CN111663937A

CN111663937A - 一种地热井水位和温度同时测量系统及方法

Info

Publication number: CN111663937A
Application number: CN201910169925.1A
Authority: CN
Inventors: 张英; 冯建赟; 陈新军; 武晓玲; 孙自明
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Exploration and Production Research Institute
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Exploration and Production Research Institute
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2020-09-15

Abstract

本发明公开了一种地热井水位和温度同时测量系统，包括井下发射装置，其包括水位测量仪和温度测量仪，水位测量仪和所述温度测量仪分别连接信息处理发射器；地面接收装置，其包括地面接收仪和与地面接收仪连接的显示装置；信息处理发射器与地面接收仪相配合。本发明公开了一种地热井水位和温度同时测量方法，包括以下步骤(1)放置井下发射装置于地热井内液面处；(2)水位测量仪获取的水位数据和温度测量仪获取的温度数据分别传送至信息处理发射器并进行数据处理；(3)利用地面接收仪和显示装置获取地热井的水位和温度数据。本发明能够同时测量地热井的水位和温度，简捷高效。

Description

一种地热井水位和温度同时测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种地热井水位和温度同时测量系统及方法，属于地热资源勘探和开发领域。

背景技术

地热资源受到世界各国的重视。国际能源专家普遍认为，预计到2100年，地热资源利用将在世界能源总值中占30％～80％。和燃煤、石油等能源相比，地热不仅清洁，而且能反复利用，属于可再生资源。深层地下水有其自身的循环系统，一部分热水被抽上来之后，会从远方不断地得到补给，从这个意义上说，地热资源在一定时期内是取之不尽、用之不竭的。随着地热资源开发的不断推进，中国地热资源直接利用量已占到全球首位。常规水热型地热资源一般用于北方地区冬季清洁供暖，全国有数千口中低温地热井正服务于居民住宅或农业温室大棚等。

现有地热井分布范围广，分布地区的地质条件以及各地热井水温水质差别巨大，成井时间和井况也显著不同。部分地热井虽然开采多年，但是，由于技术和资金等多方面原因，并没有系统的水位和水温监测数据。尤其是开采多年的中低温地热井，井下地热流体为液态，同时，由于其多年开采一般存在压力亏空，因此，不能通过在井口安装测压装置的方法准确地测定地热流体压力。另外，由于井底流体测温困难，虽然地热井井口流体温度与井底流体温度有一定差距，但是，也一般采用井口流体测温的方法，并且用地热井的井口流体温度代替井底流体温度。因此，快速、准确、经济的测定地热井的真实水位和水温状况，对于评估地热井的真实井况和资源条件，并进一步评估附近地区水热型地热资源现状和开采潜力具有重要意义。

目前，测量液位的方法很多，测量液位的仪表称为液位计。液位计的类型有音叉振动式、磁浮式、压力式、超声波、声呐波，磁翻板以及雷达等，不同的测量方法和测量仪器适用于不同的工作环境，价格和使用方法等也存在很大的区别。井下测温一般在测井的同时进行，通常需要停止正常的地热水开采，且需要投入较多的人力和物力，花费较多的时间和工作量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种地热井水位和温度同时测量系统，其能够同时测量地热井的水位和温度，经济性好。

本发明的目的之二是提供一种地热井水位和温度同时测量方法，其能够快速且准确地同时测量地热井的水位和温度，简捷高效。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种地热井水位和温度同时测量系统，包括井下发射装置，其包括水位测量仪和温度测量仪，所述水位测量仪和所述温度测量仪分别连接信息处理发射器；地面接收装置，其包括地面接收仪和与所述地面接收仪连接的显示装置；其中，所述信息处理发射器与所述地面接收仪相配合。

在一个具体实施例中，所述井下发射装置还包括容器，所述水位测量仪和所述温度测量仪以及所述信息处理发射器均放置在所述容器内。

在一个具体实施例中，所述容器为封闭容器。

在一个具体实施例中，所述井下发射装置还包括设置在所述容器内的第一供电设备，所述水位测量仪和所述温度测量仪以及所述信息处理发射器分别与所述第一供电设备连接。

在一个具体实施例中，所述地面接收装置还包括第二供电设备，所述地面接收仪和所述显示装置分别连接所述第二供电设备。

在一个具体实施例中，所述水位测量仪和所述温度测量仪分别通过数据线与所述信息处理发射器连接。

在一个具体实施例中，所述信息处理发射器通过无线信号与所述地面接收仪连接。

在一个具体实施例中，所述井下发射装置和所述地面接收装置的持续稳定工作时间分别为6个月以上。

一种地热井水位和温度同时测量方法，包括(1)放置井下发射装置于地热井内液面处；(2)水位测量仪获取的水位数据和温度测量仪获取的温度数据分别传送至信息处理发射器进行相应数据处理；(3)信息处理发射器处理后的水位和温度数据信号传送至地面接收装置，经地面接收仪处理后传送至显示装置，获取地热井的水位和温度数据。

在一个具体实施例中，所述井下发射装置处于部分沉没的漂浮状态。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明系统井下发射装置能够实现水位和温度的实时测量，并将水位和温度的数据传送至地面接收装置，本发明系统不仅能够同时测量地热井的水位和温度，而且能够减少开井通井的工作，简化工作量，经济性好。2、本发明系统的水位测量仪和温度测量仪以及信息处理发射器分别设置在封闭容器，能够避免安装难、检修难、拆卸难的问题，在封闭容器的保护作用下，本发明系统能够避免高温和强腐蚀作用对内部水位测量仪和温度测量仪以及信息处理发射器的损坏，保证水位测量仪和温度测量仪以及信息处理发射器的长时间井下正常工作。3、本发明方法能够快速且准确地同时测量地热井的水位和温度，简捷高效。4、本发明方法的井下发射装置处于部分沉没的漂浮状态，能够有效避免高温和强腐蚀作用对井下发射装置的损毁，延长井下发射装置的使用时间。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本发明的地热井水位和温度同时测量系统的一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明的地热井水位和温度同时测量方法的一个具体实施例的流程结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明提出的地热井水位和温度同时测量系统，包括以下内容：井下发射装置1和地面接收装置2。井下发射装置1包括水位测量仪11和温度测量仪12，水位测量仪11和温度测量仪12分别连接信息处理发射器13。地面接收装置2包括地面接收仪21和与地面接收仪21连接的显示装置22。其中，信息处理发射器13与地面接收仪21相配合。通过显示装置22，能够实时观测到地热井3的实时水位和温度数据。

进一步地，井下发射装置1还包括容器14，水位测量仪11和温度测量仪12以及信息处理发射器13均放置在容器14内。

优选的，容器14为封闭容器。其中，封闭容器14的密度为0.8～0.9克/立方米，使容器投入水中时，实现部分浸泡，部分漂浮。封闭容器14的外径尺寸能够便于投放于已经下入潜水泵的地热井3中。封闭容器14的密封要求为即使部分浸泡在地热流体中，也不会渗入水或水蒸汽，从而能够使水位测量仪11和温度测量仪12以及信息处理发射器13保持正常工作。封闭容器14的材质不能影响信息处理发射器13向外发射数据信号。

在一个优选的实施例中，封闭容器14设置成球形。

进一步地，井下发射装置1还包括设置在容器14内的第一供电设备15，水位测量仪11和温度测量仪12以及信息处理发射器13分别与第一供电设备15连接。第一供电设备15为水位测量仪11和温度测量仪12以及信息处理发射器13提供电力供应，保证水位测量仪11和温度测量仪12以及信息处理发射器13正常工作。

进一步地，地面接收装置2还包括第二供电设备23，地面接收仪21和显示装置22分别连接第二供电设备23。第二供电设备23为地面接收仪21和显示装置22提供电力供应，保证地面接收仪21和显示装置22正常工作。

进一步地，水位测量仪11和温度测量仪12分别通过数据线与信息处理发射器13连接。水位测量仪11和温度测量仪12测量准确，且能够定时向信息处理发射器13传送相应的检测数据。

进一步地，信息处理发射器13通过无线信号与地面接收仪21连接。信息处理发射器13向井下发射装置1外部发射的数据信号能够实时被地面接收仪21接收。

进一步地，地面接收仪21能够实时接收和储存水位测量和温度测量的数据信号。

进一步地，井下发射装置1和地面接收装置2的持续稳定工作时间分别为6个月以上，能够满足一定采暖期内不用检修仪器和更换电池的要求。

进一步地，显示装置22具有数字显示屏。具体的，由显示装置22显示实际测量的地热井3的井下水位和水温数据。

本发明通过水位测量仪11和温度测量仪12测量地热井3内地热水的水位和温度，并将相应数据通过无线发射的方式实时传送至地面接收装置2，由地面接收仪21接收相应的数据信号并在显示装置22内显示，从而能够实现地热井3内水位和温度的实时监测。

如图2所示，本发明提出的地热井水位和温度同时测量方法，包括以下内容

(1)放置井下发射装置1于地热井3内的液面处。

(2)水位测量仪11获取的水位数据和温度测量仪12获取的温度数据分别传送至信息处理发射器13并进行数据处理。

(3)信息处理发射器13处理后的水位和温度数据信号通过无线信号传送至地面接收装置2，经地面接收仪21处理后传送至显示装置22，获取地热井3的水位和温度数据。

进一步地，信息处理发射器13处理后的水位和温度数据信号为无线信号。

进一步地，井下发射装置1处于部分沉没的漂浮状态。

具体的，通过水位测量仪11测量地热井的实时水位(液面距离井口的垂直距离)，通过温度测量仪12测量地热水的实时温度，水位测量仪11和温度测量仪12通过数据线与信息处理发射器13连接，将水位和温度数据通过数据线传送至信息处理发射器13进行数据处理，处理后相应的数据通过无线信号的形式向外发出。地面接收装置2能够通过无线信号连接的形式接收井下发射装置1发射的无线信号，地面接收装置2接收到相应的无线信号后，经过地面接收仪21处理后将信号传输给显示装置22，利用显示装置22能够将实际测量的水位和温度数据通过数字的方式显示出来，从而实现水位和温度的同时测量。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，包括

井下发射装置，其包括水位测量仪和温度测量仪，所述水位测量仪和所述温度测量仪分别连接信息处理发射器；

地面接收装置，其包括地面接收仪和与所述地面接收仪连接的显示装置；

其中，所述信息处理发射器与所述地面接收仪相配合。

2.根据权利要求1所述的一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，所述井下发射装置还包括容器，所述水位测量仪和所述温度测量仪以及所述信息处理发射器均放置在所述容器内。

3.根据权利要求2所述的一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，所述容器为封闭容器。

4.根据权利要求2所述的一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，所述井下发射装置还包括设置在所述容器内的第一供电设备，所述水位测量仪和所述温度测量仪以及所述信息处理发射器分别与所述第一供电设备连接。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，所述地面接收装置还包括第二供电设备，所述地面接收仪和所述显示装置分别连接所述第二供电设备。

6.根据权利要求5所述的一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，所述水位测量仪和所述温度测量仪分别通过数据线与所述信息处理发射器连接。

7.根据权利要求5所述的一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，所述信息处理发射器通过无线信号与所述地面接收仪连接。

8.根据权利要求5所述的一种地热井水位和温度同时测量系统，其特征在于，所述井下发射装置和所述地面接收装置的持续稳定工作时间分别为6个月以上。

9.一种采用根据权利要求1～8中任一项所述的地热井水位和温度同时测量系统的地热井水位和温度同时测量方法，其特征在于，包括

(1)放置井下发射装置于地热井内液面处；

(2)水位测量仪获取的水位数据和温度测量仪获取的温度数据分别传送至信息处理发射器并进行数据处理；

(3)信息处理发射器处理后的水位和温度数据信号传送至地面接收装置，经地面接收仪处理后传送至显示装置，获取地热井的水位和温度数据。

10.根据权利要求9所述的一种地热井水位和温度同时测量方法，其特征在于，所述井下发射装置处于部分沉没的漂浮状态。