CN106948804B - 一种连续油管光缆测井装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光缆测井装置，尤其涉及一种连续油管光缆测井装置，包括连续油管光缆总成、测井仪器、以及数据采集处理系统，测井仪器包括光缆接头总成、测井仪器载体、以及传感器总成，测井仪器载体的一端通过光缆接头总成与连续油管光缆总成连接；测井仪器载体为包括上通道和下通道的双通道承压管，上通道为传感器布置通道，下通道为高压液体流道；传感器总成设置在传感器布置通道内。本发明的连续油管光缆测井装置，传感器布置通道与高压液体流道并行设置，实现了在任何操作环节中均不需要压井液环节，并实现了井下多项参数的实时监测以及井下测量信号由井下向地面的快速传输。

Description

一种连续油管光缆测井装置

技术领域

本发明涉及一种光缆测井装置，尤其涉及一种连续油管光缆测井装置。

背景技术

传统电缆测井服务是用电缆连接井下仪器，利用仪器重力和电缆的拖拉下井和出井，当遇到非竖直井时电缆测井就会变得很困难。连续油管技术是用低碳合金钢管(一般内含电缆)来连接仪器，油管外径一般在25毫米和150毫米之间，有很好的刚度和挠性。连续油管技术利用油管本身刚性可以在任何倾斜角度井下甚至水平井下测量和作业，作业结束时又可以利用油管的挠性来回收到地面完成作业。

传统电缆非光滑表面，控制井压需在井上平台上搭建复杂的上百米高的油脂循环系统，这导致电缆测井平台高且占地大，其测井结构需在井口上逐级搭建，作业流程复杂，时间成本高，而且对油气井进行修井、压井作业时，为了防止井喷，需额外向井内泵入压井液，其密度需根据油藏压力和深度来选择。

相比之下连续油管设备所占空间小且结构比较简单，主要包括连续油管车，注入头，连续油管及末端连接的井下仪器。目前国内连续油管在油田的应用大致可以分为测井、修井、完井、增产等。这类连续油管测井技术只是将现有的电缆测井仪做结构修改后挂接到连续油管上且内接电缆，电缆测井仪易晃动，密封较难，高压液体容易渗入测井仪器的内部，影响测井仪器的正常使用，另外，电缆输送数据较慢，不能实时监控井下情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在测井、修井、完井、增产的任何操作环节中均不需要压井液环节，并实现井下多项参数实时监测以及井下测量信号由井下向井上快速传输的连续油管光缆测井装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种连续油管光缆测井装置，包括连续油管光缆总成、测井仪器、以及数据采集处理系统，测井仪器设置在连续油管光缆总成的一端，测井仪器包括光缆接头总成、测井仪器载体、以及传感器总成，其中：测井仪器载体的一端通过光缆接头总成与连续油管光缆总成连接；测井仪器载体为包括上通道和下通道的双通道承压管，上通道为传感器布置通道，下通道为高压液体流道；传感器总成设置在传感器布置通道内，并通过连续油管光缆总成中的光缆与数据采集处理系统电连接。

进一步的，传感器总成包括：用于测量井下温度和压力的温压传感器总成；用于测量井深的磁定位传感器总成；用于将温压传感器总成和磁定位传感器总成的测量信号转换为光信号并传输至数据采集处理系统的信号转换总成；用于向温压传感器总成、磁定位传感器总成、以及信号转换总成提供电能的电池总成；信号转换总成、温压传感器总成、电池总成、以及磁定位传感器总成在传感器布置通道内依次布置。

进一步的，温压传感器总成包括用于测量测井仪器外部井下液体环境的温度和压力的第一温压传感器总成，以及用于测量测井仪器内部的高压液体的温度和压力的第二温压传感器总成。

进一步的，磁定位传感器总成包括一个线圈和两个永磁铁。

进一步的，连续油管光缆总成内设置有用于测量连续油管光缆总成内高压液体的参数的分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器，分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器的测量信号由连续油管光缆总成中的光缆传输至数据采集处理系统。

进一步的，光缆为耐高温光缆。

进一步的，测井仪器还包括下接头，下接头连接在测井仪器载体的另一端，用于连接连续油管井下工具。

进一步的，光缆接头总成包括用于布置光缆的光缆通道以及用于高压液体流过的高压液体通道，高压液体通道与测井仪器载体的高压液体流道平滑过渡连通。

进一步的，光缆通道内布置有用于密封光缆外层的第一光缆密封装置、用于固定光缆外层的光缆固定装置、以及用于密封光缆内层的第二光缆密封装置；光缆依次穿过第一光缆密封装置以及光缆固定装置后，剥掉外层穿过第二光缆密封装置。

进一步的，高压液体通道内设置有用于控制高压液体流动方向的单向阀。

本发明的连续油管光缆测井装置，具有以下有益效果：

1、本发明的连续油管光缆测井装置的测井仪器包括光缆接头总成、测井仪器载体、以及传感器总成，测井仪器载体为双通道承压管，实现了传感器布置通道与高压液体流道的并行设置，实现了作业开始及结束时均无需压井；传感器总成设置在传感器布置通道内，实现了井下多项数据的实时监测；传感器总成的测量信号通过连续油管光缆总成中的光缆与数据采集处理系统电连接，实现了井下测量信号由井下向井上的快速传输。

2光缆接头总成的设置实现了测井仪器与连续油管光缆总成之间的固定连接，在连续油管工作过程中，测井仪器固定牢靠，不易晃动，保证了传感器总成各部件的正常工作。

3、分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器的设置实现了连续油管光缆总成内不同位置的高压液体参数的实时监测，并且分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器的测量信号由信号转换总成转换为光信号后传输至数据采集处理系统进行分析处理并生成相应的分析图表。

4、光缆接头总成内第一光缆密封装置、光缆固定装置、以及第二光缆密封装置的依次设置，实现了光缆的有效密封与固定。

5、高压液体通道与测井仪器载体的高压液体流道平滑过渡连通，减小了高压液体流动的沿途阻力。

6、高压液体通道内设置有用于控制高压液体流动方向的单向阀，可有效避免高压液体沿高压液体通道倒流入连续油管。

附图说明

为了更清楚的说明本发明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的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1为本发明连续油管光缆测井装置的总体结构示意图；

图2为本发明连续油管光缆测井装置的测井仪器的左段结构示意图；

图3为本发明连续油管光缆测井装置的测井仪器的右段结构示意图；

图4为本发明连续油管光缆测井装置的光缆接头总成的结构示意图；

图5为图4中A-A截面的结构示意图；

图6为图5A-A截面中B部分的局部结构放大示意图；

图中：1-连续油管卷筒、2-连续油管光缆总成、3-测井仪器、31-光缆接头总成、311-高压液体通道、312-第一光缆密封装置、3121-光缆密封套、3122-第一橡胶套、3123-母锥套、313-光缆固定装置、3131-C型套、3132-锁紧螺纹套、3133-锁紧螺钉、314-第二光缆密封装置、3141-第二橡胶套、3142-固定螺栓、315-单向阀体、316-单向阀、32-测井仪器载体、321-高压液体流道、33-传感器总成、331-温压传感器总成、332-磁定位传感器总成、333-电池总成、334-信号转换总成、4-连续油管工程车、5-数据采集处理系统、6-光缆、7-下接头

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1、图2、图3所示，本发明实施例的一种连续油管光缆测井装置包括连续油管光缆总成2、测井仪器3、以及数据采集处理系统5，测井仪器3设置在连续油管光缆总成2的一端，其中：测井仪器3包括光缆接头总成31、测井仪器载体32、以及传感器总成33，其中：测井仪器载体32的一端通过光缆接头总成31与连续油管光缆总成2连接；测井仪器载体32为包括上通道和下通道的双通道承压管，上通道为传感器布置通道，下通道为高压液体流道321；传感器总成33设置在传感器布置通道内，并通过连续油管光缆总成2中的光缆6与数据采集处理系统5电连接。

具体的，连续油管光缆总成2的上端井上部分缠绕在连续油管卷筒1上，下端延伸入井下，连续油管光缆总成2中设置有用于光信号传输的光缆6；连续油管光缆总成2的下端末连接测井仪器3，测井仪器3由图中左向右依次包括光缆接头总成31、测井仪器载体32，以及布置在测井仪器载体32的传感器布置通道内的传感器总成33，传感器总成33用于井下各种参数的测量，如测井仪器3内外环境的压力、测井仪器内外环境的温度、井深等；测井仪器载体32的高压液体流道321实现了在测井、修井、完井、增产等的任何操作环节中均不需要压井液环节，避免了井下污染，优选的，测井仪器载体32由高强度防腐合金制成；光缆接头总成31与连续油管光缆总成2之间的连接方式本发明不做具体限定，均属于本发明的保护范围，优选的通过连接件螺纹旋紧连接；传感器总成33通过连续油管光缆总成2中的光缆6将测量信号实时传输至井上设置的数据采集处理系统5，数据采集处理系统5进行分析、统计后，生成相应的分析图表；实际使用时，数据采集处理系统5以及连续油管卷筒1可以均设置在井口附近的连续油管工程车4上。

本发明的连续油管光缆测井装置可以实时监控井下情况，一次入井即可评价现场的储层改造效果，并实时诊断改造措施。在该发明的连续油管光缆测井装置的帮助下，作业人员可以评估各个井段的流量贡献率，评价储层改造过程中各层段的波及情况，从而决定是否需要进一步调整增产方案以优化最终的增产效果。并且，本发明的连续油管光缆测井装置的测井仪器载体32的传感器布置通道与高压液体流道321并行设置，实现了连续油管光缆测井装置具有一个由井上到测井仪器3最下端的连续高压液体流道321，高压液体流道321连通的连续油管连接有可调节压力和流体种类的地面泵压系统，作业开始及结束时均无需压井，效率高且无压井液对井下的污染；连续油管外表面光滑可动态封严，无需油脂循环系统即可平衡压差。

进一步的，如图2、图3所示，传感器总成33包括用于测量井下温度和压力的温压传感器总成331；用于测量井深的磁定位传感器总成332；用于将温压传感器总成331和磁定位传感器总成332的测量信号转换为光信号并传输至数据采集处理系统的信号转换总成334；用于向温压传感器总成331、磁定位传感器总成332、以及信号转换总成334提供电能的电池总成333；信号转换总成334、温压传感器总成331、电池总成333、以及磁定位传感器总成332在传感器布置通道内依次布置。

具体的，温压传感器总成331即可测量温度参数又可测量压力参数，传感器总成33还可选择单独的温度传感器总成与压力传感器总成对井下温度和压力参数分别测量；温压传感器总成331以及磁定位传感器总成332所选用的传感器的具体规格本发明不做具体限定，均属于本发明的保护范围；温压传感器总成331以及磁定位传感器总成332的测量信号为电信号，经过信号转换总成334将电信号转换为光信号以后通过光缆6传输至井上，通过井上的光电转换总成将光信号还原成电信号后进入数据采集处理系统5，数据采集处理系统5进行分析统计等，并生成相应的分析图表；电池总成333为温压传感器总成331、磁定位传感器总成332、以及信号转换总成334供电，保证温压传感器总成331、磁定位传感器总成332、以及信号转换总成334能够正常的进行工作，在实际使用中优先选择大容量的可充电锂电池，可在电量使用完后进行充电再次重复使用，本发明对电池总成333的电容量以及额定电压等参数均不做限定，其规格视使用环境而定；信号转换总成334、温压传感器总成331、电池总成333、以及磁定位传感器总成332在传感器布置通道内的布置方式本发明不做具体限定，均属于本发明的保护范围。

优选的，温压传感器总成331包括用于测量测井仪器3外部井下液体环境的温度和压力的第一温压传感器总成，以及用于测量测井仪器3内部的高压液体的温度和压力的第二温压传感器总成，从而实现了测井仪器3内部与外部环境温度和压力的分别测量。

进一步的，磁定位传感器总成332包括一个线圈和两个永磁铁，在修井过程中，在井内放置与井径尺寸相匹配的金属套管，并对金属套管进行接箍定位后建成完井，完井内部的每两个金属套管的接箍处套管厚度大于其他位置的金属套管的厚度。测井仪器3在井内移动时，当磁定位传感器总成332经过接箍处时，会因为金属套管厚度变化对磁铁周围磁场的改变而使穿过线圈的磁通量发生变化而产生感应电动势，记录感应电流的大小得到一组感应电流变化的曲线，进而对数据进行分析可得出井深数据。

进一步的，连续油管光缆总成2内设置有用于测量连续油管光缆总成内高压液体的参数(如温度、压力、冲击力或者加速度等)的分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器，分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器的测量信号由连续油管光缆总成2中的光缆6传输至井上，经光电转换总成转换成电信号后进入数据采集处理系统5，数据采集处理系统5进行分析统计等，并生成相应的分析图表，从而实现了连续油管光缆总成2内不同位置的高压液体参数的实时监测。优选的，采用连续油管光缆总成2中的光纤用做分布式应变传感器、分布式温度传感器、以及分布式振动传感器。

优选的，光缆6为耐高温光缆。耐高温光缆可用于700度的高温条件下，具有良好的机械性能、传输性能和环境性能；内层不锈钢无缝管保护，并在裸光纤与无缝管之间填充阻水油膏，以保证光纤在不锈钢管内的余长；外层双层钢丝绞合，具有极高的抗拉，抗压强度；高强度绞合保证耐高温光缆在受到外部扭力时仍保持绞合状态，耐高温光缆可以抵抗各种恶劣条件，保证信号正常传输；通过进行密封设计，可耐电化学腐蚀，阻水阻油。

进一步的，本发明的连续油管光缆测井装置所有实施例中的光缆也可以为电缆或者光电混合缆。

在本发明的连续油管光缆测井装置的一些实施例中，如图3所示，测井仪器3还包括下接头7，下接头7连接在测井仪器载体32的另一端，可用于进一步连接其他连续油管井下工具。

在本发明的连续油管光缆测井装置的一些实施例中，对光缆接头总成31的结构进行了单独设计，如图4所示，光缆接头总成31包括用于布置光缆6的光缆通道以及用于高压液体流过的高压液体通道311，高压液体通道311与测井仪器载体32的高压液体流道321平滑过渡连通，减小了高压液体流动的沿程阻力。

进一步的，如图4、图5、图6所示，光缆通道内布置有用于密封光缆6外层金属铠的第一光缆密封装置312、用于固定光缆6外层金属铠的光缆固定装置313、以及用于密封光缆6内层金属铠的第二光缆密封装置314；光缆6依次穿过第一光缆密封装置312以及光缆固定装置313后，剥掉外层金属铠后穿过第二光缆密封装置314。通过在光缆接头总成31的光缆通道内依次设置第一光缆密封装置312、光缆固定装置313、以及第二光缆密封装置314，实现了光缆的有效密封与固定。

本发明对第一光缆密封装置312、光缆固定装置313、以及第二光缆密封装置314的结构不做具体限定，均属于本发明的保护范围，优选的，第一光缆密封装置312包括依次套设在光缆6上的光缆密封套3121、第一橡胶套3122以及母锥套3123；光缆固定装置313包括依次套设在光缆6上的C型套3131、锁紧螺纹套3132，以及用于锁紧C型套3131的锁紧螺钉3133；第二光缆密封装置314包括依次套设在光缆6上的第二橡胶套3141以及固定螺栓3142。

进一步的，高压液体通道311内设置有用于控制高压液体流动方向的单向阀316。单向阀316通过单向阀体315设置在高压液体通道311内，优选的，单向阀体315与单向阀316沿高压液体通道311轴向方向前后设置两套，左侧一套作为备用，单向阀体315与单向阀316设置两套提升了连续油管的安全性能，能够更有效的防止高压液体倒流入连续油管。本发明对单向阀316的结构不做具体限定，均属于本发明的保护范围。

应该说明的是，本发明中的“上”“下”“左”“右”只是为了描述的方便，不应理解为对本发明具体内容的限制。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (7)

1.一种连续油管光缆测井装置，包括连续油管光缆总成、测井仪器、以及数据采集处理系统，所述测井仪器设置在所述连续油管光缆总成的一端，其特征在于：所述测井仪器包括光缆接头总成、测井仪器载体、以及传感器总成，其中：

所述测井仪器载体的一端通过所述光缆接头总成与所述连续油管光缆总成连接；

所述测井仪器载体为包括上通道和下通道的双通道承压管，所述上通道为传感器布置通道，所述下通道为高压液体流道；

所述传感器总成设置在所述传感器布置通道内，并通过所述连续油管光缆总成中的光缆与所述数据采集处理系统电连接；

其中，所述连续油管光缆总成内设置有用于测量连续油管光缆总成内高压液体的参数的分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器，所述分布式温度传感器、分布式振动传感器、以及分布式应变传感器的测量信号由连续油管光缆总成中的光缆传输至所述数据采集处理系统；

所述高压液体流道连通的连续油管连接有可调节压力和流体种类的地面泵压系统；

所述光缆接头总成包括用于布置光缆的光缆通道以及用于高压液体流过的高压液体通道，所述高压液体通道与所述测井仪器载体的高压液体流道平滑过渡连通；

所述光缆通道内布置有用于密封所述光缆外层的第一光缆密封装置、用于固定光缆外层的光缆固定装置、以及用于密封光缆内层的第二光缆密封装置；所述光缆依次穿过所述第一光缆密封装置以及所述光缆固定装置后，剥掉外层穿过所述第二光缆密封装置；

所述第一光缆密封装置包括依次套设在光缆上的光缆密封套、第一橡胶套以及母锥套；所述光缆固定装置包括依次套设在光缆上的C型套、锁紧螺纹套，以及用于锁紧C型套的锁紧螺钉；所述第二光缆密封装置包括依次套设在光缆上的第二橡胶套以及固定螺栓。

2.如权利要求1所述的连续油管光缆测井装置，其特征在于，所述传感器总成包括：

用于测量井下温度和压力的温压传感器总成；

用于测量井深的磁定位传感器总成；

用于将所述温压传感器总成和磁定位传感器总成的测量信号转换为光信号并传输至所述数据采集处理系统的信号转换总成；

用于向所述温压传感器总成、磁定位传感器总成、以及信号转换总成提供电能的电池总成；

所述信号转换总成、温压传感器总成、电池总成、以及磁定位传感器总成在所述传感器布置通道内依次布置。

3.如权利要求2所述的连续油管光缆测井装置，其特征在于，所述温压传感器总成包括用于测量测井仪器外部井下液体环境的温度和压力的第一温压传感器总成，以及用于测量测井仪器内部的高压液体的温度和压力的第二温压传感器总成。

4.如权利要求2所述的连续油管光缆测井装置，其特征在于，所述磁定位传感器总成包括一个线圈和两个永磁铁。

5.如权利要求1所述的连续油管光缆测井装置，其特征在于，所述光缆为耐高温光缆。

6.如权利要求1所述的连续油管光缆测井装置，其特征在于，所述测井仪器还包括下接头，所述下接头连接在所述测井仪器载体的另一端，用于连接连续油管井下工具。

7.如权利要求1所述的连续油管光缆测井装置，其特征在于，所述高压液体通道内设置有用于控制所述高压液体流动方向的单向阀。