CN210134920U - 一种连续管温度压力监测光缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种连续管温度压力监测光缆，包括连续管及缆芯，缆芯包括测温光纤束及测压光纤束，各测压光纤束分别与一压力监测组件相接，各压力监测组件沿连续管的轴向间隔设置，且各压力监测组件分别贯穿连续管的管壁并监测连续管的外部的压力。本实用新型可以对生产井全井段各处的温度进行监测，能大幅增加测温点的个数，提高测温点的密度，保证测温的全面性及准确性；同时采用测压光纤束配合压力监测组件进行测压能有效提高测压精度及压力数据传导速度，能有效实现压力数据在线直读，且维护管理成本非常低。

Description

一种连续管温度压力监测光缆

技术领域

本实用新型涉及石油测井技术领域，尤其是指一种连续管温度压力监测光缆。

背景技术

为了实现超稠油油藏的高效开发，大多采用SAGD生产工艺(蒸汽辅助重力泄油)，具体方法是在油藏上部采用一口水平井(或几口直井)注入高干度蒸汽，形成蒸汽腔，蒸汽腔上方的原油受热流动，与蒸汽冷凝水一起在重力作用而下移，通过位于油藏下部的水平生产井采出。

在SAGD开发中，通过监测水平生产井油层段(水平段)的温度压力参数，调整注汽部位和注汽速率，指导水平生产井的排液速度(产量)，控制蒸汽腔下缘与下水平生产井油层之间的液面高度，以保持SAGD连续高效生产。

目前在SAGD水平生产井应用较多的热电偶测温、毛细管测压，受井筒内径制约，测温点较少(不到10个)；而毛细管测压存在传导压力迟滞、精度低，以及需定期补氮等维护管理问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种连续管温度压力监测光缆，能有效解决现有测温测压技术中测温点较少、测压过程中存在传导压力迟滞、精度低以及维护管理繁琐的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种连续管温度压力监测光缆，其中，所述连续管温度压力监测光缆包括连续管以及设于所述连续管的内部的缆芯，所述缆芯包括至少一组测温光纤束及多组测压光纤束，各所述测压光纤束分别与一压力监测组件相接，各所述压力监测组件沿所述连续管的轴向间隔设置，且各所述压力监测组件分别贯穿所述连续管的管壁并监测所述连续管的外部与各所述压力监测组件相对应的位置处的压力。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述测温光纤束包括测温光纤及第一毛细管，所述测温光纤封装于所述第一毛细管中；各所述测压光纤束均包括测压光纤及第二毛细管，各所述测压光纤均封装于对应的所述第二毛细管中。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述测温光纤束及各所述测压光纤束通过至少一层固定钢丝绞合固定形成所述缆芯。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述测温光纤束及各所述测压光纤束通过两层固定钢丝绞合固定，且两层所述固定钢丝的绞合方向相反。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述缆芯还包括中心加强钢丝，所述测温光纤束及各所述测压光纤束沿所述中心加强钢丝的周向排列于所述中心加强钢丝的周围。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述压力监测组件包括压力传感器与感压膜盒，所述压力传感器的一端与对应的所述测压光纤束连接，所述压力传感器的另一端与对应的所述感压膜盒连接，所述感压膜盒贯穿所述连续管的管壁，所述连续管的外部的压力通过所述感压膜盒传递至对应的所述压力传感器。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述感压膜盒包括盒体、第一导压管及第二导压管，所述盒体的内部通过密封感压膜片分隔形成相互独立的第一腔室与第二腔室，所述第一腔室的内部充满导压油，所述第二腔室的内部充满硅脂，所述第一导压管的一端与所述压力传感器相接，所述第一导压管的另一端与所述第一腔室的内部连通，所述第二导压管的一端贯穿所述连续管的管壁与所述连续管的外部连通，所述第二导压管的另一端与所述第二腔室的内部连通。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述缆芯通过多个定位元件与所述连续管定位。

如上所述的连续管温度压力监测光缆，其中，所述连续管温度压力监测光缆的长度为200m～3000m，测温范围为0℃～350℃，测压范围为0MPa～30MPa。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，采用了测温光纤束和测压光纤束制成的缆芯，测温光纤束本身具有温度感应的功能，使测温光纤束各个位置处均能进行测温，可以对生产井全井段各处的温度进行监测，工作人员可以根据需要灵活选取多个测温点而不会受到其他结构的限制，能大幅增加测温点的个数，提高测温点的密度，保证测温的全面性及准确性；同时，测压光纤束本身具有传导速度快、精度高等优点，采用测压光纤束配合压力监测组件进行测压能有效提高测压精度及压力数据传导速度，能有效实现压力数据在线直读，且维护管理成本非常低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型进行示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆的径向结构示意图；

图2是本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆的缆芯的部分构件的径向结构示意图；

图3是本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆的压力监测组件的结构示意图；

图4是本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆的压力监测组件的安装处的结构示意图；

图5是本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆的制造过程中将缆芯安装于连续管内的组装过程图；

图6是本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆的制造过程的步骤流程图。

附图标号说明：

1、连续管；

11、安装开口；

12、封盖；

121、传压孔；

2、缆芯；

21、测温光纤束；

211、测温光纤；

212、第一毛细管；

22、测压光纤束；

221、测压光纤；

222、第二毛细管；

23、固定钢丝；

24、中心加强钢丝；

3、压力监测组件；

31、压力传感器；

32、感压膜盒；

321、盒体；

3211、第一腔室；

3212、第二腔室；

322、第一导压管；

323、第二导压管；

324、密封感压膜片；

4、直井；

5、管式密封器；

6、定位元件；

7、井口密封器。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1～图4所示，本实用新型提供了一种连续管温度压力监测光缆，其中，连续管温度压力监测光缆包括连续管1以及设于连续管1的内部的缆芯2，缆芯2包括至少一组测温光纤束21及多组测压光纤束22，测温光纤束21的各个位置均能对温度进行感测，实现生产井全井段各处温度的监测，各测压光纤束22分别与一压力监测组件3相接，各压力监测组件3沿连续管1的轴向间隔设置，且各压力监测组件3分别贯穿连续管1的管壁并监测连续管1的外部与各压力监测组件3相对应的位置处的压力，通过多组压力监测组件3以及与多组压力检测组件一一对应设置的多组测压光纤束22能从多个位置进行压力监测，同时，通过测压光纤束22良好的传导速度及精度，配合压力监测组件3进行测压能有效提高测压精度及压力数据传导速度，能有效实现压力数据在线直读。

其中，压力监测组件3及测压光纤221的个数可以为2组～4组甚至更多，本实用新型并不以此为限。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，测温光纤束21包括测温光纤211及第一毛细管212，测温光纤211封装于第一毛细管212中；各测压光纤束22均包括测压光纤221及第二毛细管222，各测压光纤221均封装于对应的第二毛细管222中，第一毛细管212、各第二毛细管222能分别对测温光纤211及各测压光纤221进行支撑及保护。为便于测温光纤束21及各个测压光纤束22之间的区分，可以将第一毛细管212与各第二毛细管222的外表面涂覆设成具有不同的颜色。

更进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，测温光纤束21及各测压光纤束22通过至少一层固定钢丝23绞合固定形成缆芯2，以使缆芯2成为一个整体结构，固定钢丝23不仅能对测温光纤束21及各测压光纤束22进行固定，还能对测温光纤束21及各测压光纤束22进行保护。

作为优选，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，测温光纤束21及各测压光纤束22通过两层固定钢丝23绞合固定，且两层固定钢丝23的绞合方向相反，以保证测温光纤束21与各测压光纤束22之间固定的牢固性。

作为优选，如图1及图2所示，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，缆芯2还包括中心加强钢丝24，测温光纤束21及述测压光纤束22沿中心加强钢丝24的周向排列于中心加强钢丝24的周围。通过设置中心加强钢丝24能对测温光纤束21及各测压光纤束22进行支撑，能有效提高缆芯2的强度及韧性，防止测温光纤束21及各测压光纤束22弯曲时折断的情况发生。

进一步地，如图3及图4所示，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，压力监测组件3包括压力传感器31与感压膜盒32，压力传感器31的一端与对应的测压光纤束22连接，压力传感器31的另一端与对应的感压膜盒32连接，感压膜盒32贯穿连续管1的管壁，连续管1的外部的压力通过感压膜盒32传递至对应的压力传感器31。通过设置感压膜盒32使得压力传感器31无需与井内介质直接接触，防止井内介质对压力传感器31造成侵蚀，提高压力传感器31的使用寿命。其中，可以采用由金属材质封装的F-P腔光纤压力传感器31作为压力监测组件3，感测连续管1外部的压力。

更进一步地，如图3及图4所示，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，感压膜盒32包括盒体321、第一导压管322及第二导压管323，盒体321的内部通过密封感压膜片324分隔形成相互独立的第一腔室3211与第二腔室3212，其中第一腔室3211的容积占盒体321总容积的三分之一左右，第二腔室3212的容积占盒体321总容积的三分之二左右，第一腔室3211的内部充满高温导压油，第二腔室3212的内部充满高温硅脂，第一导压管322的一端与压力传感器31相接，第一导压管322的另一端与第一腔室3211的内部连通，第二导压管323的一端贯穿连续管1的管壁与连续管1的外部连通，第二导压管323的另一端与第二腔室3212的内部连通。连续管1内部的压力依次通过第二导压管323、第二腔室3212、密封感压膜片324、第一腔室3211、第一导压管322传递至压力传感器31。

作为优选，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，缆芯2通过多个定位元件6与连续管1定位，即连续管1的内壁与缆芯2之间设有多个定位元件6，多个定位元件6沿连续管1的轴向间隔设置。其中，定位元件6可以为楔形锚爪。

作为优选，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，其中，连续管温度压力监测光缆的长度为200m～3000m，测温范围为0℃～350℃，测压范围为0MPa～30MPa。其中，连续管温度压力监测光缆的长度及测压点的位置、个数根据测试井监测方案给定的数据确定，本实用新型并不以此为限。

如图5及图6所示，本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆的制造过程包括如下步骤：

步骤100：将至少一组测温光纤束21及多组测压光纤束22预制成缆芯2；

步骤200：将缆芯2安装于连续管1的内部；

步骤300：在连续管1的内部安装压力监测组件3，压力监测组件3设有多组，多组压力监测组件3与多组测压光纤束22一一对应相接。

进一步地，步骤100具体包括：

步骤101：将测温光纤211封装于第一毛细管212中，得到测温光纤束21；并将各测压光纤221封装于对应的第二毛细管222中，得到测压光纤束22，需要说明的是，测温光纤束21与测压光纤束22可以直接选用成品光纤束；

根据测试井的深度、地面余长，截取一根测温光纤束21及多根测压光纤束22，其中，测压光纤束22的数量取决于测压点的数量，为了便于区分，将测温光纤束21及各测压光纤束22的外表面涂装成不同的颜色；

步骤102：将测温光纤束21与各测压光纤束22沿中心加强钢丝24的周向排布于中心加强钢丝24的周围，采用固定钢丝23将测温光纤束21、各测压光纤束22及中心加强钢丝24绞合固定，作为优选，测温光纤束21、各测压光纤束22及中心加强钢丝24通过两层固定钢丝23绞合固定，两层固定钢丝23的绞合方向相反，得到缆芯2。

进一步地，步骤200具体包括缆芯2的穿接与缆芯2的固定两个部分：其中：

缆芯2的穿接包括：

步骤201：选定深度大于连续管温度压力监测光缆的长度50m以上的直井4；

步骤202：将连续管1的第二端(即竖直设置时连续管1的下端)密封，形成密封端；

步骤203：在连续管1的密封端安装导向头，以便于引导连续管1能顺利地下入直井4的内部；

步骤203：将导向头与连续管1的密封端由直井4的井口下入直井4的内部直至连续管1的第一端(即竖直设置时连续管1的上端)到达直井4的井口处，将连续管1的第一端通过井口密封器7悬挂定位于直井4的井口，此时，整个连续管1悬挂于直井4中；

步骤204：将缆芯2由连续管1的第一端匀速下入至连续管1中；

步骤205：将连续管1与缆芯2同步地由直井4中起出，完成缆芯2与连续管1的穿接；

缆芯2的固定包括：

步骤206：于距离连续管1的密封端的端面预定距离(可以为0.5m左右)处将连续管1截断，连续管1形成套设于缆芯2的外侧的第一段以及与第一段分离的第二段，使缆芯2由第一段与第二段之间的截断处露出；

步骤207：对露出的缆芯2的端部进行磨平及密封；

步骤208：在缆芯2与第一段的内壁之间安装定位元件6(可以为楔形锚爪)，使缆芯2与第一段定位；

步骤209：将第一段与第二段于截断处重新连接并(焊接)固定密封，完成缆芯2于连续管1内部的固定安装。

进一步地，步骤300具体包括：

步骤301：根据被测试井的深度确定多个待测压位置；

步骤302：根据各待测压位置，利用连续管1深度计量仪，在连续管1上确定各压力监测组件3的安装位置；

步骤303：以各安装位置为原点，将安装位置在连续管1的轴向上的两侧固定于工作架上，其中，原点与两工作架之间的距离均为1m左右，在连续管1的管壁上对应各安装位置处切割开设安装开口11并将由连续管1上切割下的部分作为对应的安装开口11的封盖12，具体为，在两工作架之间的连续管1上沿其轴向及径向进行切剖，形成沿连续管1的轴向的长度约为1.5m的安装开口11，从连续管1上割下的部分作为封盖12，在各安装开口11的沿连续管1的轴向的两端处，于连续管1的内壁与缆芯2之间分别装设定位元件6(可以为楔形锚爪)；

步骤304：将缆芯2的与安装开口11对应的位置处的固定钢丝23去除，按照测压光纤束22的外表面的颜色选取一组测压光纤束22，并于对应的安装开口11处将选定的测压光纤束22与一压力监测组件3相接，其中，各测压光纤束22仅与一组压力监测组件3相接：

步骤305：在封盖12上开设传压孔121，将封盖12盖设于对应的安装开口11处，使压力监测组件3的一部分贯穿传压孔121与连续管1的外部连通，连续管1外部的压力通过传压孔121传递至压力监测组件3，具体为使压力监测组件3的第二导压管323贯穿传压孔121与连续管1的外部连通；

步骤306：对压力监测组件3进行检测，具体为将与压力传感器31对应的测压光纤束22接入解调仪，将第二导压管323远离连通连续管1外部的一端连接活塞压力计，活塞压力计按台阶升、降压力，检测传感器的性能及指标，待检测通过后，将封盖12与对应的安装开口11之间的缝隙、第二导压管323与导压孔的孔壁之间的缝隙焊接固定密封，焊接时将测温光纤束21接入测温主机，监测焊接部位的温度不测超过规定温度，以免过热损伤测温光纤束21及各测压光纤束22，并将第二导压管323伸出至连续管1外部的第二导压管323的端面打磨至与连续管1的外壁平齐，随后通过金属探伤仪监测焊接部位是否合格，焊接部位合格，即完成连续管温度压力监测光缆的制造。

更进一步地，步骤304的于对应的安装开口11处将选定的测压光纤束22与一压力监测组件3相接包括：

于安装开口11处将选定的测压光纤束22截断，使选定的测压光纤束22形成靠近连续管1的第一端的检测段及靠近连续管1的第二端的废弃段，于检测段的朝向连续管1的第二端的端部处将检测段的测压光纤221与对应的压力监测组件3的压力传感器31相接，其中检测段的朝向连续管1的第二端的端部处将第二毛细管222去除一部分，使部分测压光纤221裸露于第二毛细管222的外部；

在检测段的暴露于对应的第二毛细管222的外部的测压光纤221的表面上涂设聚酰亚胺涂层；

通过管式密封器5(可以为双端卡套式金属细管)将检测段的暴露于对应的第二毛细管222的外部的部分所述测压光纤221以及检测段与压力传感器31之间的连接处密封，接着将去除固定钢丝23处的缆芯2的测温光纤束21及各测压光纤束22捋顺，用石棉布将无固定钢丝23处的测温光纤束21、各测压光纤束22及压力传感器31、感压膜盒32缠绕包覆。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的连续管温度压力监测光缆，采用了测温光纤束和测压光纤束制成的缆芯，测温光纤束本身具有温度感应的功能，使测温光纤束各个位置处均能进行测温，可以对生产井全井段各处的温度进行监测，工作人员可以根据需要灵活选取多个测温点而不会受到其他结构的限制，能大幅增加测温点的个数，提高测温点的密度，保证测温的全面性及准确性；同时，测压光纤束本身具有传导速度快、精度高等优点，采用测压光纤束配合压力监测组件进行测压能有效提高测压精度及压力数据传导速度，能有效实现压力数据在线直读，且维护管理成本非常低。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述连续管温度压力监测光缆包括连续管以及设于所述连续管的内部的缆芯，所述缆芯包括至少一组测温光纤束及多组测压光纤束，各所述测压光纤束分别与一压力监测组件相接，各所述压力监测组件沿所述连续管的轴向间隔设置，且各所述压力监测组件分别贯穿所述连续管的管壁并监测所述连续管的外部与各所述压力监测组件相对应的位置处的压力。

2.根据权利要求1所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述测温光纤束包括测温光纤及第一毛细管，所述测温光纤封装于所述第一毛细管中；各所述测压光纤束均包括测压光纤及第二毛细管，各所述测压光纤均封装于对应的所述第二毛细管中。

3.根据权利要求1所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述测温光纤束及各所述测压光纤束通过至少一层固定钢丝绞合固定形成所述缆芯。

4.根据权利要求3所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述测温光纤束及各所述测压光纤束通过两层固定钢丝绞合固定，且两层所述固定钢丝的绞合方向相反。

5.根据权利要求1～4任一项所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述缆芯还包括中心加强钢丝，所述测温光纤束及各所述测压光纤束沿所述中心加强钢丝的周向排列于所述中心加强钢丝的周围。

6.根据权利要求1所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述压力监测组件包括压力传感器与感压膜盒，所述压力传感器的一端与对应的所述测压光纤束连接，所述压力传感器的另一端与对应的所述感压膜盒连接，所述感压膜盒贯穿所述连续管的管壁，所述连续管的外部的压力通过所述感压膜盒传递至对应的所述压力传感器。

7.根据权利要求6所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述感压膜盒包括盒体、第一导压管及第二导压管，所述盒体的内部通过密封感压膜片分隔形成相互独立的第一腔室与第二腔室，所述第一腔室的内部充满导压油，所述第二腔室的内部充满硅脂，所述第一导压管的一端与所述压力传感器相接，所述第一导压管的另一端与所述第一腔室的内部连通，所述第二导压管的一端贯穿所述连续管的管壁与所述连续管的外部连通，所述第二导压管的另一端与所述第二腔室的内部连通。

8.根据权利要求1所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述缆芯通过多个定位元件与所述连续管定位。

9.根据权利要求1所述的连续管温度压力监测光缆，其特征在于，所述连续管温度压力监测光缆的长度为200m～3000m，测温范围为0℃～350℃，测压范围为0MPa～30MPa。

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