CN109441434A - 光电混合井下多参数测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气井开采用的测量设备，特别涉及一种光电混合井下多参数测量系统。其包括设置在井外的地面信号解调主机，以及与地面信号解调主机连接的控制系统，还包括设置在油气井内部对油气井底流量、压力以及温度检测的光电传感器，光电传感器通过通讯线缆与地面信号解调主机连接，所述的光电传感器包括中空的壳体，壳体的内部有密封隔离端子分为前安装腔和后安装腔，所述的前安装腔的端部设有电子式传感器，前安装腔内设有实现电子式传感器与地面信号解调主机通讯的通讯电路，位于后安装腔内设有光检测模块，还包括对后前安装腔进行密封的密封组件，密封组件与通讯线缆连接。本发明设计了一种光电混合井下多参数的测量对井下设备的工况趋势进行分析，能够及时的作出预警判断，保证生产的正常进行，减少安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于油气井开采用的测量设备，特别涉及一种光电混合井下多参数测量系统。
背景技术
油气井的合层开采开始向精细化管理的方向发展，除了关注传统的井底流压和温度参数之外，也开始关注每一产油层(或产气层)的流量变化，即需要了解沿井筒剖面的各层的流量分布及变化，以便采取相应的增产措施。
现有技术中需要多个传感器才能对上述参数进行测量，造成了油气井内的线缆众多，后期维护过程难度较大。
发明内容
针对上述问题，本发明设计了一种光电混合井下多参数的测量系统，能够同时对井下的流压以及温度，并测量测量油气井井筒剖面的温度场分布以及声波场分布，通过上述参数的测量对井下设备的工况趋势进行分析，能够及时的作出预警判断，保证生产的正常进行，减少安全事故的发生。
实现本发明的技术方案如下
光电混合井下多参数测量系统，其包括设置在井外的地面信号解调主机，以及与地面信号解调主机连接的控制系统，其特征在于：还包括设置在油气井内部对油气井底流量、压力以及温度检测的光电传感器，光电传感器通过通讯线缆与地面信号解调主机连接，所述的光电传感器包括中空的壳体，壳体的内部有密封隔离端子分为前安装腔和后安装腔，所述的前安装腔的端部设有电子式传感器，前安装腔内设有实现电子式传感器与地面信号解调主机通讯的通讯电路，位于后安装腔内设有光检测模块，还包括对后前安装腔进行密封的密封组件，密封组件与通讯线缆连接。
所述的通讯电缆包括通讯线缆的壳体，位于壳体内部设有一根电缆、一根多模光纤以及一根单模光纤。
所述的壳体为不锈钢钢管。
所述的密封组件包括与后安装腔内壁固定连接的固定部，还包括与固定部螺纹连接的密封盖，所述的密封盖和固定部上设有供通讯电缆穿过的通孔。
在固定部的表面设有内凹的密封腔，通讯线缆上设有与密封腔配合的密封卡套。
还包括与控制系统以及地面信号解调主机连接的无线通讯模块。
还包括与地面信号解调主机以及控制系统连接的后台服务器。
所述的地面信号解调主机包括数据处理及解释软件模块，数据处理及解释软件模块用于对光电传感器的数据进行采集和处理，数据处理及解释软件模块连接有井下光电传感器通讯模块、光纤分布式声波传感收发模块以及光纤分布式温度传感收发模块，还包括用于显示图形化人机界面的显示模块，数据处理及解释软件模块还连接有实现与控制系统进行通讯的通讯接口模块。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明设计了一套集成的光电混合井下多参数仪表系统，通过井下光电传感器以及分布式光纤传感系统的集成，实现了对井底流压、温度、井筒剖面流量的实时监测，有效地解决了油气井精细化开采的需求。此外，当井下安装有电潜泵等设备时，位于井下设备附近的光电传感器和光纤能够监测设备周围的压力、温度以及振动的变化，综合分析设备的工况并预测其变化趋势，及时对设备可能出现的故障风险进行预警，保护设备，延长设备使用寿命，降低维护成本。
附图说明
图1为发明的构成示意图；
图2为电子式传感器的结构示意图；
图3位地面信号解调主机的构成示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，光电混合井下多参数测量系统，其包括设置在井外的地面信号解调主机1，以及与地面信号解调主机连接的控制系统2，其特征在于：还包括设置在油气井内部对油气井底流量、压力以及温度检测的光电传感器3，光电传感器3通过通讯线缆4与地面信号解调主机1连接，所述的光电传感器3包括中空的壳体30，壳体30的内部有密封隔离端子31分为前安装腔301和后安装腔302，所述的前安装腔301的端部设有电子式传感器32，前安装腔301内设有实现电子式传感器与地面信号解调主机通讯的通讯电路33，位于后安装腔302内设有光检测模块34，还包括对后前安装腔进行密封的密封组件35，密封组件35与通讯线缆4连接。
本发明通过对光电传感器进行了改进，实现了光电传感器能够对油气井井底的温度以及流压的检测，同时还可以对油气井井筒剖面的温度场分布和声波场分布进行测量，地面信号解调主机根据光电传感器反馈的信号，进行趋势预测和预警。
所述的通讯电缆4包括通讯线缆的壳体40，位于壳体40内部设有一根电缆401、一根多模光纤402以及一根单模光纤402，多模光纤以及单模光纤在附图中表面为光检测模块，故附图标记在附图中没有显示，所述的电缆用于电子式传感器连接，实现其信号的输出，多模光纤用于测量油气井井筒剖面的温度场分布，单模光纤用于检测油气井井筒剖面的声波场分布。
所述的壳体40为不锈钢钢管，采用金属壳体能够对内部的电缆以及光纤进行保护，减少外部的信号干扰，同时，不锈钢钢管具有较好的耐腐蚀能力，满足油气井使用环境的要求。
所述的密封组件35包括与后安装腔302内壁固定连接的固定部50，还包括与固定部螺纹连接的密封盖51，所述的密封盖51和固定部50上设有供通讯电缆穿过的通孔52，密封组件用于对后安装腔进行密封，保证壳体的密封性，继而使得光电传感器能够在油气井中具有较好的使用寿命。
在固定部50的表面设有内凹的密封腔501，通讯线缆4上设有与密封腔配合的密封卡套 401，所述的密封腔为锥台形的凹腔，密封卡套的形状与密封腔的形状吻合，密封卡套套设在通讯线缆的壳体上，两者之间具有较为可靠的密封，设置的密封腔与密封卡套提高密封组件与通讯线缆之间的密封性。
还包括与控制系统2以及地面信号解调主机1连接的无线通讯模块6，设置的无线通讯模块便于两者与更多的设备进行连接，也方便工作人员通过无线终端对油气井的实时数据进行观测，更加符合现场工作的使用要求。
还包括与地面信号解调主机以及控制系统连接的后台服务器7，设置的后台服务器用于对数据的存储以及分析模型的提供，减少现场设备的制造成本。
所述的地面信号解调主机1包括数据处理及解释软件模块10，数据处理及解释软件模块 10用于对光电传感器的数据进行采集和处理，数据处理及解释软件模块10连接有井下光电传感器通讯模块11、光纤分布式声波传感收发模块12以及光纤分布式温度传感收发模块13，还包括用于显示图形化人机界面的显示模块14，数据处理及解释软件模块10还连接有实现与控制系统进行通讯的通讯接口模块15。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明设计了一套集成的光电混合井下多参数仪表系统，通过井下光电传感器以及分布式光纤传感系统的集成，实现了对井底流压、温度、井筒剖面流量的实时监测，有效地解决了油气井精细化开采的需求。此外，当井下安装有电潜泵等设备时，位于井下设备附近的光电传感器和光纤能够监测设备周围的压力、温度以及振动的变化，综合分析设备的工况并预测其变化趋势，及时对设备可能出现的故障风险进行预警，保护设备，延长设备使用寿命，降低维护成本。
Claims (8)
1.光电混合井下多参数测量系统，其包括设置在井外的地面信号解调主机，以及与地面信号解调主机连接的控制系统，其特征在于：还包括设置在油气井内部对油气井底流量、压力以及温度检测的光电传感器，光电传感器通过通讯线缆与地面信号解调主机连接，所述的光电传感器包括中空的壳体，壳体的内部有密封隔离端子分为前安装腔和后安装腔，所述的前安装腔的端部设有电子式传感器，前安装腔内设有实现电子式传感器与地面信号解调主机通讯的通讯电路，位于后安装腔内设有光检测模块，还包括对后前安装腔进行密封的密封组件，密封组件与通讯线缆连接。
2.根据权利要求1所述的光电混合井下多参数测量系统，其特征在于：所述的通讯电缆包括通讯线缆的壳体，位于壳体内部设有一根电缆、一根多模光纤以及一根单模光纤。
3.根据权利要求2所述的光电混合井下多参数测量系统，其特征在于：所述的壳体为不锈钢钢管。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的光电混合井下多参数测量系统，其特征在于：所述的密封组件包括与后安装腔内壁固定连接的固定部，还包括与固定部螺纹连接的密封盖，所述的密封盖和固定部上设有供通讯电缆穿过的通孔。
5.根据权利要求4所述的光电混合井下多参数测量系统，其特征在于：在固定部的表面设有内凹的密封腔，通讯线缆上设有与密封腔配合的密封卡套。
6.根据权利要求1所述的光电混合井下多参数测量系统，其特征在于：还包括与控制系统以及地面信号解调主机连接的无线通讯模块。
7.根据权利要求1或者6所述的光电混合井下多参数测量系统，其特征在于：还包括与地面信号解调主机以及控制系统连接的后台服务器。
8.根据权利要求1所述的光电混合井下多参数测量系统，其特征在于：所述的地面信号解调主机包括数据处理及解释软件模块，数据处理及解释软件模块用于对光电传感器的数据进行采集和处理，数据处理及解释软件模块连接有井下光电传感器通讯模块、光纤分布式声波传感收发模块以及光纤分布式温度传感收发模块，还包括用于显示图形化人机界面的显示模块，数据处理及解释软件模块还连接有实现与控制系统进行通讯的通讯接口模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190308 |