CN215064964U - 热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置 - Google Patents

Abstract

一种热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，包括：井下高温光缆、与井下高温光缆连接的光缆外铠、依次安装在光缆外铠上的压力变送器、电磁阀切断开关、光缆地面端密封器及电接点压力表；其中，压力变送器还与生产控制系统盘柜的输入端连接，生产控制系统盘柜的输出端与数字显示器串接；电磁阀切断开关还与生产控制系统盘柜的输出端连接，生产控制系统盘柜的输出端与数字显示器串接；电接点压力表输出端的一路与声光报警器连接；电接点压力表输出端的二路与测温光端机及工控机串接。本实用新型不仅能够对光缆外铠内的压力实时进行监测；而且，还能够阻断外铠内部传输通道，避免出现人员伤害或环境污染问题。

Description

热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置

技术领域

本实用新型属于油田高温光纤监测领域，尤其涉及热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置。

背景技术

目前，对于海上油田热采井高温光纤井下长效监测装置，主要采用大通径、高强度光缆进行光纤测试作业。其中，光缆为高性能不锈钢管内包含2根高温纤芯的结构，且其中的1根纤芯为多模光纤；另1根纤芯为单模光纤。该热采井高温光纤井下长效监测装置可对上千米深的井下进行实时监测，记录井下环境参数。但是，由于高温光缆长期处于高温高压(即：温度为350℃、压力为21MPa)工作环境下，当光缆外铠，即：高性能不锈钢管在井下出现破损情况时，高温高压蒸汽或高压氮气，将从破损点进入到光缆外铠内部，且光缆内部又与井下直接连通，若光缆尾端没有密封保护装置或压力监测装置，很容易造成管内压力泄漏、产生安全风险。

为了解决上述问题，判断光缆外铠状态是否完好，一般在光缆地面端密封器后端安装压力表，但是，由于在安装压力表时，需要操作人员定期观察压力变化情况，从而判断光缆状态是否完好。这样一来，不仅增加了操作人员的操作工作量，同时，也增加了由于压力观测不及时，所造成的安全风险，甚至在操作人员靠近观察时，还可能造成一定的伤害。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置,以解决在光缆外铠在井下出现破损时，由于现场操作人员压力观测不及时，所造成的安全风险的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置的具体技术方案如下：

一种热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，包括：井下高温光缆、与井下高温光缆连接的光缆外铠、依次安装在光缆外铠上的压力变送器、电磁阀切断开关、光缆地面端密封器及电接点压力表；其中，压力变送器还与生产控制系统盘柜的输入端连接，生产控制系统盘柜的输出端与数字显示器串接；电磁阀切断开关还与生产控制系统盘柜的输出端连接，生产控制系统盘柜的输出端与数字显示器串接；电接点压力表输出端的一路与声光报警器连接；电接点压力表输出端的二路与测温光端机及工控机串接。

进一步，所述井下高温光缆为分布式温度监测高温光缆，包括：高性能金属外铠和包裹在内部的耐高温纤芯；其中，高性能金属外铠为耐高温纤芯的保护结构，耐高温纤芯为监测传感器。

进一步，所述压力变送器上安装有三通；三通上安装有转换接头。

进一步，所述电磁阀切断开关是将高温纤芯从电磁阀切断开关两通阀体的中心孔穿出，并将光缆外铠与电磁阀切断开关通过螺纹卡套连接。

进一步，所述光缆地面密封器是通过填充高温密封胶实现对光缆外铠的密封。

进一步，所述电接点压力表安装在光缆地面端密封器与测温光端机之间；且电接点压力表为机械式，以显示现场压力。

进一步，所述光缆外铠与光缆地面密封器是通过螺纹卡套连接。

进一步，所述压力变送器信号缆接入生产控制系统盘柜的AI端子，且压力高报警值设置为5KPaG，当光缆地面尾端压力，即：光缆地面端密封器前端超过5KPaG时，会在数字显示器上出现报警指示和声音提示。

进一步，所述电磁阀切断开关安装在中间继电器常开触点的一端子上，并接入220VAC电源L极对应的另一端子上，且通过电缆接入到电磁阀切断开关电源L端子上。

进一步，所述声光报警器是将电接点压力表机械式显示出现场压力，且压力高报警值设置为5KPaG，当光缆地面尾端压力超过5KPaG时，会触发本地声光报警。

本实用新型的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置具有以下优点：

本实用新型无须人员定期观察压力，不仅能够对光缆外铠内的压力实时进行监测，当井下光缆外铠发生破损时，现场操作人员可及时发现、自动执行应急措施；而且，还能够通过中控远程切断光缆纤芯，阻断外铠内部传输通道，避免出现人员伤害或环境污染问题；同时，为现场压力观测点触发声光报警，提示人员“请勿靠近”。

附图说明

图1为本实用新型的整体连接结构示意图。

图中标记说明：

1.井下高温光缆；2.光缆外铠；3.压力变送器；4.电磁阀切断开关；5.光纤地面端密封器；6.声光报警器；7.电接点压力表；8.测温光端机；9.工控机；10.生产控制系统盘柜；11.数字显示器。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置做进一步详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括：井下高温光缆1、与井下高温光缆1连接的光缆外铠2、依次安装在光缆外铠2上的压力变送器3、电磁阀切断开关4、光缆地面端密封器5及电接点压力表7；其中，压力变送器3还与生产控制系统盘柜10的输入端连接，生产控制系统盘柜10的输出端与数字显示器11串接；电磁阀切断开关4还与生产控制系统盘柜10的输出端连接，生产控制系统盘柜10的输出端与数字显示器11串接；电接点压力表7输出端的一路与声光报警器6连接；电接点压力表7输出端的二路与测温光端机8及工控机9串接。

上述井下高温光缆1为分布式温度监测高温光缆，包括：高性能金属外铠和包裹在内部的耐高温纤芯；其中，高性能金属外铠为耐高温纤芯的保护结构，耐高温纤芯为监测传感器，其是光波传输的媒质。

上述压力变送器3是将光缆外铠2切断剥离、留下内部高温纤芯的一种装置，压力变送器3上安装有三通，该三通的尺寸为：1/4"TUBE×1/4"TUBE×1/4"；三通上安装有转换接头，其是将高温纤芯从1/4"TUBE×1/4"TUBE×1/4"NPTF三通的1/4"TUBE×1/4"TUBE中心孔穿出，然后，在三通的1/4寸NPTF处，通过转换接头，安装压力变送器3。

当光缆外铠2出现破损时，井下高温高压蒸汽或高压氮气通过破损点进入光缆外铠2内部，并经过压力变送器3传输至井下高温光缆1地面端。

当光缆外铠2内部压力超过中控组态软件组态压力变送器3高报警值时，会在数字显示器11上出现报警指示和声音提示，中控岗查看到报警信息后，提醒现场操作人员进行确认。

上述电磁阀切断开关4的作用是将高温纤芯从电磁阀切断开关4两通阀体的中心孔穿出，并将光缆外铠2与电磁阀切断开关4通过螺纹卡套连接。

当光缆地面端密封器5出现密封不严，中控岗通过数字显示器11可远程关闭电磁阀切断开关4，切断光缆纤芯，并阻断高温高压蒸汽和高压氮气在光缆外铠2内部传输通道，有效地防止出现高温高压蒸汽或高压氮气泄漏伤人事故和环境污染。

上述光缆地面密封器5是用于实现光缆地面端部的密封，通过填充高温密封胶的方式实现光缆外铠2的密封，而又不影响内部高温纤芯的性能。

使用时，将光缆外铠2切断剥离、留下内部高温纤芯，并将高温纤芯从光缆地面密封器5中心孔穿出，再将光缆外铠2套入高温纤芯，光缆外铠2与光缆地面密封器5通过螺纹卡套连接。

上述电接点压力表7安装在光缆地面端密封器5与测温光端机8之间；且电接点压力表7为机械式，以显示现场压力(同机械式压力表)。

将光缆外铠2切断剥离、留下内部高温纤芯，将高温纤芯从三通的中心孔穿出，然后，在三通的一端处安装电接点压力表7。当井下光缆外铠2已出现破损，且光缆地面端密封器5出现密封不严情况，光缆地面端密封器5后端压力超过电接点压力表7设定值时，触发声光报警器6本地声光报警。则需通知中控岗通过数字显示器11远程关闭电磁切断阀开关4。

上述压力变送器3信号缆接入生产控制系统盘柜10的AI端子，且压力高报警值设置为5KPaG，当光缆地面尾端压力，即：光缆地面端密封器5前端超过5KPaG时，会在数字显示器11上出现报警指示和声音提示。

上述电磁阀切断开关4安装在中间继电器常开触点的一端子上，并接入220VAC电源L极对应的另一端子上，且通过电缆接入到电磁阀切断开关电源L端子上。

上述声光报警器6是将电接点压力表7机械式显示出现场压力，且压力高报警值设置为5KPaG，当光缆地面尾端压力超过5KPaG时，会触发本地声光报警。

本实用新型应用时的具体步骤如下：

第一步：在井下高温光缆1成功入井后，引光缆地面部分至测温光端机8处，从井口至测温光端机8之间，通过井下高温光缆1依次安装有压力变送器3、电磁阀切断开关4、光缆地面端密封器5、电接点压力表7、声光报警器6。

第二步：将压力变送器3信号缆接入生产控制系统盘柜10的AI端子，通过中控组态软件组态压力变送器3，压力高报警值设置为5KPaG，使其具备显示和报警功能。

第三步：声光报警器6接入220VAC电源，通过其本身配置的电接点压力表7设定压力报警值为5KPaG，当光缆地面尾端压力超过5KPaG时，压力报警装置触发声光报警器6报警。

第四步：电磁阀切断开关4安装在中间继电器(线圈电压为24VDC)常开触点一端子上，接入220VAC电源L极对应的另一端子上，并通过电缆接入到电磁阀切断开关4的电源L端子上。

第五步：从电磁阀切断开关4电源N端子上引出电缆至电源N极，从生产控制系统盘柜10中的DOR端子上引出出1PR*1.5mm²电缆接入继电器电源端。

第六步：中控岗手动关闭电磁阀切断开关4时，中间继电器线圈得电，常开触点闭合，电磁阀切断开关得到220VAC电源，从而关闭电磁阀。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述井下高温光缆、光缆外铠、压力变送器、电磁阀切断开关、光纤地面端密封器、声光报警器、电接点压力表、测温光端机、工控机、生产控制系统盘柜、数字显示器为现有技术，未作说明的技术为现有技术，故不再赘述。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，包括：井下高温光缆、与井下高温光缆连接的光缆外铠、依次安装在光缆外铠上的压力变送器、电磁阀切断开关、光缆地面端密封器及电接点压力表；其中，压力变送器还与生产控制系统盘柜的输入端连接，生产控制系统盘柜的输出端与数字显示器串接；电磁阀切断开关还与生产控制系统盘柜的输出端连接，生产控制系统盘柜的输出端与数字显示器串接；电接点压力表输出端的一路与声光报警器连接；电接点压力表输出端的二路与测温光端机及工控机串接。

2.根据权利要求1所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述井下高温光缆为分布式温度监测高温光缆，包括：高性能金属外铠和包裹在内部的耐高温纤芯；其中，高性能金属外铠为耐高温纤芯的保护结构，耐高温纤芯为监测传感器。

3.根据权利要求1所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述压力变送器上安装有三通；三通上安装有转换接头。

4.根据权利要求1所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述电磁阀切断开关是将高温纤芯从电磁阀切断开关两通阀体的中心孔穿出，并将光缆外铠与电磁阀切断开关通过螺纹卡套连接。

5.根据权利要求1所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述光缆地面密封器是通过填充高温密封胶实现对光缆外铠的密封。

6.根据权利要求1所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述电接点压力表安装在光缆地面端密封器与测温光端机之间；且电接点压力表为机械式，以显示现场压力。

7.根据权利要求1所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述光缆外铠与光缆地面密封器是通过螺纹卡套连接。

8.根据权利要求1或3所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述压力变送器信号缆接入生产控制系统盘柜的AI端子，且压力高报警值设置为5KPaG，当光缆地面尾端压力，即：光缆地面端密封器前端超过5KPaG时，会在数字显示器上出现报警指示和声音提示。

9.根据权利要求1或4所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述电磁阀切断开关安装在中间继电器常开触点的一端子上，并接入220VAC电源L极对应的另一端子上，且通过电缆接入到电磁阀切断开关电源L端子上。

10.根据权利要求1所述的热采井井下温度监测光缆地面尾端的压力安全监测装置，其特征在于，所述声光报警器是将电接点压力表机械式显示出现场压力，且压力高报警值设置为5KPaG，当光缆地面尾端压力超过5KPaG时，会触发本地声光报警。

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