CN105203227B - 一种油气井分布式光纤测温装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油气井分布式光纤测温装置及其方法，属于油气开采领域。包括传感探头、光纤、光电转换器、中央处理器，传感探头与光纤连接，光纤与光电转换器连接，光电转换器与中央处理器连接，中央处理器上设置显示屏，中央处理器通过电源控制器与电源连接，电源与显示屏连接，电源控制器与传感探头连接，本发明还提供了一种油气井分布式光纤测温方法。油气井分布式光纤测温装置结构简单，信号源稳定，使用寿命长，耐极端环境的能力强，油气井分布式光纤测温方法操作简便，稳定性好，精度高。
Description
技术领域
本发明属于油气开采领域，涉及油气田开发过程中的动态监测领域，特别涉及一种分布式光纤测温装置及其方法。
背景技术
分布式光纤温度测量技术广泛应用于危险区域的温度测量和监控、重要区域的温度测量和监控、压力容器表面温度测量和监控、大面积大范围的温度测量和监控以及交通运输领域的温度测量和监控等方面。
在石油行业中，分布式光纤测温技术可提供实时、全井段的温度检测数据，适用于确定油气层温度，确定产液、产气位置以及检测管柱泄露等方面工作。同时，光纤传感具有电绝缘、耐腐蚀、抗电磁干扰以及本质安全等特点，因此更适合在油气开采过程中使用。
根据光纤安装位置的不同，分布式光纤测温技术可以实测到三种温度剖面：
1)地层温度：油气藏的原始地层温度，与油气藏的地温梯度及热传导物性相关。
2)流入温度：油气藏流体在(流入井筒前)砂面处的温度，也可称其为油气藏砂面温度。由于压差使流体在多孔介质中流动产生粘滞耗散及热膨胀等热效应，因此，在流体流入的这一点的温度会与原始地层温度不相同。相反，如果地层中没有流体流动，那么此时分布式光纤测温及时测量到的气藏流入温度就与气藏地层温度非常接近或相等。
3)井筒温度：流体从流入点流入井筒，与井筒流体混合后的温度。
但是现有的油气井分布式光纤测温装置存在结构复杂，信号源不稳定，使用寿命短，耐极端环境的能力差，现有的测温方法存在操作繁琐，稳定性差，精度不高的缺点。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种油气井分布式光纤测温装置及其方法，油气井分布式光纤测温装置结构简单，信号源稳定，使用寿命长，耐极端环境的能力强，油气井分布式光纤测温方法操作简便，稳定性好，精度高。
本发明所采用的技术方案为：
一种油气井分布式光纤测温装置，包括传感探头、光纤、光电转换器、中央处理器，所述传感探头与光纤连接，所述光纤与光电转换器连接，所述光电转换器与中央处理器连接，所述中央处理器上设置显示屏，所述中央处理器通过电源控制器与电源连接，所述电源与显示屏连接，所述电源控制器与传感探头连接。
所述传感探头包括外部的护套，所述护套内壁设置有真空管，所述真空管内部设置有安装架，所述安装架内底部设置有激光发生器，所述激光发生器下部设置有连接触点，所述安装架内上部设置有激光接收器，所述激光接收器下方设置有凸透镜，所述连接触点底部设置有热电偶。
一种油气井分布式光纤测温方法，包括以下步骤：
1)传感探头上的热电偶设置在待测温区，通过热电偶获得测量信号；
2)将测量信号通过连接触点传达给激光发生器，激光发生器将测量信号转化成激光信号，然后通过凸透镜将激光信号发送到激光接收器，激光接收器将激光信号通过光纤传输到光电转换器上；
3)光电转换器将激光信号转换成电信号，然后通过中央处理器将电信号转化成数字信号，然后通过显示屏将测量数据显示出来。
所述热电偶校正方法是，将热电偶与标准热电偶的热端置于相同的温度处，进行一系列不同的温度点的测定，同时读取mV数，借助于标准热电偶的电动势与温度的关系而获得待校热电偶温度计的一系列mV-T关系，即为工作曲线。
所述标准热电偶为铂-铂铑热电偶。
本发明的有益效果为：
1.油气井分布式光纤测温装置结构简单，信号源稳定，使用寿命长，耐极端环境的能力强，油气井分布式光纤测温方法操作简便，稳定性好，精度高。
2.加入了热电偶，把热电偶和传感器的效果结合，热电偶对那一点的温度测量比较准确，主要对传感器的测量起到比较校正的作用，从而判断温度测量的准确性。
附图说明
图1是本发明传感探头的整体结构示意图；
图2是本发明分布式光纤测温方法的流程图。
图中，1、传感探头；2、光纤；3、光电转换器；4、中央处理器；5、电源控制器；6、电源；7、显示器；11、护套；12、真空管；13、安装架；14、激光发生器；15、连接触点；16、激光接收器；17、凸透镜；18、热电偶。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实例，对本发明申请所述的一种油气井分布式光纤测温装置及其方法进行描述和说明，目的是为了公众更好的理解本发明的技术内容，而不是对所述技术内容的限制，在相同或近似的原理下，对所述工艺步骤进行的改进，包括反应条件、所用试剂改进和替换，达到相同的目的，则都在本发明申请所要求保护的技术方案之内。
如图1、2所示，一种油气井分布式光纤测温装置，包括传感探头1、光纤2、光电转换器3、中央处理器4，所述传感探头1与光纤2连接，所述光纤2与光电转换器3连接，所述光电转换器3与中央处理器4连接，所述中央处理器4上设置显示屏7，所述中央处理器4通过电源控制器5与电源6连接，所述电源6与显示屏7连接，所述电源控制器5与传感探头1连接。
所述传感探头1包括外部的护套11，所述护套11内壁设置有真空管12，所述真空管12内部设置有安装架13，所述安装架13内底部设置有激光发生器14，所述激光发生器14下部设置有连接触点15，所述安装架13内上部设置有激光接收器16，所述激光接收器16下方设置有凸透镜17，所述连接触点15底部设置有热电偶18。
一种油气井分布式光纤测温方法，包括以下步骤：
1)传感探头1上的热电偶18设置在待测温区，通过热电偶获得测量信号；
2)将测量信号通过连接触点15传达给激光发生器14，激光发生器14将测量信号转化成激光信号，然后通过凸透镜17将激光信号发送到激光接收器16，激光接收器16将激光信号通过光纤2传输到光电转换器3上；
3)光电转换器3将激光信号转换成电信号，然后通过中央处理器将电信号转化成数字信号，然后通过显示屏7将测量数据显示出来。
所述热电偶18校正方法是，将热电偶18与标准热电偶的热端置于相同的温度处，进行一系列不同的温度点的测定，同时读取mV数，借助于标准热电偶的电动势与温度的关系而获得待校热电偶温度计的一系列mV-T关系，即为工作曲线。
所述标准热电偶为铂-铂铑热电偶。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种油气井分布式光纤测温装置，其特征在于，包括传感探头(1)、光纤(2)、光电转换器(3)、中央处理器(4)，所述传感探头(1)与光纤(2)连接，所述光纤(2)与光电转换器(3)连接，所述光电转换器(3)与中央处理器(4)连接，所述中央处理器(4)上设置显示屏(7)，所述中央处理器(4)通过电源控制器(5)与电源(6)连接，所述电源(6)与显示屏(7)连接，所述电源控制器(5)与传感探头(1)连接，所述传感探头(1)包括外部的护套(11)，所述护套(11)内壁设置有真空管(12)，所述真空管(12)内部设置有安装架(13)，所述安装架(13)内底部设置有激光发生器(14)，所述激光发生器(14)下部设置有连接触点(15)，所述安装架(13)内上部设置有激光接收器(16)，所述激光接收器(16)下方设置有凸透镜(17)，所述连接触点(15)底部设置有热电偶(18)。
2.一种使用权利要求1中油气井分布式光纤测温装置的油气井分布式光纤测温方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)传感探头(1)上的热电偶(18)设置在待测温区，通过热电偶获得测量信号；
2)将测量信号通过连接触点(15)传达给激光发生器(14)，激光发生器(14)将测量信号转化成激光信号，然后通过凸透镜(17)将激光信号发送到激光接收器(16)，激光接收器(16)将激光信号通过光纤(2)传输到光电转换器(3)上；
3)光电转换器(3)将激光信号转换成电信号，然后通过中央处理器将电信号转化成数字信号，然后通过显示屏(7)将测量数据显示出来。
3.根据权利要求2所述的一种油气井分布式光纤测温方法，其特征在于，所述热电偶(18)校正方法是，将热电偶(18)与标准热电偶的热端置于相同的温度处，进行一系列不同的温度点的测定，同时读取mV数，借助于标准热电偶的电动势与温度的关系而获得待校热电偶温度计的一系列mV-T关系，即为工作曲线。
4.根据权利要求3所述的一种油气井分布式光纤测温方法，其特征在于，所述标准热电偶为铂-铂铑热电偶。
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