CN105756663A - 一种压裂用井下参数监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油天然气储层监测改造技术领域内一种压裂用井下参数监测装置,包括筒体,筒体轴向设有平行的进液通道和测量通道,测量通道内依次设有上压盖、两端开孔的监测装置壳体和下压盖,上压盖上端与测量通道内壁螺纹密封连接,上压盖下端设有与监测装置壳体上端对应的盲孔,盲孔外壁对应的筒体壁上设有台阶状的进液孔,进液孔内连接有环空进液盖,环空进液盖内设有若干轴向贯通的第一细缝,盲孔壁设有若干与第一细缝连通的径向贯通的第二细缝;监测装置壳体两端的外周分别设有与测量通道内壁配合的密封圈,监测装置壳体内设有监测器件,监测器件包括上传感器、电路器件和下传感器,下压盖的轴向设有与监测装置壳体下端连通的第三细缝。

Description

一种压裂用井下参数监测装置
技术领域
[0001]本发明涉及石油天然气储层监测改造技术,特别涉及一种压裂用井下参数监测装置。
背景技术
[0002]压裂是提高低渗透油藏采收率的一项重要技术措施。压裂过程中的井下压力与时间的变化关系可以反映地下裂缝的延伸规律和地层特性,井底的温度直接影响到压裂液、支撑剂性能。因此,准确掌握压裂作业过程中的井下压力、温度等状态参数,对指导压裂作业、进行作业效果评价等具有重要意义。
[0003]现在普遍采用的存储式电子压力计录取井下压力,主要存在以下几个问题:1.压力计常因剧烈震动而损坏;2.压力计只能监测管柱内或环空的参数;3.无防冲蚀结构保护压力计电池、电路板和探头;4.监测装置妨碍分层压裂投球作业。
发明内容
[0004]本发明针对现有技术中的作业井井下压裂参数监测技术存在的问题,提供一种防震防冲蚀效果好的压裂用井下参数监测装置,可实现环空和管柱内液体同时监测,并且不影响分层压裂的投球作业。
[0005]本发明的目的是这样实现的,一种压裂用井下参数监测装置,包括中空的筒体,所述筒体上下两端分别设有用于与压力管柱连接的纹螺,所述筒体中部的轴向分别设有平行的进液通道和测量通道,所述测量通道内依次设有上压盖、两端开孔的监测装置壳体和下压盖,所述上压盖上端与测量通道内壁螺纹密封连接,所述上压盖下端设有与监测装置壳体上端对应的盲孔,所述盲孔外壁对应的筒体壁上设有台阶状的进液孔,所述进液孔内连接有环空进液盖,所述环空进液盖内设有若干轴向贯通的第一细缝,与所述环空进液盖对应的上压盖的盲孔壁设有若干与第一细缝连通的径向贯通的第二细缝;所述监测装置壳体两端的外周分别设有与测量通道内壁配合的密封圈,所述监测装置壳体内设有监测器件,所述监测器件包括上传感器、电路器件和下传感器,所述上传感器和下传感器与监测装置壳体之间密封连接以密封中间的电路器件,所述上传感器用于监测环空进液参数,所述下传感器用于监测经进液通道和下压盖传递的压裂液参数,所述下压盖外周与测量通道螺纹密封连接,并且下压盖的轴向设有与监测装置壳体下端连通的第三细缝。
[0006]本发明的压裂用井下参数监测装置具有如下有益效果:I)将测量通道和压裂通道分开设置,进行井下压裂参数监测时不影响投球作业;2)监测装置壳体内,上传感器和下传感器与壳体壁之间分别密封配合,可以把电路器件密封在相对密封的空间内,有效防止管内外液体渗入浸蚀而损坏电路器件;3)上传感器和下传感器与待测液体之间通过细缝连通,可以待测液中的细砂进入监测装置内,并缓冲液体直接冲击传感器探头而易损坏传感器;4)上传感器和下传感器分别专门用于环空液体和管柱内液体的监测;5)监测装置壳体设置在测量通道内,两端外周的密封圈具有密封和减震作用,可以很好的保护内部的监测部件。
[0007]为进一步缓冲液体压力变化对电器元件的冲击,所述电路器件封装在上传感器和下传感器之间,所述上传感器包括密封环、缓冲螺旋管和感应部件,所述密封环外周与监测装置壳体内壁之间设有密封圈,所述缓冲螺旋管上端开口,下端与感应部件连通。
[0008]作为本发明的改进,所述进液通道和测量通道为在筒体的轴向中部呈“8”字形分布的两平行的偏心圆形通道。
[0009]为便于过滤压裂液中的细砂,所述第一细缝沿中心呈径向分布,所述第一细缝、第二细缝和第三细缝的最大宽度小于最小的压裂砂粒径。
[0010]为进一步提高监测装置壳体的防震、防冲击性能,所述监测装置壳体的两端部与上压盖和下压盖对应的端部之间分别设有橡胶垫。
[0011] 为进一步降低携砂液对监测装置的直接冲击,所述上压盖与上传感器之间、下压盖与下传感器之间安装后使用前注满不溶于水的液体并在环空进液盖外侧和下压盖下端涂黄油密封。此种预先灌满液体的方式还可将测量通道内空气压缩排出,避免待测液进入测量通道内产生压缩气泡而影响测量精度。
[0012]作为本发明的进一步改进,所述上传感器和下传感器为用于监测温度和压力的复合传感器。
附图说明
[0013]图1为本发明的压裂用井下参数监测装置结构示意图。
[0014]图2环空进液盖的主视图。
[0015]图3为图2的俯视图。
[0016]图4为上压盖的结构示意图。
[0017]图5为图4的俯视图。
[0018] 图6为图4的仰视图。
[0019]图7为下压盖的结构示意图。
[0020] 图8为图7的仰视图。
[0021 ]图9为监测装置壳体的内部示意图。
[0022] 其中,I筒体;2进液通道;3上压盖;3A第二细缝;3B盲孔;4环空进液盖;4A第一细缝;5监测装置壳体;5A上传感器;5B电路器件;5C下传感器;6橡胶垫;7下压盖;7A第三细缝。
具体实施方式
[0023]如图1一图9所示为本发明的裂用井下参数监测装置,包括中空的筒体I,筒体I上下两端分别设有用于与其它工具连接的纹螺,筒体I中部的轴向分别设有平行的进液通道2和测量通道,测量通道内依次设有上压盖3、两端开孔的监测装置壳体5和下压盖7;上压盖3上端与测量通道内壁螺纹密封连接,上压盖3下端设有与监测装置壳体5上端对应的盲孔3B,盲孔3B外壁对应的筒体壁上设有台阶状的进液孔,进液孔内连接有环空进液盖4,环空进液盖4内设有若干轴向贯通的第一细缝4A,与环空进液盖4对应的上压盖3的盲孔壁设有若干与第一细缝4A连通的径向贯通的第二细缝3A;监测装置壳体5两端的外周分别设有与测量通道内壁配合的密封圈,监测装置壳体5内设有监测器件,监测器件包括上传感器5A、电路器件5B和下传感器5C,本发明中,上传感器5A和下传感器5C为用于监测温度和压力的复合传感器,下传感器5C与监测装置壳体5之间密封连接以密封中间的电路器件,防止液体浸蚀,上传感器5A用于监测环空液体参数及地层温度,下传感器5C用于监测经进液通道2和下压盖7传递的压裂液参数,下压盖7外周与测量通道螺纹密封连接,并且下压盖7的轴向设有与监测装置壳体5下端连通的第三细缝7A。
[0024]为进一步缓冲液体压力变化对电器元件的冲击,电路器件5B封装在上传感器5A和下传感器5C之间,上传感器5A包括密封环、缓冲螺旋管和感应部件,密封环外周与监测装置壳体内壁之间设有密封圈,缓冲螺旋管上端开口,下端与感应部件连通。同样为缓冲管柱内液体压力变化对电器元件的冲击,下传感器与上传感器的结构相同,这样上下均设置缓冲结构,对监测装置内部的电路器件进一步有缓冲和保护作用。
[0025]为便于筒体I内通道的布置,进液通道2和测量通道为在筒体I的轴向中部呈“8”字形分布的两偏心并相互平行的圆形通道。
[0026] 为便于防止压裂砂第一细缝沿中心呈径向分布,第一细缝4A、第二细缝3A和第三细缝7A的最大宽度小于最小的压裂砂粒径。
[0027]监测装置壳体5的两端部与上压盖4和下压盖7对应的端部之间分别设有橡胶垫6。该橡胶垫6可以防止筒体内外液体压差变化对监测装置造成的震动冲击。
[0028]为降低携砂液对监测装置元器件的冲击,上压盖3与上传感器5A之间、下压盖7与下传感器5C之间安装后使用前注满不溶于水的液体并在环空进液盖4外侧和下压盖7下端涂黄油密封。采用此种液体分隔的方法,将监测器件与外部液体隔离,并不影响对管外液体参数的监测,但可以有效防止测量通道内气泡残留而影响监测的准确性。
[0029]本发明的压裂用井下参数监测装置,在井下压裂中,可以用于测量井下压裂管柱内外的液体压力及地层温度参数,使用中将组装好的压裂用井下参数监测装置与压裂管柱连接,随压裂管柱下入井内,压裂作业开始后,憋压球可通过液流通道2下行,当管柱内压力变化时,管柱内的压裂液经液流通道2和下压盖7,将压力递给下传感器5C适时监测。当环空液体压力变化时,液体压力可通过环空进液盖上的第一细缝4A和上压盖的第二细缝3A及盲孔3B传递给上传感器5A,进行适时监测;同时井下温度较地面高,装置下入井下后通过热传递,监测装置壳体内的温度很快与地层温度相同,实现地层温度的监测。压裂作业完成后,监测装置随压裂管柱提出地面,进行监测数据读取、记录和分析。

Claims (7)

1.一种压裂用井下参数监测装置,包括中空的筒体,所述筒体上下两端分别设有用于与压力管柱连接的纹螺,其特征在于,所述筒体中部的轴向分别设有平行的进液通道和测量通道,所述测量通道内依次设有上压盖、两端开孔的监测装置壳体和下压盖,所述上压盖上端与测量通道内壁螺纹密封连接,所述上压盖下端设有与监测装置壳体上端对应的盲孔,所述盲孔外壁对应的筒体壁上设有台阶状的进液孔,所述进液孔内连接有环空进液盖,所述环空进液盖内设有若干轴向贯通的第一细缝,与所述环空进液盖对应的上压盖的盲孔壁设有若干与第一细缝连通的径向贯通的第二细缝;所述监测装置壳体两端的外周分别设有与测量通道内壁配合的密封圈,所述监测装置壳体内设有监测器件,所述监测器件包括上传感器、电路器件和下传感器,所述上传感器和下传感器与监测装置壳体之间密封连接以密封中间的电路器件,所述上传感器用于监测环空液体的参数,所述下传感器用于监测经进液通道和下压盖传递的压裂液参数,所述下压盖外周与测量通道螺纹密封连接,并且下压盖的轴向设有与监测装置壳体下端连通的第三细缝。
2.根据权利要求1所述的压裂用井下参数监测装置,其特征在于,所述电路器件封装在上传感器和下传感器之间,所述上传感器包括密封环、缓冲螺旋管和感应部件,所述密封环外周与监测装置壳体内壁之间设有密封圈,所述缓冲螺旋管上端开口,下端与感应部件连通。
3.根据权利要求1所述的压裂用井下参数监测装置,其特征在于,所述进液通道和测量通道为在筒体的轴向中部呈“8”字形分布的两平行的偏心圆形通道。
4.根据权利要求2所述的压裂用井下参数监测装置,其特征在于,所述第一细缝沿中心呈径向分布,所述第一细缝、第二细缝和第三细缝的最大宽度小于最小的压裂砂粒径。
5.根据权利要求2所述的压裂用井下参数监测装置,其特征在于,所述监测装置壳体的两端部与上压盖和下压盖对应的端部之间分别设有橡胶垫。
6.根据权利要求2所述的压裂用井下参数监测装置,其特征在于,所述上压盖与上传感器之间、下压盖与下传感器之间安装后使用前注满不溶于水的液体并在环空进液盖外侧和下压盖下端涂黄油密封。
7.根据权利要求2所述的压裂用井下参数监测装置,其特征在于,所述上传感器和下传感器为用于监测温度和压力的复合传感器。
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