CN101532383A - 射孔压裂压力温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射孔压裂压力温度测量装置，包括压力温度测试仪，压力温度测试仪的上部连接有起爆装置，压力温度测试仪的下部连接有射孔装置，且贯穿起爆装置、压力温度测试仪与射孔装置的内腔设置有导爆索；压力温度测试仪包括壳体，壳体内开有空腔一和空腔二，所述导爆索位于压力温度测试仪内的部分设置在空腔一内，空腔二内设置有储存式压力温度测量装置。本发明结构紧凑，使用方便，能准确测量射孔压裂作业时从井口到作业层的压力和温度变化，特别是能捕捉射孔压裂瞬间的压力温度快速变化过程，且不会影响射孔压裂正常施工作业。

Description

射孔压裂压力温度测量装置

技术领域

本发明属于石油射孔压裂技术领域，尤其是涉及一种射孔压裂压力温度测量装置。

背景技术

测量油气井在射孔、压裂或复合射孔压裂作业时的压力变化和温度变化，可以反映施工作业时的实际情况，进而判断射孔压裂作业时对地层的作用状况，评价射孔压裂的实际效果。

目前，射孔压裂过程中压力和温度测量的技术尚处于空白阶段，因此急需一种可以用来评价射孔压裂作业效果的测试装置。井下作业存在高温高压环境，射孔作业又存在高速变化的压力测量问题，复合射孔同时会产生温度的急剧升高，因此对测量仪器提出了很高的要求，另一方面，射孔过程涉及到起爆、传爆的过程，所以要求压力温度测试装置既不能影响射孔压裂正常作业，保证传爆的可靠性；又能准确测量压力和温度的快速变化，保证测量的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种射孔压裂压力温度测量装置，其结构紧凑，使用方便，能准确测量射孔压裂作业时从井口到作业层的压力和温度变化，捕捉射孔压裂瞬间的压力温度快速变化过程，且不会影响射孔压裂正常施工作业。

为解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案是：一种射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：包括压力温度测试仪，所述压力温度测试仪的上部连接有起爆装置，所述压力温度测试仪的下部连接有射孔装置，且贯穿所述起爆装置、压力温度测试仪与射孔装置的内腔设置有导爆索；其中，所述压力温度测试仪包括壳体，所述壳体内开有轴向方向且相互隔离的空腔一和空腔二，所述导爆索位于压力温度测试仪内的部分贯穿设置在所述空腔一内，所述空腔二内设置有储存式压力温度测量装置。

本发明采用的第二种技术方案是：一种射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：包括压力温度测试仪，所述压力温度测试仪的上部连接有点火装置，所述压力温度测试仪的下部连接有压裂装置或射孔压裂复合装置，且贯穿所述点火装置、压力温度测试仪与所述压裂装置或所述射孔压裂复合装置的内腔设置有导火索；其中，所述压力温度测试仪包括壳体，所述壳体内开有轴向方向且相互隔离的空腔一和空腔二，所述导火索位于压力温度测试仪内的部分贯穿设置在所述空腔一内，所述空腔二内设置有储存式压力温度测量装置。

所述压力温度测试仪通过上连接头与起爆装置或所述点火装置相连接，所述压力温度测试仪通过下连接头与所述射孔装置、压裂装置或射孔压裂复合装置相连接，所述导爆索或导火索贯穿各组件的内腔设置，且所述各组件之间均为螺纹连接并通过O型橡胶密封圈密封。

所述起爆装置与压力温度测试仪之间或所述点火装置与压力温度测试仪之间至少设置有一个射孔装置，且所述导爆索或导火索贯穿各组件的内腔设置。

所述储存式压力温度测量装置包括压力传感器、温度传感器、传感器固定块、线路固定板、用于采集和储存压力传感器信号与温度传感器信号的电子线路板以及用于向所述电子线路板提供电源的电池，其中，所述温度传感器安装在传感器固定块上的盲孔二内，所述压力传感器的感应端伸入并安装在传感器固定块上的盲孔一内，贯穿所述传感器固定块和壳体的一侧外壁开有径向方向的多个传压孔，所述各传压孔均与所述盲孔一相通，并在传感器固定块和壳体之间且位于传压孔的上下两侧均设置有O型橡胶密封圈；所述电子线路板安装在线路固定板上，且所述电子线路板通过导线分别与电池、压力传感器和温度传感器相连接，所述壳体的侧壁上开有供数据线与电子线路板相连接的数据通讯接口。

所述空腔二的顶端开通并设置有可拆式电池盖，在壳体和电池盖之间设置有O型橡胶密封圈，所述电池设置在电池盖的下方，所述传感器固定块设置在所述空腔二的下段，所述传感器固定块的上部螺纹连接有传感器护套，并使所述压力传感器与温度传感器位于传感器护套的内部，所述传感器护套的顶板上开有供所述导线通过的通孔，所述线路固定板设置在电池和传感器护套之间，且线路固定板的下端与传感器护套的上端螺纹连接。

所述压力传感器的感应端与所述传压孔之间的轴向距离不大于10mm。

所述盲孔一和所述盲孔二之间的径向距离不大于10mm。

所述数据通讯接口上安装有保护帽，并在所述保护帽上安装有O型橡胶密封圈。

本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明结构紧凑，体积小，使用方便，将本装置下放到油气井中的施工作业部位，就能在实现射孔压裂作业的同时，实时采集并储存从井口到作业层的压力温度数据，特别是记录射孔压裂瞬间压力温度快速变化过程，有效解决了现有技术中无法测试井下射孔压裂作业压力温度变化的问题，为评价施工作业效果提供了理论依据。2、设计合理，使用效果好。压力温度测试仪位于起爆装置与射孔装置之间，或位于点火装置与压裂装置或射孔压裂复合装置之间，且压力温度测试仪的壳体内开有相互隔离的空腔一和空腔二，并分别用于设置导爆导火索或储存式压力温度测量装置，这样，有效解决了传爆可靠性问题，使压力温度测量不会对射孔压裂作业产生影响；再者，在空腔二内部，压力传感器和温度传感器靠近射孔压裂装置，且压力传感器和温度传感器的径向安装距离不大于10mm，有利于提高测量的准确性和相关性；另外，采用电子线路板精确记录压力温度变化过程，在射孔压裂工作结束后使用通用串行总线与外部电脑连接，数据传输速度快，使用方便。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

附图标记说明：

1—起爆装置；        2—上连接头；      3—导爆索；

4—电池盖；          5—电池；          6—壳体；

7—压力温度测试仪；  8—数据通讯接口；  9—线路固定板；

10—电子线路板；     11—传感器护套；   12—压力传感器；

13—温度传感器；     14—传压孔；       15—传感器固定块；

16—下连接头；       17—射孔装置。

具体实施方式

如图1所示，本发明第一种具体实施方式包括压力温度测试仪7，压力温度测试仪7的上部连接有起爆装置1，压力温度测试仪7的下部连接有射孔装置17，贯穿起爆装置1、压力温度测试仪7和射孔装置17的内腔设置有导爆索3。压力温度测试仪7直接通过上连接头2和下连接头16设置在起爆装置1与射孔装置17之间，与其相对应，导爆索3贯穿起爆装置1、上连接头2、压力温度测试仪7、下连接头16和射孔装置17的内腔设置。其中，上连接头4和下连接头16为圆柱体形状，且上连接头4和下连接头16的内部均开有供导爆索3通过的空腔。在本实施方式中，上连接头4的上下段分别套装在起爆装置1的下段外部和压力温度测试仪7的上段外部，并通过螺纹相连接；下连接头16的上段套装在压力温度测试仪7的下段外部，并通过螺纹相连接；射孔装置17的上段套装在下连接头16的下段外部，并通过螺纹相连接。为保证本装置的密封性好，起爆装置1与上连接头2之间、上连接头2与压力温度测试仪7之间、压力温度测试仪7与下连接头16之间以及下连接头16与射孔装置17之间均通过O型橡胶密封圈密封。

压力温度测试仪7包括壳体6，在壳体6内设置有轴向方向且相互隔离的空腔一和空腔二，其中，导爆索3位于压力温度测试仪7内的部分贯穿设置在所述空腔一内，空腔二内设置有储存式压力温度测量装置。储存式压力温度测量装置包括压力传感器12、温度传感器13、用于安装压力传感器12与温度传感器13的传感器固定块15、线路固定板9、用于采集和储存压力传感器12信号与温度传感器13信号的电子线路板10以及用于向电子线路板10提供电源的电池5，其中，传感器固定块15的上部轴向开有盲孔一和盲孔二，温度传感器13安装在盲孔二内，压力传感器12的感应端伸入并安装在盲孔一内，贯穿传感器固定块15和壳体6的一侧壁开有径向方向的多个传压孔14，且各传压孔14均与盲孔一相通，使壳体6外部的气液压力能通过传压孔14和盲孔一传递到压力传感器12的感应端，并在壳体6和传感器固定块15之间且位于传压孔14的上下两侧均设置有O型橡胶密封圈。电子线路板10安装在线路固定板9上，且电子线路板10通过导线分别与电池5、压力传感器12和温度传感器13相连接，并在壳体6的侧壁上开有供数据线与电子线路板10相连接的数据通讯接口8。

在本实施方式中，空腔二的顶端开通并设置有可拆式电池盖4，并在在壳体6和电池盖4之间设置有O型橡胶密封圈，以保证空腔二的内壁和电池盖4之间的密封性好。电池5设置在电池盖4的下方，传感器固定块15设置在空腔二的下段，在传感器固定块15的上部螺纹连接有传感器护套11，并使压力传感器12与温度传感器13位于传感器护套11的内部，传感器护套11的顶板上开有供所述导线通过的通孔。线路固定板9设置在电池5和传感器护套11之间，且线路固定板9的下端与传感器护套11的上端螺纹连接。

为使本装置测得的压力和温度数据的相关性好，传感器固定块15上盲孔一和盲孔二之间的径向距离不大于10mm，使压力传感器12和温度传感器13在传感器固定块15上的径向安装距离不大于10mm；并且，压力传感器12的感应端与传压孔14之间的轴向距离不大于10mm。数据通讯接口8上安装有保护帽，并在保护帽上设置有O型橡胶密封圈。

本实施方式中，起爆装置1为撞击式起爆器、电点火式起爆器或其它起爆器，压力传感器12为溅射薄膜硅传感器、硅蓝宝石传感器或其他传感器。

本发明的工作过程是：首先，组装起爆装置1、上连接头2、压力温度测试仪7、下连接头16以及射孔装置17，并将导爆索3的上下两端分别固定在起爆装置1和射孔装置17内；启动压力温度测试仪7，使用油管或者电缆将本装置下放到油气井中的施工作业部位，将起爆装置1起爆，通过导爆索3的传爆，射孔装置17起爆，射孔工作开始。在此过程中，压力传感器12和温度传感器13实时测量从地面到作业层的压力和温度变化，捕捉射孔瞬间的压力温度快速变化过程，并将压力和温度数据存储在电子线路板10内。在射孔作业完成后，将本装置从油气井中提出，拆下压力温度测试仪7，使用数据线(如通用串行总线)将电子线路板10和电脑相连接，并通过专用分析软件对采集到的数据进行分析，处理，打印报表等。

本发明在使用时，可根据油气井作业的具体情况需要，在压力温度测试仪7的下部连接有压裂装置或射孔压裂复合装置，与此相对应，压力温度测试仪7的上部连接有点火装置，且贯穿点火装置、压力温度测试仪7与压裂装置的内腔设置有导火索，或贯穿点火装置、压力温度测试仪7与射孔压裂复合装置的内腔设置有导火索，其中，导火索位于压力温度测试仪7内的部分贯穿设置在所述空腔一内。

本发明还能在起爆装置1与压力温度测试仪7之间至少设置有一个射孔装置，或在点火装置与压力温度测试仪7之间至少设置有一个射孔装置，此时，使用多个上连接头2和下连接头16连接各组件，与此相对应，导爆索3或导火索贯穿各组件的内腔设置，从而实现多级射孔压裂作业。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：包括压力温度测试仪(7)，所述压力温度测试仪(7)的上部连接有起爆装置(1)，所述压力温度测试仪(7)的下部连接有射孔装置(17)，且贯穿所述起爆装置(1)、压力温度测试仪(7)与射孔装置(17)的内腔设置有导爆索(3)；其中，所述压力温度测试仪(7)包括壳体(6)，所述壳体(6)内开有轴向方向且相互隔离的空腔一和空腔二，所述导爆索(3)位于压力温度测试仪(7)内的部分贯穿设置在所述空腔一内，所述空腔二内设置有储存式压力温度测量装置。

2.一种射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：包括压力温度测试仪(7)，所述压力温度测试仪(7)的上部连接有点火装置，所述压力温度测试仪(7)的下部连接有压裂装置或射孔压裂复合装置，且贯穿所述点火装置、压力温度测试仪(7)与所述压裂装置或所述射孔压裂复合装置的内腔设置有导火索；其中，所述压力温度测试仪(7)包括壳体(6)，所述壳体(6)内开有轴向方向且相互隔离的空腔一和空腔二，所述导火索位于压力温度测试仪(7)内的部分贯穿设置在所述空腔一内，所述空腔二内设置有储存式压力温度测量装置。

3.按照权利要求1或2所述的射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：所述压力温度测试仪(7)通过上连接头(2)与起爆装置(1)或所述点火装置相连接，所述压力温度测试仪(7)通过下连接头(16)与所述射孔装置(17)、压裂装置或射孔压裂复合装置相连接，所述导爆索(3)或导火索贯穿各组件的内腔设置，且所述各组件之间均为螺纹连接并通过0型橡胶密封圈密封。

4.按照权利要求1或2所述的射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：所述起爆装置(1)与压力温度测试仪(7)之间或所述点火装置与压力温度测试仪(7)之间至少设置有一个射孔装置，且所述导爆索(3)或导火索贯穿各组件的内腔设置。

5.按照权利要求1或2所述的射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：所述储存式压力温度测量装置包括压力传感器(12)、温度传感器(13)、传感器固定块(15)、线路固定板(9)、用于采集和储存压力传感器(12)信号与温度传感器(13)信号的电子线路板(10)以及用于向所述电子线路板(10)提供电源的电池(5)，其中，所述温度传感器(13)安装在传感器固定块(15)上的盲孔二内，所述压力传感器(12)的感应端伸入并安装在传感器固定块(15)上的盲孔一内，贯穿所述传感器固定块(15)和壳体(6)的一侧外壁开有径向方向的多个传压孔(14)，所述各传压孔(14)均与所述盲孔一相通，并在传感器固定块(15)和壳体(6)之间且位于传压孔(14)的上下两侧均设置有0型橡胶密封圈；所述电子线路板(10)安装在线路固定板(9)上，且所述电子线路板(10)通过导线分别与电池(5)、压力传感器(12)和温度传感器(13)相连接，所述壳体(6)的侧壁上开有供数据线与电子线路板(10)相连接的数据通讯接口(8)。

6.按照权利要求5所述的射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：所述空腔二的顶端开通并设置有可拆式电池盖(4)，在壳体(6)和电池盖(4)之间设置有0型橡胶密封圈，所述电池(5)设置在电池盖(4)的下方，所述传感器固定块(15)设置在所述空腔二的下段，所述传感器固定块(15)的上部螺纹连接有传感器护套(11)，并使所述压力传感器(12)与温度传感器(13)位于传感器护套(11)的内部，所述传感器护套(11)的顶板上开有供所述导线通过的通孔，所述线路固定板(9)设置在电池(5)和传感器护套(11)之间，且线路固定板(9)的下端与传感器护套(11)的上端螺纹连接。

7.按照权利要求5所述的射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：所述压力传感器(12)的感应端与所述传压孔(14)之间的轴向距离不大于10mm。

8.按照权利要求5所述的射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：所述盲孔一和所述盲孔二之间的径向距离不大于10mm。

9.按照权利要求5所述的射孔压裂压力温度测量装置，其特征在于：所述数据通讯接口(8)上安装有保护帽，并在所述保护帽上安装有0型橡胶密封圈。

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