CN109973083A - 一种电缆式电磁波测井仪器发射探头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电缆式电磁波测井仪器发射探头，其将电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计集成于密封空间，且该探测头易于更换，且利用单向开关实现压力计探测头的测试功能，可以保护电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计免受外界环境的损毁。

Description

一种电缆式电磁波测井仪器发射探头

技术领域

本发明涉及机电一体化开关井工具，具体为一种电缆式电磁波测井仪器发射探头以及电缆式电磁波测井仪器。

背景技术

机电一体化开关井工具利用封隔器将各个油层分隔开，在每一层段的管柱上带有一个电子开关。只需一趟管柱施工就可实现找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。同时在生产过程中，内置压力计可连续监测分层压力资料，直接解释出油井分层资料如分层压力、渗透率、污染系数等。

井下电子开关先前已经经历了两代产品。第一代的井下电子开关采用定时开关井技术，下井前先预置好各层位的开关井时间表，施工后按照预定顺序进行开井和关井操作。得到测量结果后，再进行相应的配产措施,周期较长，费用较高。第二代产品在定时开关井的基础之上增加了无线遥控功能，施工以后还能在不提出管柱的情况下在地面进行遥控，提高了使用范围。但是由于只能对井下设备进行单边通讯，无法实时的返回当前的压力数据和工作状态，导致可靠性不够。

目前第三代井下智能分层采油开关，即电缆式井下分层采油及在线监测系统，它将井下电子开关与产出测试集成在一起，通过电缆连接地面设备与井下仪器，实现双向通信，实现压力、当前层产量、含水等当前状态的直读，大大增加了系统实时性、稳定性和可靠性。通过地面控制器可以随时、随意改变井下仪器的工作状态，并得到实时的采集数据和工作状态。仪器测试得到地层压力和生产流压的变化，并能测试得到当前层流量和含水率变化，找到主产层和高含水层，从而对高含水层采取封堵等工艺，提高原油采收效率。在不动管柱的情况下随时根据情况变化任意选层生产，实现了油井任意选层开采和直接获取油井分层资料的目的，为油田开发提供真实准确的动态监测资料。

上述第三代电子开关不仅包括电磁探测器件，用于监测井下资料，而且包括压力计，用于探测管内的压力变化，而这些电子部件如果裸露于外部空间，极易产生损毁，不利于长期使用以及适应高强度高震动的作业。

发明内容

基于解决上述问题，本发明提供了一种电缆式电磁波测井仪器发射探头，包括管状密封壳体、电缆管体、电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计；所述电缆管体设置于所述密封壳体内，所述电缆管体与所述密封壳体均呈圆柱状且中心线重合，所述密封壳体具有一端面，所述电缆管体附接于所述端面；所述密封壳体与所述电缆管体之间围成密封腔，所述密封腔包括容纳所述电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计的第一腔体以及包括第一开口的第二腔体，其中，所述第一开口设置于所述端面上；所述第一腔体内具有伸缩结构，所述伸缩结构具有伸缩杆，所述伸缩杆可伸出所述第一开口或缩入所述第二腔体；并且，所述内置压力计的探测头露出于所述第二腔体。

根据本发明的实施例，在所述密封壳体的外侧靠近所述端面的位置设置有卡合部，所述卡合部用于将所述发射探头卡合于主管体。

根据本发明的实施例，在所述电缆管体内设置于用于传输探测信号和电源信号的电缆，所述端面上设置有向外突出的插头，所述插头与所述电缆电连接。

根据本发明的实施例，所述端面上设置有密封圈。

本发明还提供了一种电缆式电磁波测井仪器，其包括上述的电缆式电磁波测井仪器发射探头，其特征在于：还包括与所述发射探头卡接的主管体，所述主管体包括卡合凹口，所述卡合凹口内设置有插槽、卡合槽以及第二开口，所述插头与所述插槽对应，所述卡合部与所述卡合槽对应，所述第一开口与所述第二开口对应，所述第二开口处设有单向阀，所述单向阀通过所述伸缩结构进行开合。

根据本发明的实施例，所述主管体内设置有与所述电缆管体对接的对接电缆，以及保护所述对接电缆的保护层。

本发明的优点如下：将电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计集成于密封空间，且该探测头易于更换，且利用单向开关实现压力计探测头的测试功能，可以保护电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计免受外界环境的损毁。

附图说明

图1为本发明的电缆式电磁波测井仪器的示意图；

图2为本发明的电缆式电磁波测井仪器发射探头的示意图；

图3为本发明的电缆式电磁波测井仪器主管体的示意图；

图4为本发明的电缆式电磁波测井仪器的压力计测试时的示意图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种可以保护电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计免受外界环境的损毁的电缆式电磁波测井仪器以及发射探头，参见图1，所述测井仪器包括：发射探头1和主管体2，所述发射探头1包括管状密封壳体101、电缆管体102、电磁波发射器105、电磁波接收器106以及内置压力计107；所述电缆管体102设置于所述密封壳体101内，所述电缆管体102与所述密封壳体101均呈圆柱状且中心线重合，所述密封壳体101具有一端面，所述电缆管体102附接于所述端面；所述密封壳体101与所述电缆管体102之间围成密封腔，所述密封腔包括容纳所述电磁波发射器105、电磁波接收器106以及内置压力计107的第一腔体103以及包括第一开口的第二腔体104，其中，所述第一开口设置于所述端面上；所述第一腔体103内具有伸缩结构109，所述伸缩结构109具有伸缩杆110，所述伸缩杆可伸出所述第一开口或缩入所述第二腔体；并且，所述内置压力计的探测头108露出于所述第二腔体104。

参见图2，在所述密封壳体101的外侧靠近所述端面的位置设置有卡合部114，所述卡合部114用于将所述发射探头1卡合于主管体2。在所述电缆管体102内设置于用于传输探测信号和电源信号的电缆111，所述端面上设置有向外突出的插头116，所述插头116与所述电缆111电连接；所述端面上设置有密封圈115，该密封圈115用于卡合时的密封。

参见图1和3，所述主管体2与所述发射探头1卡接，所述主管体2包括卡合凹口，所述卡合凹口内设置有插槽210、卡合槽209以及第二开口，所述插头116与所述插槽210对应，所述卡合部114与所述卡合槽209对应，所述第一开口与所述第二开口对应，所述第二开口处设有单向阀，所述单向阀通过所述伸缩结构109进行开合。所述单向阀可以包括限制出所述第二开口的密封部207、密封球205、回位弹簧206以及限位部件204，所述回位弹簧206通过所述限位部件204固定，且另一端连接所述密封球205，所述密封球205密封所述密封部207以密封所述第二开口。所述主管体2内设置有与所述电缆管体102对接的对接电缆208，以及保护所述对接电缆208的保护层203。保护层203外为内部腔体202。

参见图1，电磁波发射器105发出信号112，所述电磁波接收器106接收反馈信号113进行外部的探测；在第二腔体104和内部腔体202未连通时，所述内部腔体202的压力为P1，而所述第二腔体104的压力为P2，参见图4，伸缩结构109的伸缩杆110伸长打开所述单向阀，使得第二腔体104和内部腔体202连通，此时，第二腔体104和内部腔体202的压力均为P1，探测头108探测的压力即为主管体2的压力。

本发明将智能微电子技术应用于生产管柱中，实现了油井任意选层开采和直接获取油井分层资料的目的，为油田开发提供真实准确的动态监测资料。具有以下优点:

①本仪器配合封隔器使用，可以长时间、精确、实时地得到井下产液层各种参数；

②本产品为双向通讯，一方面在中心监控室可以实时读取井下产液层的各种参数；另一方面在地面可以调节井下进液油嘴；

③同时测取多层产液参数；

④可分别测取地层压力和管内压力，实现自动验封功能；

⑤井下智能开关内集成流量、持水测量仪器，在井下进行分层流量、含水的在线测量，实现油井的可视化监测。地面可以根据监测结果随时调整或者关闭高含水层，完全不用修井作业，节约大量人力物力，提高产量和最终采收率，将传统的生产井变化为现代化的智能井。

并且只需一次管柱施工，就可完成找堵水和分层采油控制，节约大量人力物力。可以在井下关井分层测试压力恢复曲线和压力降落曲线，大大缩短测试周期。可以在抽油机不停抽的情况下进行分层压力测试。可以实时精确得到各产液层流量、含水参数。可以在地面实时的监控井下各层位开关的状态及压力数据。采用压力平衡技术，避免开关阀门受到井下高压的影响。先进的机电一体化技术，性能可靠。

其工作环境为：

1)开关器外径：Φ114mm(流通排量大于56mm泵径)

2)开关器长度：≤1.5m

3)最高工作温度：85℃、150℃可选

4)最高工作压力：60MPa

5)有效工作时间：不低于2年

6)压力测量范围：0～60MPa，精度0.1％FS

7)温度测量范围：0～150℃，精度±0.5℃

8)流量测量范围2种

范围1：1～60方/日

范围2：4～200方/日

9)持水率测量范围0～100％

10)程控开关可循环次数：≥50次

11)发送数据格式曼彻斯特码

12)接收数据格式300bps

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种电缆式电磁波测井仪器发射探头，包括管状密封壳体、电缆管体、电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计；所述电缆管体设置于所述密封壳体内，所述电缆管体与所述密封壳体均呈圆柱状且中心线重合，所述密封壳体具有一端面，所述电缆管体附接于所述端面；所述密封壳体与所述电缆管体之间围成密封腔，所述密封腔包括容纳所述电磁波发射器、电磁波接收器以及内置压力计的第一腔体以及包括第一开口的第二腔体，其中，所述第一开口设置于所述端面上；所述第一腔体内具有伸缩结构，所述伸缩结构具有伸缩杆，所述伸缩杆可伸出所述第一开口或缩入所述第二腔体；并且，所述内置压力计的探测头露出于所述第二腔体。

2.根据权利要求1所述的电缆式电磁波测井仪器发射探头，其特征在于：在所述密封壳体的外侧靠近所述端面的位置设置有卡合部，所述卡合部用于将所述发射探头卡合于主管体。

3.根据权利要求2所述的电缆式电磁波测井仪器发射探头，其特征在于：在所述电缆管体内设置于用于传输探测信号和电源信号的电缆，所述端面上设置有向外突出的插头，所述插头与所述电缆电连接。

4.根据权利要求4所述的电缆式电磁波测井仪器发射探头，其特征在于：所述端面上设置有密封圈。

5.一种电缆式电磁波测井仪器，其包括权利要求4所述的电缆式电磁波测井仪器发射探头，其特征在于：还包括与所述发射探头卡接的主管体，所述主管体包括卡合凹口，所述卡合凹口内设置有插槽、卡合槽以及第二开口，所述插头与所述插槽对应，所述卡合部与所述卡合槽对应，所述第一开口与所述第二开口对应，所述第二开口处设有单向阀，所述单向阀通过所述伸缩结构进行开合。

6.根据权利要求5所述的电缆式电磁波测井仪器，其特征在于：所述主管体内设置有与所述电缆管体对接的对接电缆，以及保护所述对接电缆的保护层。