CN107542450B - 一种用于天然气水合物开采的管路监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于天然气水合物开采的管路监控系统，包括设置在井筒内的水下测试树、七个温度压力传感器和测温光缆。有益效果在于：通过将低成本的传感器有针对性地设置井筒内的指定位置，再沿整个井筒深度布置一到多条的测温光缆，然后将各点传感器的温度和压力参数以及整个井筒的连续温度上报上位机。通过现有的分析计算即可准确了解在井下开采层处的出砂出水量及二次水合物的生成预警与判断，作业人员可以实时根据计算结果对井内进行化学抑制剂的注入，通过调整工作制度出砂预防及对出水量的准确调整。确保在整个生产过程中将生产负压控制在预定的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿藏开采的监控系统，尤其涉及一种用于天然气水合物开采的管路监控系统。
背景技术
天然气水合物又称“可燃冰”，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。由于其燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1,000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。中国、日本、加拿大等国已进行了可燃冰的试开采，均使用降压开采的方法。
降压开采法是一种通过降低压力促使天然气水合物分解的开采方法。降压途径为：当完井下入电潜泵、防砂筛管等开采管柱后，通过泵出与天然气水合物层连通管道内的流体降低天然气水合物层的压力，压力降低到一定程度后，天然气水合物就会分解为天然气和水，经过气水分离后，气液两相流入各自运送通道，最终流动至井口处理设备。
由于天然气水合物都埋藏得非常浅，开采管柱跨越的地层很多，其中不同深度的压力和温度变化都会影响着开采过程中出水出砂的比例。而出水出砂比例只要偏离了设定工作值的时候就大大影响到天然气的开采效率。因此时刻监控整个开采管柱的参数对生产非常重要，目前对此并没有有效的检测方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于天然气水合物开采的管路监控系统，其能解决开采生产的过程中状态不可控的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种用于天然气水合物开采的管路监控系统，其特征在于，包括水下测试树、第一温度压力传感器、第二温度压力传感器、第三温度压力传感器、第四温度压力传感器、第五温度压力传感器、第六温度压力传感器、第七温度压力传感器和测温光缆；所述的第一温度压力传感器、第二温度压力传感器、第三温度压力传感器、第四温度压力传感器、第五温度压力传感器、第六温度压力传感器、第七温度压力传感器和测温光缆用于检测设置点的温度和压力，各信号输出端分别连接上位机；所述的测温光缆用于检测井筒内的连续温度，信号输出端连接上位机；
所述的水下测试树与排气管连接，用于进行水下测试和灌入化学抑制剂；所述的第一温度压力传感器设置在水下测试树与排气管的接入口；所述的第二温度压力传感器设置在排气管处于排水管路环空的中段位置；所述的第三温度压力传感器设置于电潜泵的泵出口处；所述的第四温度压力传感器设置在电潜泵的吸入口处；所述的第五温度压力传感器设置在电潜泵的电机处；所述的第六温度压力传感器设置在电潜泵延伸进开采层的延伸段底端；所述的第七温度压力传感器(207)设置在排气管(110)管内，高度与第二温度压力传感器(202)对应；所述的测温光缆从井口依次沿着排气管、电潜泵向下延伸至延伸段底端。
优选的，在井口设置产量及井口数据收集装置、水样及气样分析传感器；所述产量及井口数据收集装置、水样及气样分析传感器的信号输出端连接上位机。
优选的，所述的测温光缆通过连接件与排气管、电潜泵外壳固定连接。
优选地，所述的连接件为防震连接件。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过将低成本的传感器有针对性地设置井筒内的指定位置，再沿整个井筒深度布置一到多条的测温光缆，然后将各点传感器的温度和压力参数以及整个井筒的连续温度上报上位机。通过现有的分析计算即可准确了解在井下开采层处的出砂出水量及二次水合物的生成预警与判断，作业人员可以实时根据计算结果对井内进行化学抑制剂的注入，通过调整工作制度出砂预防及对出水量的准确调整。确保在整个生产过程中将生产负压控制在预定的范围内。
附图说明
图1为本发明所述一种用于天然气水合物开采的管路监控系统的结构示意图。
图中：100-井筒、101-第一密封隔、102-第二密封隔、103-第三密封隔、110-排气管、111-水下测试树，120-排水管、130-电潜泵、131-电机、132-吸入口、133-泵出口、134-延伸段、201-第一温度压力传感器、202-第二温度压力传感器、203-第三温度压力传感器、204-第四温度压力传感器、205-第五温度压力传感器、206-第六温度压力传感器、207-第七温度压力传感器、210-测温光缆。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：本发明所述的管路监控系统应用于天然气水合物的开采管路中。所述的开采管路包括深入到地下开采层的井筒100。在井筒100中设置排气管110和排水管120分别用于将采出的气体和液体排出井口进行下一步处理。井筒100在开采泥层中的管段从上往下依次设有用于密封管段的第一密封隔101、第二密封隔102和第三密封隔103。所述的第一密封隔101与第二密封隔102之间，位于排气管110之外的空腔形成缓冲排水的环空，环空上部连接排水管120的下端。
电潜泵130设置在第二密封隔102与第三密封隔103之间的空腔中，排气管110从井口一直向下延伸穿过第一密封隔101与第二密封隔102后，连通第二密封隔102与第三密封隔103之间的空腔。电潜泵130的泵出口133通过水管和E型水力循环接头连通环空。电潜泵130的延伸段134穿过第三密封隔103延伸到开采泥层深处产生负压。在第一密封隔101上方设置水下测试树(SSTT，Subsea Test Tree)111连接排气管110。
在上述的开采管路中，有目的性地针对七个位置设置传感器用于采集各点的温度和压力信号，和设置一条到多条测温光缆210用于采集整个井筒的连续温度，并将信号分别传输到上位机进行监控管理。所述的七个传感器分别是第一温度压力传感器201、第二温度压力传感器202、第三温度压力传感器203、第四温度压力传感器204、第五温度压力传感器205、第六温度压力传感器206和第七温度压力传感器207。所述的第一温度压力传感器201设置在水下测试树111与排气管110的连接口处，所述的第二温度压力传感器202设置在排气管110位于环空的中部，所述的第三温度压力传感器203设置在电潜泵130的泵出口133处，所述的第四温度压力传感器204设置在电潜泵130的吸入口132处，所述的第五温度压力传感器205设置在电潜泵130的电机131处，所述的第六温度压力传感器206设置在电潜泵130延伸到第三密封隔103下方的延伸段134底端，所述的第七温度压力传感器207设置在与第二温度压力传感器202高度对应排的气管110管内。所述的测温光缆210从井口开始沿着排气管110向下延伸，再沿着电潜泵130的外壳一直延伸到延伸段134底端。
所述的测温光缆210为了防止信号干扰，通过防震连接件与排气管110和电潜泵130外壳连接。并且在井口设置产量及井口数据收集装置、水样及气样分析传感器；所述产量及井口数据收集装置、水样及气样分析传感器的信号输出端连接上位机。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于天然气水合物开采的管路监控系统，其特征在于，包括水下测试树(111)、第一温度压力传感器(201)、第二温度压力传感器(202)、第三温度压力传感器(203)、第四温度压力传感器(204)、第五温度压力传感器(205)、第六温度压力传感器(206)、第七温度压力传感器(207)和测温光缆(210)；所述的第一温度压力传感器(201)、第二温度压力传感器(202)、第三温度压力传感器(203)、第四温度压力传感器(204)、第五温度压力传感器(205)、第六温度压力传感器(206)、第七温度压力传感器(207)和测温光缆(210)用于检测设置点的温度和压力，各信号输出端分别连接上位机；所述的测温光缆(210)用于检测井筒(100)内的连续温度，信号输出端连接上位机；
所述的水下测试树(111)与排气管(110)连接，用于进行水下测试和灌入化学抑制剂；所述的第一温度压力传感器(201)设置在水下测试树(111)与排气管(110)的接入口；所述的第二温度压力传感器(202)设置在排气管(110)处于排水管路环空的中段位置；所述的第三温度压力传感器(203)设置于电潜泵(130)的泵出口(133)处；所述的第四温度压力传感器(204)设置在电潜泵(130)的吸入口(132)处；所述的第五温度压力传感器(205)设置在电潜泵(130)的电机(131)处；所述的第六温度压力传感器(206)设置在电潜泵(130)延伸进开采层的延伸段(134)底端；所述的第七温度压力传感器(207)设置在排气管(110)管内，高度与第二温度压力传感器(202)对应；所述的测温光缆(210)从井口依次沿着排气管(110)、电潜泵(130)向下延伸至延伸段(134)底端。
2.根据权利要求1所述的用于天然气水合物开采的管路监控系统，其特征在于，在井口设置产量及井口数据收集装置、水样及气样分析传感器；所述产量及井口数据收集装置、水样及气样分析传感器的信号输出端连接上位机。
3.根据权利要求1所述的用于天然气水合物开采的管路监控系统，其特征在于，所述的测温光缆(210)通过连接件与排气管(110)、电潜泵(130)外壳固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于天然气水合物开采的管路监控系统，其特征在于，所述的连接件为防震连接件。
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