CN106768470A - 一种海洋油气井套管数据的实时监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种海洋油气井套管数据的实时监测系统及方法。所述系统包括:传感系统,水下管缆传输系统,固定保护组件。利用本申请中各个实施例,可以实现同时实时监测周向应力、轴向应力和温度三种参数的功能,所述三种参数可以更全面地反映出海洋油气井套管的工作状况,在海洋环境中,所述固定保护组件可以减少外部环境对所述传感系统测量精度的影响,提高监测得到的数据的准确性,从而更准确地反映出海洋油气井套管的损坏情况。
Description
技术领域
本申请涉及海洋油气开采技术领域,特别涉及一种海洋油气井套管数据的实时监测系统及方法。
背景技术
套管是油气井的重要保护屏障,套管变形损坏会对油井正常生产以及海洋生态环境构成较大的威胁。套管是油气井正常生产的重要保护屏障,套管变形损坏会对油井正常生产以及生态环境构成较大的威胁。随着油田开采的不断进行和新开发方案的不断实施,油气套管损坏问题已日趋严重,成为困扰世界石油行业的重大难题。其中,套管所受的外部应力以及套管所处环境的温度变化的是引起套管损坏的主要原因。因此,实时监测套管的应力和温度是及时发现和预防套管损坏的重要保证。
现有技术中,针对陆地油气井的系统和方法有很多。现有技术中的监测系统对信息传输路径往往不需要特殊的保护措施,并且对监测系统的测量装置也缺乏特殊的保护措施。而在海洋开采环境中,海水的冲撞以及海水中较大的压强会对信息传输路径以及测量装置等产生较大的损害。由于缺乏特殊且有针对性的保护措施,导致现有技术中的监测系统难以满足海洋监测的特殊环境。另外,现有技术中的监测系统只能监测单一种类的套管外的应力变化,而海洋环境中的外部应力种类更多,一般包括轴向应力和周向应力。现有技术中的监测系统无法全面地反映套管外部环境的变化,也就很难真实反映出海洋环境中套管损坏的情况。
现有技术中至少存在如下技术问题:现有技术中,缺乏对测量装置以及信息传输路径的特殊保护,在海洋监测环境中容易被损坏,会造成不必要的经济损失。而且现有技术中监测得到的参数种类较单一,在海洋开采的复杂环境中,很难准确反映出套管的损坏情况。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种海洋油气井套管数据的实时监测系统及方法,以提供一种可以在海洋开采环境中使用并且能真实反映海洋环境中套管外应力和温度变化情况的系统及方法。
本申请实施例提供一种海洋油气井套管数据的实时监测系统及方法是这样实现的:
一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,所述系统包括:
传感系统,用于实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据,所述传感系统固定于所述海洋油气井套管外表面,所述应力数据包括轴向应力数据和周向应力数据;
水下管缆传输系统,用于传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据,所述水下管缆传输系统与所述传感系统相连接;
固定保护组件,用于固定和保护所述传感系统,避免外界环境对所述传感系统的损坏,减少外界环境对所述传感系统的测量精度的影响。
优选实施例中,所述传感系统包括:
光纤布里渊传感器,用于实时测量得到所述海洋油气井套管外的轴向应力数据,所述光纤布里渊传感器沿轴向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
光纤光栅传感器,用于实时测量得到所述海洋油气井套管外的周向应力数据,所述光纤光栅传感器沿周向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
光纤光栅温度补偿传感器,用于实时测量得到所述海洋油气井套管外的温度数据,还用于为所述光纤布里渊传感器和光纤光栅传感器提供温度补偿;
光纤光栅光缆,用于连接所述光纤光栅传感器,还用于传输所述周向应力数据和所述温度数据;
光纤布里渊光缆,用于连接所述光纤布里渊传感器,还用于传输所述轴向应力数据。
优选实施例中,所述固定保护组件包括:
光缆保护罩,用于保护光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆,所述光缆保护罩位于所述海洋油气井套管的接箍位置;
环氧树脂玻璃纤维保护层,用于保护光栅光纤传感器;
光纤布里渊光缆封装组件,用于去除应力对光纤布里渊光缆的影响,还用于为光纤布里渊传感器提供温度补偿。
优选实施例中,所述光纤布里渊光缆封装组件包括:
温度补偿用光纤布里渊光缆,用于为光栅布里渊传感器提供温度补偿;
充油束管,用于包裹光纤布里渊光缆中的光纤;
光纤布里渊光缆保护层,用于保护光纤布里渊光缆。
优选实施例中,所述水下管缆传输系统包括:
调制解调装置,用于从光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆传输的光信号中读取出应力数据和温度数据;
水下采油树,用于将所述光纤光栅光缆和所述光纤布里渊光缆中的光信号传输至所述调制解调装置;
水下管缆终端,用于获取调制解调装置读取出的应力数据和温度数据;
传输管缆,用于传输所述水下管缆终端获取的应力数据和温度数据。
优选实施例中,所述系统还包括:
平台监测工作站,用于获取所述水下管缆传输系统传输的应力数据和温度数据,还用于输出所述应力数据和温度数据。
优选实施例中,所述平台监测工作站包括:
主控制站,用于为所述水下管缆传输系统提供电力供应;
工作站,用于获取传输管缆传输来的应力数据和温度数据,并根据所述应力数据和温度数据,实时反映套管的状态;
海上平台,用于放置和固定所述主控制站和工作站;
锚泊系统,用于固定所述海上平台。
一种实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,所述方法包括:
利用传感系统,实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据;
利用水下管缆传输系统,传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据;
利用平台监测工作站,获取所述水下管缆传输系统传输来的所述应力数据和所述温度数据,并根据所述应力数据和温度数据,实时反映套管的状态。
优选实施例中,所述利用传感系统,实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据的方式,包括:
利用光纤布里渊传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的轴向应力数据,所述光纤布里渊传感器沿轴向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
利用光纤光栅传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的周向应力数据,所述光纤光栅传感器沿周向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
利用光纤光栅温度补偿传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的温度数据;
利用光纤光栅光缆,连接所述光纤光栅传感器,并传输所述周向应力数据和所述温度数据;
利用光纤布里渊光缆,连接所述光纤布里渊传感器,并传输所述轴向应力数据。
优选实施例中,所述利用水下管缆传输系统,传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据的方式,包括:
利用水下采油树,将光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆中的光信号传输至所述调制解调装置;
利用所述调制解调装置,从所述光纤光栅光缆和所述光纤布里渊光缆传输的光信号中读取出应力数据和温度数据;
利用水下管缆终端,获取所述调制解调装置读取出的应力数据和温度数据;
利用传输管缆,将所述应力数据和温度数据传输至所述平台监测工作站。
本申请实施例提供的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,利用固定保护组件对用于实时测量应力和温度的传感系统进行保护。利用光缆保护罩、环氧树脂玻璃纤维保护层、光纤布里渊光缆封装组件等去除了应力对光纤光栅传感器和光纤布里渊传感器的影响,同时保护了光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆,为光纤布里渊传感器提供温度补偿,减少了外部应力和温度变化对两种光缆以及光纤布里渊传感器的影响。因此,所述系统可以在海洋环境下进行监测作业。另外,所述传感系统包括光纤光栅传感器、光纤布里渊传感器和光纤光栅温度补偿传感器,可以实时监测海洋油气井套管的周向应力、轴向应力和温度,实现了同时实时监测三种参数的功能,所述三种参数可以更全面地反映出海洋油气井套管的工作状况。另外,利用所述固定保护组件可以减少外部环境对所述传感系统测量精度的影响,提高监测得到的数据的准确性,从而更准确地反映出海洋油气井管套的损坏情况。利用本申请实施例所提供的一种实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,可以基于所述系统进行对海洋油气井套管外的应力和温度的实时监测,提高监测得到的海洋油气井套管数据的准确性,更准确地反映出海洋油气井套管的损坏情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例中提供的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统的模块结构示意图;
图2是本申请一个实施例中提供的传感系统的装置结构示意图;
图3是本申请一个实施例中提供的传感系统的剖面图;
图4是本申请一个实施例中提供的光纤布里渊光缆封装组件的结构剖面图;
图5是本申请一个实施例中提供的水下管缆传输系统和平台监测工作站的装置结构示意图;
图6是本申请一个实施例中提供的一种实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法的方法流程示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种海洋油气井套管数据的实时监测系统及方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
图1是本申请所述一种海洋油气井套管数据的实时监测系统一种实施例的装置结构示意图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的装置结构或方法操作步骤,但基于常规或者无需创造性的劳动在所述系统或方法中可以包括更多或者更少的模块单元或操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中,这些装置的模块结构或步骤的执行顺序不限于本申请实施例或附图所示的模块结构或执行顺序。所述的方法或模块结构在实际中的装置或终端产品应用时,可以按照实施例或者附图所示的模块结构或方法进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境、甚至包括分布式处理的实施环境)。
具体的如图1所述,本申请一种实施例中提供的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统可以包括:
传感系统101,可以用于实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据,所述传感系统分布固定于所述海洋油气井套管外表面,所述应力数据包括轴向应力数据和周向应力数据。
所述温度数据可以包括反映温度高低的数据,也可以包括反映温度变化情况的数据。
所述传感系统分布固定于所述海洋油气井套管外表面,所述固定方式不必限定。
所述轴向应力数据可以包括反映沿套管轴向方向上的应力大小的数据,也可以包括反映沿套管轴向方向上的应力大小变化的数据。
所述周向应力的定义是环绕着筒体方向的圆周切线方向上的力,所述周向应力数据可以包括反映套管外周向应力大小和反映套管外周向应力大小变化的数据。
水下管缆传输系统102,可以用于传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据,所述水下管缆传输系统与所述传感系统相连接。
所述水下管缆,是一种水下信号传输的关键载体,具有较好的可靠性和稳定性,适用于海洋作业环境。
所述水下管缆传输系统与传感系统和平台监测工作站相连接,可以将传感系统测量得到的应力数据和温度数据传输至所述平台监测工作站。
固定保护组件103,可以用于固定和保护所述传感系统。
所述固定和保护的目的是保证所述传感系统在海洋环境下的正常工作。避免外界环境的变化对传感系统的物理破坏和测量精和可靠性的影响。
利用上述实施例提供的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统的实施方式,可以在海洋环境下,实时监测海洋油气井套管外的周向应力、轴向应力和温度,可以实现同时实时监测所述三种参数。
在本申请另一个实施例中,所述传感系统的装置结构示意图如图2所示,所述传感系统的结构剖面图如图3所示,所述海洋油气井套管1位于所述海洋油气井的井壁11内,具体的,所述传感系统可以包括:
光纤布里渊传感器8,图3中用实心点表示,可以用于实时测量得到所述海洋油气井套管外的轴向应力数据,所述光纤布里渊传感器可以沿轴向排列固定于所述海洋油气井套管1外表面。
如图2所示,优选实施例中,所述光纤布里渊传感器被固定于所述海洋油气井套管1的套管接箍2处的定位槽7中,这是由于套管接箍处最容易因为轴向应力而产生损坏。其中,所述定位槽7可以起到固定和保护所述光纤布里渊传感器的双重作用。
光纤光栅传感器5,可以用于实时测量得到所述海洋油气井套管1外的周向应力数据。
所述光纤光栅传感器可以沿周向排列固定于所述海洋油气井套管1外表面。如图3中所示,空心点表示光纤光栅传感器,本申请一个实施例中沿周向可以分布有4个光纤光栅传感器5。当然,具体实施过程中,所述光纤光栅传感器的个数不必限定,目的是能够反映所述套管周向上各个位置的周向应力,实施人员在实施过程中,可以根据实际需要和实际情形确定沿周向分布的光纤光栅传感器的个数。
另外,所述沿套管周向分布的各光纤光栅传感器之间的距离也不必限定,可以是等间距分布,也可以是不等间距分布。
光纤光栅温度补偿传感器4,可以用于实时测量得到所述海洋油气井套管1外的温度数据,还可以用于为所述光纤布里渊传感器和光纤光栅传感器提供温度补偿。
所述光纤光栅温度补偿传感器与所述光纤光栅传感器分布于海洋油气井套管1的同一个圆周上,如图2和图3所示。
光纤光栅光缆10,可以用于连接所述光纤光栅传感器,还可以用于传输所述周向应力数据和所述温度数据。
如图2所示,所述光纤光栅光缆10与所述海洋油气井套管1的轴线相平行地贴附在所述海洋油气井套管1的外表面。
光纤布里渊光缆9,可以用于连接所述光纤布里渊传感器,还可以用于传输所述轴向应力数据。
如图2所示,所述光纤布里渊光缆9与所述海洋油气井套管1的轴线相平行地贴附在所述海洋油气井套管1的外表面。
利用上述实施例提供的一种传感系统的实施方式,可以实时测量所述海洋油气井套管外的轴向应力、周向应力和温度。
在本申请另一个实施例中,所述固定保护组件在图2和图3中可见,所述固定保护组件可以包括:
光缆保护罩3,可以用于保护光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆,所述光缆保护罩位于所述海洋油气井套管的接箍位置。
环氧树脂玻璃纤维保护层6,可以用于保护光栅光纤传感器。
光纤布里渊光缆封装组件,可以用于去除应力对光纤布里渊光缆的影响,还可以用于为光纤布里渊传感器提供温度补偿。
本申请另一个实施例中,所述光纤布里渊光缆封装组件的结构剖面图如图4所示,具体的,所述光纤布里渊光缆封装组件可以包括:
温度补偿用光纤布里渊光缆9-1,可以用于为光栅布里渊传感器提供温度补偿。
充油束管9-5,可以用于包裹光纤布里渊光缆中的光纤。
光纤布里渊光缆保护层,可以包括胶层9-4、PE-护套9-2、纤维增强树脂加强件9-3和阻水绳9-6。所述光纤布里渊光缆保护层可以用于保护光纤布里渊光缆。
利用上述各实施例提供的固定保护组件的实施方式,可以有效保护所述传感系统,保护所述传感系统不受损坏的同时,保证所述传感系统的测量精度不受外界环境影响。可以有效保证所述传感系统在海洋环境下正常工作。
在本申请另一个实施例中,所述水下管缆传输系统的装置结构如图5所示,具体的,可以包括:
调制解调装置14,可以用于从光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆传输的光信号中读取出应力数据和温度数据。
水下采油树13,可以用于将所述光纤光栅光缆和所述光纤布里渊光缆中的光信号传输至所述调制解调装置。
所述水下采油树13位于所述海洋油气井的井口12处。
水下管缆终端17,可以用于获取调制解调装置读取出的应力数据和温度数据。
传输管缆18,可以用于传输所述水下管缆终端获取的应力数据和温度数据。
利用上述实施例提供的水下管缆传输系统的实施方式,可以在海洋作业环境中,正常传输所述测量得到的应力数据和温度数据。
在本申请又一个实施例中,所述一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,还可以包括:
平台监测工作站,可以用于获取所述水下管缆传输系统传输的应力数据和温度数据,还用于输出所述应力数据和温度数据。
本申请另一个实施例中,所述平台监测工作站的装置结构示意图如图5所示,所述平台监测工作站位于井架22上,具体的,可以包括:
主控制站23,可以用于为所述水下管缆传输系统提供电力供应。
工作站24,可以用于获取传输管缆传输来的应力数据和温度数据,并根据所述应力数据和温度数据,实时反映套管的状态。
海上平台20,可以用于放置和固定所述主控制站和工作站。
锚泊系统19,可以用于固定所述海上平台。
利用上述实施例提供的平台监测工作站的实施方式,可以获取传输管缆传输来的应力数据和温度数据,并可以根据所述应力数据和温度数据,实时反映套管的状态。
利用上述各实施例提供的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统的实施方式,可以利用固定保护组件对用于实时测量应力和温度的传感系统进行保护。利用光缆保护罩、环氧树脂玻璃纤维保护层、光纤布里渊光缆封装组件等去除了应力对光纤光栅传感器和光纤布里渊传感器的影响,同时保护了光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆,为光纤布里渊传感器提供温度补偿,减少了外部应力和温度变化对两种光缆以及光纤布里渊传感器的影响。因此,所述系统可以在海洋环境下进行监测作业。另外,所述传感系统包括光纤光栅传感器、光纤布里渊传感器和光纤光栅温度补偿传感器,可以实时监测周向应力、轴向应力和温度,实现了同时实时监测三种参数的功能。
基于本申请所述的实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的系统,本申请提供实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,所述方法可以利用所述系统,实时监测海洋油气井套管外的应力和温度。图6是本申请一个实施例中提供的实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法的方法流程示意图。具体的,如图6所示,所述方法可以包括:
S1:利用传感系统,实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据。
S2:利用水下管缆传输系统,传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据。
S3:利用平台监测工作站,获取所述水下管缆传输系统传输来的所述应力数据和所述温度数据,并根据所述应力数据和温度数据,实时反映套管的状态。
利用本申请上述实施例提供的一种实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,可以基于所述系统进行对海洋油气井套管外的应力和温度的实时监测。
在本申请另一个实施例中,所述利用传感系统,实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据的方式,可以包括:
利用光纤布里渊传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的轴向应力数据,所述光纤布里渊传感器沿轴向排列固定于所述海洋油气井套管外表面。
利用光纤光栅传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的周向应力数据,所述光纤光栅传感器沿周向排列固定于所述海洋油气井套管外表面。
利用光纤光栅温度补偿传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的温度数据。
利用光纤光栅光缆,连接所述光纤光栅传感器,并传输所述周向应力数据和所述温度数据。
利用光纤布里渊光缆,连接所述光纤布里渊传感器,并传输所述轴向应力数据。
在本申请又一个实施例中,所述利用水下管缆传输系统,传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据的方式,可以包括:
利用水下采油树,将光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆中的光信号传输至所述调制解调装置。
利用所述调制解调装置,从所述光纤光栅光缆和所述光纤布里渊光缆传输的光信号中读取出应力数据和温度数据。
利用水下管缆终端,获取所述调制解调装置读取出的应力数据和温度数据。
利用传输管缆,将所述应力数据和温度数据传输至所述平台监测工作站。
利用上述各实施例提供的实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,可以有效利用所述系统,实时监测海洋油气井套管的周向应力、轴向应力和温度。
虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的系统、装置或模块等,具体可以由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便,描述以上系统时以功能分为各种装置或各种模块分别描述。当然,在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现,也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,移动终端,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述,各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本申请,本领域普通技术人员知道,本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
Claims (10)
1.一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,其特征在于,所述系统包括:
传感系统,用于实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据,所述传感系统固定于所述海洋油气井套管外表面,所述应力数据包括轴向应力数据和周向应力数据;
水下管缆传输系统,用于传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据,所述水下管缆传输系统与所述传感系统相连接;
固定保护组件,用于固定和保护所述传感系统,避免外界环境对所述传感系统的损坏,减少外界环境对所述传感系统的测量精度的影响。
2.如权利要求1所述的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,其特征在于,所述传感系统包括:
光纤布里渊传感器,用于实时测量得到所述海洋油气井套管外的轴向应力数据,所述光纤布里渊传感器沿轴向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
光纤光栅传感器,用于实时测量得到所述海洋油气井套管外的周向应力数据,所述光纤光栅传感器沿周向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
光纤光栅温度补偿传感器,用于实时测量得到所述海洋油气井套管外的温度数据,还用于为所述光纤布里渊传感器和光纤光栅传感器提供温度补偿;
光纤光栅光缆,用于连接所述光纤光栅传感器,还用于传输所述周向应力数据和所述温度数据;
光纤布里渊光缆,用于连接所述光纤布里渊传感器,还用于传输所述轴向应力数据。
3.如权利要求1所述的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,其特征在于,所述固定保护组件包括:
光缆保护罩,用于保护光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆,所述光缆保护罩位于所述海洋油气井套管的接箍位置;
环氧树脂玻璃纤维保护层,用于保护光栅光纤传感器;
光纤布里渊光缆封装组件,用于去除应力对光纤布里渊光缆的影响,还用于为光纤布里渊传感器提供温度补偿。
4.如权利要求3所述的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,其特征在于,所述光纤布里渊光缆封装组件包括:
温度补偿用光纤布里渊光缆,用于为光栅布里渊传感器提供温度补偿;
充油束管,用于包裹光纤布里渊光缆中的光纤;
光纤布里渊光缆保护层,用于保护光纤布里渊光缆。
5.如权利要求1所述的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,其特征在于,所述水下管缆传输系统包括:
调制解调装置,用于从光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆传输的光信号中读取出应力数据和温度数据;
水下采油树,用于将所述光纤光栅光缆和所述光纤布里渊光缆中的光信号传输至所述调制解调装置;
水下管缆终端,用于获取调制解调装置读取出的应力数据和温度数据;
传输管缆,用于传输所述水下管缆终端获取的应力数据和温度数据。
6.如权利要求1所述的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,其特征在于,所述系统还包括:
平台监测工作站,用于获取所述水下管缆传输系统传输的应力数据和温度数据,还用于输出所述应力数据和温度数据。
7.如权利要求6所述的一种海洋油气井套管数据的实时监测系统,其特征在于,所述平台监测工作站包括:
主控制站,用于为所述水下管缆传输系统提供电力供应;
工作站,用于获取传输管缆传输来的应力数据和温度数据,并根据所述应力数据和温度数据,实时反映套管的状态;
海上平台,用于放置和固定所述主控制站和工作站;
锚泊系统,用于固定所述海上平台。
8.一种实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,其特征在于,所述方法包括:
利用传感系统,实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据;
利用水下管缆传输系统,传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据;
利用平台监测工作站,获取所述水下管缆传输系统传输来的所述应力数据和所述温度数据,并根据所述应力数据和温度数据,实时反映套管的状态。
9.如权利要求8所述的一种实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,其特征在于,所述利用传感系统,实时测量得到海洋油气井套管外的应力数据和温度数据的方式,包括:
利用光纤布里渊传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的轴向应力数据,所述光纤布里渊传感器沿轴向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
利用光纤光栅传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的周向应力数据,所述光纤光栅传感器沿周向排列固定于所述海洋油气井套管外表面;
利用光纤光栅温度补偿传感器,实时测量得到所述海洋油气井套管外的温度数据;
利用光纤光栅光缆,连接所述光纤光栅传感器,并传输所述周向应力数据和所述温度数据;
利用光纤布里渊光缆,连接所述光纤布里渊传感器,并传输所述轴向应力数据。
10.如权利要求8所述的一种实时监测海洋油气井套管外的应力和温度的方法,其特征在于,所述利用水下管缆传输系统,传输所述传感系统实时测量得到的所述应力数据和所述温度数据的方式,包括:
利用水下采油树,将光纤光栅光缆和光纤布里渊光缆中的光信号传输至所述调制解调装置;
利用所述调制解调装置,从所述光纤光栅光缆和所述光纤布里渊光缆传输的光信号中读取出应力数据和温度数据;
利用水下管缆终端,获取所述调制解调装置读取出的应力数据和温度数据;
利用传输管缆,将所述应力数据和温度数据传输至所述平台监测工作站。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107643136A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-30 | 北京化工大学 | 一种使用光纤传感对海管安全状况的监测方法 |
CN108501400A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 浙江和泰电器有限公司 | 锥形除尘套管及其制备方法 |
CN108645445A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-12 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种用于海底管柱的光纤分布式监测系统 |
CN109267991A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-25 | 北京大德广源石油技术服务有限公司 | 油气井产出及注入监测系统 |
CN109283359A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-29 | 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 | 一种水下装备环境流速数据探测装置 |
CN113340351A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 中天科技海缆股份有限公司 | 监测装置和方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030094281A1 (en) * | 2000-06-29 | 2003-05-22 | Tubel Paulo S. | Method and system for monitoring smart structures utilizing distributed optical sensors |
CN101397904A (zh) * | 2008-11-05 | 2009-04-01 | 大庆油田有限责任公司 | 一种应用光纤传感器监测井下套管受力的方法 |
CN101787882A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-07-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于布里渊散射光时域反射分布式光纤传感系统及利用该系统的井下温度监测方法 |
CN101852659A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-10-06 | 上海应用技术学院 | 基于光纤光栅传感器网络的石油井架应力数据采集系统 |
CN104121946A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于光纤传感技术的智能套管监测系统 |
CN105300554A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-02-03 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于分布式光纤传感的多功能海洋环境监测装置和方法 |
-
2016
- 2016-11-30 CN CN201611077604.1A patent/CN106768470A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030094281A1 (en) * | 2000-06-29 | 2003-05-22 | Tubel Paulo S. | Method and system for monitoring smart structures utilizing distributed optical sensors |
CN101397904A (zh) * | 2008-11-05 | 2009-04-01 | 大庆油田有限责任公司 | 一种应用光纤传感器监测井下套管受力的方法 |
CN101787882A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-07-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于布里渊散射光时域反射分布式光纤传感系统及利用该系统的井下温度监测方法 |
CN101852659A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-10-06 | 上海应用技术学院 | 基于光纤光栅传感器网络的石油井架应力数据采集系统 |
CN104121946A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于光纤传感技术的智能套管监测系统 |
CN105300554A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-02-03 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于分布式光纤传感的多功能海洋环境监测装置和方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107643136A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-30 | 北京化工大学 | 一种使用光纤传感对海管安全状况的监测方法 |
CN108501400A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 浙江和泰电器有限公司 | 锥形除尘套管及其制备方法 |
CN108501400B (zh) * | 2018-03-30 | 2023-09-12 | 浙江和泰新材料股份有限公司 | 锥形除尘套管及其制备方法 |
CN108645445A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-12 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种用于海底管柱的光纤分布式监测系统 |
CN108645445B (zh) * | 2018-05-18 | 2020-07-07 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种用于海底管柱的光纤分布式监测系统 |
CN109267991A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-25 | 北京大德广源石油技术服务有限公司 | 油气井产出及注入监测系统 |
CN109283359A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-29 | 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 | 一种水下装备环境流速数据探测装置 |
CN113340351A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 中天科技海缆股份有限公司 | 监测装置和方法 |
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