CN213898956U - 一种油气井的井下压力温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气井的井下压力温度测量装置，包括：上接头、芯轴、外筒以及下接头，上接头和下接头均用于与井下的管串连接，芯轴的上端与上接头连接，芯轴的下端与下接头连接，外筒套设于芯轴的外周部，以形成密封的环形腔体，下接头内设有用于检测管串压力的测压装置，环形腔体内设有用于接收和处理测压装置的信号、并将处理后的信号向外发射的信号收发装置，信号收发装置和测压装置连接，上接头、芯轴以及下接头均贯穿设有便于管串内的流体流动的通道。本装置的信号收发装置安装在环形腔体内，测压装置安装在下接头内，芯轴的上下端分别设置了上接头和下接头，这种布局方式使得装置整体结构更为紧凑，简化了各部件的装拆难度。

Description

一种油气井的井下压力温度测量装置

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术领域，更具体地说，涉及一种油气井的井下压力温度测量装置。

背景技术

地层测试是勘探开发中获取完整油气层产能、压力及流体性质等动态资料的唯一手段，是前期勘探成果的高度总结，是开发阶段的必要准备，地层测试可以直接获取以下四项资料：地层产能、地层压力及地层温度、地层流体样品、地层压力恢复曲线。

现有技术中，获取地层压力温度数据的常用方式包括有：利用投捞式电子压力计进行监测、利用永久式电缆进行监测或采用光纤下温度压力监测技术等。但这些常用方式存在下述问题：均无法实现跨封隔器无线信号传输；投捞式电子压力计不能进行实时监测；永久式电缆的方式存在施工难度大，作业时间长，线缆易坏的风险，所以目前使用较多的方式为光纤下温度压力监测技术，也即采用电磁波传输井下数据。虽然现有的电磁波传输井下数据的方法能解决线缆传输带来的问题，但井下压力温度测量系统部分结构复杂，且井下压力温度测量系统的装配和维护不便，限制了电磁波测量方式在油气井中的使用。

综上所述，如何降低井下压力温度测量装置的结构复杂度和装配维护难度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种油气井的井下压力温度测量装置，可以有效降低井下压力温度测量装置的结构复杂度和装配维护难度，可进行推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种油气井的井下压力温度测量装置，包括：上接头、芯轴、外筒以及下接头，所述上接头和所述下接头均用于与井下的管串连接，所述芯轴的上端与所述上接头连接，所述芯轴的下端与所述下接头连接，所述外筒套设于所述芯轴的外周部，以形成密封的环形腔体，所述下接头内设有用于检测管串压力的测压装置，所述环形腔体内设有用于接收和处理所述测压装置的信号、并将处理后的信号向外发射的信号收发装置，所述信号收发装置和所述测压装置连接，所述上接头、所述芯轴以及所述下接头均贯穿设有便于管串内的流体流动的通道。

优选的，所述信号收发装置包括电路板、用于发射电磁波的发射线圈以及电池，所述电路板和所述测压装置连接。

优选的，所述发射线圈包括至少两个管型线圈，所述管型线圈套设于所述芯轴的外周部，所述芯轴沿周向设有用于安装所述电路板和所述电池的安装槽。

优选的，所述外筒的内周部和端面均喷涂有绝缘涂层。

优选的，所述外筒套设于所述上接头和所述芯轴的外周部，所述外筒的上端沿周向设有用于安装键条的第一凹槽，所述外筒的下端沿周向设有用于安装键条的第二凹槽；

所述上接头的用于与所述外筒接触的端面处沿周向设有第三凹槽，所述第三凹槽用于与所述第一凹槽配合使用；

所述芯轴设有用于与所述第二凹槽配合使用的第四凹槽和用于与所述下接头配合安装键条的第五凹槽；

所述下接头设有用于与所述第五凹槽配合使用的第六凹槽。

优选的，所述芯轴和所述上接头之间、所述芯轴和所述下接头之间均为螺纹连接，且螺纹连接处均设有密封件。

优选的，所述下接头设有用于安装所述测压装置的沟槽和用于与所述通道连通的引压孔；

所述测压装置包括压力计、引压块以及用于固定所述引压块和所述压力计的转接头，所述引压块包括用于与管串内部相通的内压块和用于与管串外部相通的外压块，所述引压块和所述压力计的检测端连通。

优选的，所述芯轴的下端面设有用于装配所述压力计的装配孔和用于穿过所述压力计的线缆的过线孔，所述压力计和所述信号收发装置连接。

优选的，所述下接头沿周向设有至少一个所述测压装置，每个所述测压装置均可对管串的内外压测量进行切换操作。

优选的，所述测压装置包括用于实时传输检测信号的直读模式和用于实时储存检测信号的存储模式，且所述测压装置可进行模式切换。

在使用本实用新型所提供的油气井的井下压力温度测量装置时，首先将本装置与井下的管串进行安装，管串内的流体可沿着管串和通道顺利流动。而后，下接头内的测压装置可有效检测管串的压力，与此同时，信号收发装置可以实时接收测压装置的检测信号，并对检测信号进行处理，再将处理后的信号向外发射，以便于地面的操作人员获取地下压力数据等。本装置可有效检测井下的温度压力，并且，由于本装置的信号收发装置安装在环形腔体内，测压装置安装在下接头内，芯轴的上下端分别设置了上接头和下接头，这种布局方式使得装置整体结构更为紧凑，也大大简化了各部件的装拆难度，拓宽了本装置的应用场合。

综上所述，本实用新型所提供的油气井的井下压力温度测量装置，可以有效降低井下压力温度测量装置的结构复杂度和装配维护难度，可进行推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的油气井的井下压力温度测量装置的结构示意图；

图2为图1的剖面图；

图3为图2中A-A处的剖面图；

图4为图2中I处的局部放大示意图；

图5为图2中II处的局部放大示意图；

图6为上接头的结构示意图；

图7为图6的剖面图；

图8为外筒的结构示意图；

图9为图8的俯视图；

图10为芯轴的结构示意图；

图11为图10的剖面图；

图12为压力计和内压块装配时的结构示意图；

图13为图12的剖面图；

图14为压力计和外压块装配时的结构示意图；

图15为图14的剖面图；

图16为下接头的结构示意图；

图17为图16的剖面图。

图1-图17中：

1为上接头、2为芯轴、3为外筒、4为下接头、5为测压装置、51为压力计、52为内压块、53为外压块、54为内压孔、55为外压孔、6为信号收发装置、61为电路板、62为发射线圈、63为电池、7为通道、8为安装槽、9为第一凹槽、10为第二凹槽、11为第三凹槽、12为第四凹槽、13为第五凹槽、14为第六凹槽、15为键条、16为沟槽、17为引压孔、18为装配孔、19为过线孔、20为密封件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种油气井的井下压力温度测量装置，可以有效降低井下压力温度测量装置的结构复杂度和装配维护难度，可进行推广使用。

请参考图1至图17。

本具体实施例提供了一种油气井的井下压力温度测量装置，包括：上接头1、芯轴2、外筒3以及下接头4，上接头1和下接头4均用于与井下的管串连接，芯轴2的上端与上接头1连接，芯轴2的下端与下接头4连接，外筒3套设于芯轴2的外周部，以形成密封的环形腔体，下接头4内设有用于检测管串压力的测压装置5，环形腔体内设有用于接收和处理测压装置5的信号、并将处理后的信号向外发射的信号收发装置6，信号收发装置6和测压装置5连接，上接头1、芯轴2以及下接头4均贯穿设有便于管串内的流体流动的通道7。

需要说明的是，测压装置5用于检测管串压力，是指测压装置5可以检测管串内部压力，也可以检测管串的外部压力，操作人员可以根据实际情况和实际需求进行选择。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对上接头1、芯轴2、外筒3、下接头4、信号收发装置6以及测压装置5的形状、结构、尺寸、位置等进行确定。

在使用本实用新型所提供的油气井的井下压力温度测量装置时，首先将本装置与井下的管串进行安装，管串内的流体可沿着管串和通道7顺利流动。而后，下接头4内的测压装置5可有效检测管串的压力，与此同时，信号收发装置6可以实时接收测压装置5的检测信号，并对检测信号进行处理，再将处理后的信号向外发射，以便于地面的操作人员获取地下压力数据等。本装置可有效检测井下的温度压力，并且，由于本装置的信号收发装置6安装在环形腔体内，测压装置5安装在下接头4内，芯轴2的上下端分别设置了上接头1和下接头4，这种布局方式使得装置整体结构更为紧凑，也大大简化了各部件的装拆难度，拓宽了本装置的应用场合。

综上所述，本实用新型所提供的油气井的井下压力温度测量装置，可以有效降低井下压力温度测量装置的结构复杂度和装配维护难度，可进行推广使用。

在上述实施例的基础上，优选的，信号收发装置6包括电路板61、用于发射电磁波的发射线圈62以及电池63，电路板61和测压装置5连接。

需要说明的是，电路板61可以有效采集测压装置5的压力温度数据，并将采集到的压力温度数据进行调制，最后通过发射线圈62进行发射，该过程电池63可以为部件供电，以确保数据信号传输的有效进行。

优选的，发射线圈62包括至少两个管型线圈，管型线圈套设于芯轴2的外周部，芯轴2沿周向设有用于安装电路板61和电池63的安装槽8。

需要说明的是，安装槽8包括用于固定电路板61的电路板安装槽和用于固定电池63的电池安装槽，可以根据实际情况和实际需求，对电路板安装槽和电池安装槽的个数、位置等进行确定。管型线圈夹设于芯轴2和外筒3之间，设置至少两个管型线圈，是为了提高向外发射电磁波的效果，确保信号有效的向外传输。

优选的，外筒3的内周部和端面均喷涂有绝缘涂层，以确保外筒3接触到的零件间绝缘，继而保证信号收发装置6的正常运行。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对电路板61、发射线圈62以及电池63的形状、结构、个数、尺寸、位置等进行确定。

在上述实施例的基础上，优选的，外筒3套设于上接头1和芯轴2的外周部，外筒3的上端沿周向设有用于安装键条15的第一凹槽9，外筒3的下端沿周向设有用于安装键条15的第二凹槽10；上接头1的用于与外筒3接触的端面处沿周向设有第三凹槽11，第三凹槽11用于与第一凹槽9配合使用；芯轴2设有用于与第二凹槽10配合使用的第四凹槽12和用于与下接头4配合安装键条15的第五凹槽13；下接头4设有用于与第五凹槽13配合使用的第六凹槽14。

需要说明的是，由于装配需求，可以将芯轴2设置为变径芯轴2，并且，上接头1和下接头4均可通过螺纹连接的方式与芯轴2固定。使用过程中，上接头1会通过螺纹向芯轴2传递拉压力，由于上接头1和外筒3的配合处设有键条15，使得上接头1可通过键条15向外筒3传递扭矩，且外筒3与芯轴2的配合处设有键条15，外筒3可通过键条15向芯轴2的最大直径段传递扭矩，芯轴2可以将本装置承受的管串拉压力通过螺纹传递至下接头4，由于芯轴2和下接头4的配合处设有键条15，芯轴2的最大直径段可通过键条15向下接头4传递扭矩。

也即上接头1将扭矩通过键条15传递至外筒3，外筒3通过键条15将扭矩传递至芯轴2的直径最大段，芯轴2的最大直径段又通过键条15将扭矩传递至下接头4，由于用于安装键条15的各个凹槽均位于对应零件的最大直径位置，可以有效提高装置的抗扭特性，提高本装置使用寿命。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对第一凹槽9和第二凹槽10和第三凹槽11和第四凹槽12和第五凹槽13以及第六凹槽14的形状、结构、尺寸、位置等进行确定。

优选的，芯轴2和上接头1之间、芯轴2和下接头4之间均为螺纹连接，且螺纹连接处均设有密封件20。

需要说明的是，可以在芯轴2的上端设置用于与上接头1连接的公扣螺纹，在芯轴2的下端设置用于与下接头4连接的母扣螺纹。并且，可以在上接头1的内孔处设置用于安装密封件20的第一密封沟槽16，以实现芯轴2内部和外筒3之间的密封。可以在下接头4的连接处设置用于安装密封件20的第二密封沟槽16，以实现环形腔体的有效密封。

在上述实施例的基础上，优选的，下接头4设有用于安装测压装置5的沟槽16和用于与通道7连通的引压孔17；测压装置5包括压力计51、引压块以及用于固定引压块和压力计51的转接头，引压块包括用于与管串内部相通的内压块52和用于与管串外部相通的外压块53，引压块和压力计51的检测端连通。

需要说明的是，下接头4沿轴向设有用于安装测压装置5的沟槽16，可以在沟槽16内设置螺钉孔，以便于固定测压装置5，该沟槽16可以对测压装置5具有保护作用，同时也可以提高下接头4自身的抗拉、抗扭特性。此处的用于与管串内部相通的内压块52，是指内压块52设有和管串内部连通的内压孔54，也即内压孔54可以和引压孔17连通，因此，压力计51和内压块52连通后可以有效检测管串内部的压力。而用于与管串外部相通的外压块53，是指外压块53设有和管串外部连通的外压孔55，外压孔55与引压孔17互不连通，压力计51和外压块53连通后，压力计51可以有效检测管串外部的压力。因此，操作人员可通过更换内压块52和外压块53，实现压力测量位置的切换，以对管串的内压或外压进行检测。

优选的，芯轴2的下端面设有用于装配压力计51的装配孔18和用于穿过压力计51的线缆的过线孔19，压力计51和信号收发装置6连接，以实现压力计51出线端的密封和压力计51过线安装。而且可以在芯轴2的端面设置用于向压力计51供电的供电端接口，以保证压力计51的正常使用。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对沟槽16、引压孔17、压力计51、引压块以及转接头等的形状、结构、尺寸、材质、位置、个数等进行确定。

优选的，下接头4沿周向设有至少一个测压装置5，每个测压装置5均可对管串的内外压测量进行切换操作。也即可以根据实际情况和实际需求，对测压装置5的个数进行确定，并且，每个测压装置5可以用于检测管串的内压或外压。

优选的，测压装置5包括用于实时传输检测信号的直读模式和用于实时储存检测信号的存储模式，且测压装置5可进行模式切换。

优选的，可以设置4个测压装置5，其中，第一个测压装置5用于检测管串内压、且该测压装置5设置为直读模式，第二个测压装置5用于检测管串外压、且该测压装置5设置为直读模式，第三个测压装置5用于检测管串内压、且该测压装置5设置为存储模式，第四个测压装置5用于检测管串外压、且该测压装置5设置为存储模式，这样设置既可以有效检测管串的内外压，也可以实现压力温度数据的实时传输和数据存储，更有利于操作人员全面掌握井下压力情况。

需要说明的是，本实用新型所提供的油气井的井下压力温度测量装置，其上接头1与上方的井下管串相连，外筒3与上接头1及芯轴2配合处设有密封圈，芯轴2和外筒3间形成密封的环形腔体，环形腔体内安装有发射线圈62、电路板61以及耐高温的电池63，电池63用于为系统供电，芯轴2下部安装有下接头4，测压装置5安装在下接头4上，测压装置5通过下接头4的引压孔17、内压块52以及外压块53等，可实现管串内部压力和管串外部压力的测量。压力计51和电路板61连接，故电路板61可以将压力计51采集的数据进行调制，再通过发射线圈62向外发射，发射线圈62产生的电磁波通过管串和地层向井口发送，以便于操作人员获取检测数据。

还需要说明的是，本装置的发射线圈62、电路板61以及电池63均设置在环形腔体内，装置整体布局紧凑，大大简化元器件的装拆难度，同时拓宽了本装置的应用场合。并且，本装置通过在特定位置设置键条15，使得本装置具有较好的抗扭特性，有利于提高装置的使用寿命。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一凹槽9和第二凹槽10和第三凹槽11和第四凹槽12和第五凹槽13以及第六凹槽14，其中，第一和第二和第三和第四和第五以及第六只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。

另外，还需要说明的是，本申请的“上下”、“内外”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的油气井的井下压力温度测量装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，包括：上接头(1)、芯轴(2)、外筒(3)以及下接头(4)，所述上接头(1)和所述下接头(4)均用于与井下的管串连接，所述芯轴(2)的上端与所述上接头(1)连接，所述芯轴(2)的下端与所述下接头(4)连接，所述外筒(3)套设于所述芯轴(2)的外周部，以形成密封的环形腔体，所述下接头(4)内设有用于检测管串压力的测压装置(5)，所述环形腔体内设有用于接收和处理所述测压装置(5)的信号、并将处理后的信号向外发射的信号收发装置(6)，所述信号收发装置(6)和所述测压装置(5)连接，所述上接头(1)、所述芯轴(2)以及所述下接头(4)均贯穿设有便于管串内的流体流动的通道(7)。

2.根据权利要求1所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述信号收发装置(6)包括电路板(61)、用于发射电磁波的发射线圈(62)以及电池(63)，所述电路板(61)和所述测压装置(5)连接。

3.根据权利要求2所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述发射线圈(62)包括至少两个管型线圈，所述管型线圈套设于所述芯轴(2)的外周部，所述芯轴(2)沿周向设有用于安装所述电路板(61)和所述电池(63)的安装槽(8)。

4.根据权利要求3所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述外筒(3)的内周部和端面均喷涂有绝缘涂层。

5.根据权利要求1至4任一项所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述外筒(3)套设于所述上接头(1)和所述芯轴(2)的外周部，所述外筒(3)的上端沿周向设有用于安装键条(15)的第一凹槽(9)，所述外筒(3)的下端沿周向设有用于安装键条(15)的第二凹槽(10)；

所述上接头(1)的用于与所述外筒(3)接触的端面处沿周向设有第三凹槽(11)，所述第三凹槽(11)用于与所述第一凹槽(9)配合使用；

所述芯轴(2)设有用于与所述第二凹槽(10)配合使用的第四凹槽(12)和用于与所述下接头(4)配合安装键条(15)的第五凹槽(13)；

所述下接头(4)设有用于与所述第五凹槽(13)配合使用的第六凹槽(14)。

6.根据权利要求1至4任一项所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述芯轴(2)和所述上接头(1)之间、所述芯轴(2)和所述下接头(4)之间均为螺纹连接，且螺纹连接处均设有密封件(20)。

7.根据权利要求1至4任一项所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述下接头(4)设有用于安装所述测压装置(5)的沟槽(16)和用于与所述通道(7)连通的引压孔(17)；

所述测压装置(5)包括压力计(51)、引压块以及用于固定所述引压块和所述压力计(51)的转接头，所述引压块包括用于与管串内部相通的内压块(52)和用于与管串外部相通的外压块(53)，所述引压块和所述压力计(51)的检测端连通。

8.根据权利要求7所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述芯轴(2)的下端面设有用于装配所述压力计(51)的装配孔(18)和用于穿过所述压力计(51)的线缆的过线孔(19)，所述压力计(51)和所述信号收发装置(6)连接。

9.根据权利要求7所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述下接头(4)沿周向设有至少一个所述测压装置(5)，每个所述测压装置(5)均可对管串的内外压测量进行切换操作。

10.根据权利要求9所述的油气井的井下压力温度测量装置，其特征在于，所述测压装置(5)包括用于实时传输检测信号的直读模式和用于实时储存检测信号的存储模式，且所述测压装置(5)可进行模式切换。

Images