術的特點
1．
該技術不需專門施工車輛，所需儀器輕便操作簡單、不占用生產時間、不增加作業量、成本費用低。
2．
該技術克服了溫差、重力等因素的影響，精度高，2500米井深誤差不超過0.15m；
3．
井下定位器直接與生產（措施）管柱配套，實現管柱自身定位，廣泛用于采油、注水等作業，占產時間少。
機械定位技術主要設備構造及特點
● NSDWQ-130內收型機械定位器
1．結構組成
NSDWQ-130內收型機械定位器主要由鎖緊部分、定位塊內收部分、定位塊和主體部分等組成。
2. 結構特點
a. 定位塊回收功能
由于定位時機械定位器外徑大于套管內徑，這直接影響定位器能否順利起出，通過設計定位塊回收鎖緊機構，借助坐封壓力使定位塊回收，回收后定位器外徑由φ130mm縮至φ115mm，確保了定位器安全起出，避免定位器在井下遇卡事故的發生。
b. 扶正功能
在下井過程中，定位器在強力彈簧的作用下，始終使管柱保持居中狀態，克服了井架與井口不對中偏磨管柱現象；同時克服了因井斜偏磨管柱現象，從而不受井架與井口不對中及井斜的影響，起保護封隔器等配套工具的作用。
3. 技術參數
定位負荷：20KN～30KN
徑向扶正力：1.6KN～2.0KN
耐壓：25MPa 最小通徑：φ32mm最大外徑：φ130mm 總長：1000mm壓縮后最大外徑：φ115mm
● 微電腦地面定位儀
1．結構組成
微電腦地面定位儀主要由信號采集部分、信號分析部分、信號處理部分及信號存貯與回放部分組成。
2. 工作原理
通過采集管柱上提過程中管柱負荷增量值，并加以分析、處理，以曲線形式顯示出來，通過分析曲線達到管柱定位之目的。
針對河南油田分層工藝現狀以及油田開發后期對厚油層層內細分挖潛的生產需要，我們開展了大厚層細分開采技術的研究，該技術包括大厚層細分注水技術、大厚層細分卡堵水技術和大厚層細分改造三項配套技術，該技術的關鍵是井下管柱機械定位技術。通過采用井下管柱機械定位技術，使分層措施管柱在井下精確定位。
目前國內外的管柱定位卡封主要是通過測磁定位曲線的方法來校正管柱深度，該方法需要在工藝管柱下井前測一條套管接箍磁曲線，當工藝管柱下井后，再從油管測一條磁曲線，通過兩條曲線比較來確定管柱深度。因該方法工藝復雜、作業量大、占用生產時間長、測試成本高，所以現場難以推廣應用。基于這種情況，油田井下定位技術為解決這些問題開辟了新途徑。
定位技術結構組成
定位技術由井下定位器、測力傳感器、智能顯示儀表、封隔器等井下工具組成。使封隔器準確座封于厚油層內薄夾層處，實現定位卡封。
定位技術工作原理
定位技術是通過定位器與措施管柱配套、有效解決薄夾層定位卡封的問題，從而在大厚層實現細分注水、細分卡堵水和細分改造的目標。將接在工藝管柱底部的定位器下至套管定位接箍下方4～5m的位置后、在管柱上端接上高精度的測力傳感器及智能儀表。然后上提管柱尋找定位接箍，當定位器進入定位接箍時，地面智能儀表產生lO～15kN載荷信號顯示，此時即為磁定位套管的深度，再上提一定高度，使封隔器座封于厚層內的薄夾層處，從而實現了定位卡封，如圖1所示。
計算方法：
L提=L套 一L封一△L
式中：L提：定位器通過磁套管后的上提高
度，m；
L套：定位器所通過的磁定位套管深
度，m；
L封：封隔器卡點的設計深度，m；
△L:封隔器上膠筒至定位器之間的距離，m。
機械定位技術的特點
1．
該技術不需專門施工車輛，所需儀器輕便操作簡單、不占用生產時間、不增加作業量、成本費用低。
2．
該技術克服了溫差、重力等因素的影響，精度高，2500米井深誤差不超過0.15m；
3．
井下定位器直接與生產（措施）管柱配套，實現管柱自身定位，廣泛用于采油、注水等作業，占產時間少。
機械定位技術主要設備構造及特點
● NSDWQ-130內收型機械定位器
1．結構組成
NSDWQ-130內收型機械定位器主要由鎖緊部分、定位塊內收部分、定位塊和主體部分等組成。
2. 結構特點
a. 定位塊回收功能
由于定位時機械定位器外徑大于套管內徑，這直接影響定位器能否順利起出，通過設計定位塊回收鎖緊機構，借助坐封壓力使定位塊回收，回收后定位器外徑由φ130mm縮至φ115mm，確保了定位器安全起出，避免定位器在井下遇卡事故的發生。
b. 扶正功能
在下井過程中，定位器在強力彈簧的作用下，始終使管柱保持居中狀態，克服了井架與井口不對中偏磨管柱現象；同時克服了因井斜偏磨管柱現象，從而不受井架與井口不對中及井斜的影響，起保護封隔器等配套工具的作用。
3. 技術參數
定位負荷：20KN～30KN
徑向扶正力：1.6KN～2.0KN
耐壓：25MPa 最小通徑：φ32mm最大外徑：φ130mm 總長：1000mm壓縮后最大外徑：φ115mm
● 微電腦地面定位儀
1．結構組成
微電腦地面定位儀主要由信號采集部分、信號分析部分、信號處理部分及信號存貯與回放部分組成。
2. 工作原理
通過采集管柱上提過程中管柱負荷增量值，并加以分析、處理，以曲線形式顯示出來，通過分析曲線達到管柱定位之目的。
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