JPH04189998A - Well pressure and temperature measuring device - Google Patents

Well pressure and temperature measuring device

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JPH04189998A
JPH04189998A JP2299091A JP29909190A JPH04189998A JP H04189998 A JPH04189998 A JP H04189998A JP 2299091 A JP2299091 A JP 2299091A JP 29909190 A JP29909190 A JP 29909190A JP H04189998 A JPH04189998 A JP H04189998A
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temperature
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pressure
downhole
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Kenneth L Perales
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Abstract

PURPOSE: To improve the reliability of measurement by transferring a fluid pressure to a pressure-measuring device via a single, small-diameter pipe being extended to a downhole inspection position and transferring a fluid temperature to a temperature-measuring device via an optical fiber through the inside of the small-diameter pipe for monitoring. CONSTITUTION: A single, small-diameter pipe 18 accommodating an optical fiber wire 21 is extended from the ground surface to a chamber 16 that is located at a downhole inspection position at the lower end part of a production pipe string 13 in a casing 11. Then, a valve 7 is operated for filling with a desired test fluid from a pressurization test fluid source 22 on the surface, a desired test fluid/descent fluid surface is obtained in the chamber 16 and the source 22 is broken, and the test pressure fluid between the pipes 18 is measured by a pressure-measuring device and is monitored by a pressure-reading device 27. Then, the fluid temperature in the chamber 16 is measured by making connection to a temperature-measuring device 24 of an optical fiber wire 54 that is branched from a manifold and is monitored by a temperature-reading device 25, thus improving measurement reliability.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、遠隔及び敵性環境において温度と圧力を監視
するための技術に関する。さらに詳細には、本発明は、
油、ガス又は地熱井の盤井(ボア・ホール)内の降下孔
流体圧力及び温度を信頼性をもって測定することに向け
られる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to techniques for monitoring temperature and pressure in remote and hostile environments. More specifically, the invention provides:
The present invention is directed to the reliable measurement of downhole fluid pressure and temperature in the borehole of an oil, gas or geothermal well.

本発明を要約すれば、表面から盤井における所望の降下
孔検査位置に延びている単一小直径管を使用する盤井に
おいて温度と圧力を測定するためのシステムが設けられ
る。降下孔流体圧力は、小直径管を通して伝達され、一
方、管の流路に沿って延びているさや付き熱電対又は光
ファイバー線が、降下孔流体温度情報を表面に伝達する
ために使用される。圧力と温度の連続表面読み出しは、
こうして可能であり、そして温度読み出しは、降下孔流
体温度を監視し、かつ流体圧力測定システムの精度を増
大させるために使用される。
In summary of the present invention, a system is provided for measuring temperature and pressure in a well using a single small diameter tube extending from the surface to a desired downhole inspection location in the well. Downhole fluid pressure is transmitted through small diameter tubing, while sheathed thermocouples or fiber optic lines extending along the flow path of the tubing are used to communicate downhole fluid temperature information to the surface. Continuous surface readout of pressure and temperature
The temperature readout is thus possible and used to monitor downhole fluid temperature and increase the accuracy of the fluid pressure measurement system.

従来技術及びその課題 盤井における降下孔流体圧力及び温度の正確な測定は、
油、ガス、及び/又は地熱エネルギーの生産において重
要であると長く認識されてきた。
PRIOR ART AND ITS CHALLENGES Accurate measurement of downhole fluid pressure and temperature in wells is
It has long been recognized as important in the production of oil, gas, and/or geothermal energy.

正確な圧力及び温度測定は、一般に、油回収作業におい
て共通に使用されるポンピング丼において多数の問題を
示す。二次炭化水素回収作業と地熱作業は、一般に、作
業の成功を予測し、かつ盤井からエネルギーの最大回収
を獲得する際に有益であると考えられる多様な因子を決
定するために、圧力及び温度情報を必要とする。
Accurate pressure and temperature measurements generally present a number of problems in pumping bowls commonly used in oil recovery operations. Secondary hydrocarbon recovery operations and geothermal operations generally use pressure and Requires temperature information.

二次炭化水素回収作業において、正確な盤井圧力は、坑
井生産性潜在力の指示を明確に与え、そして油又はガス
が累層から盤井に押し出され、かつ表面に回収されると
期待される前に、累層を満たすために必要とされる流体
の量を操作者に予測させる。累層に延びている多様な盤
井の各々からの坑井流体における圧力及び温度変化の正
確な測定は、流体前面が累層を掃射している効率と共に
、注入流体前面の位置を指示する。地熱井において、正
確な圧力及び温度情報は、再注入された流体が累層を冷
却するか、又は流体力学における変化が坑井孔の栓塞を
生じさせるならば、発生する潜在的な障害により効率的
な生産に決定的になる。
In secondary hydrocarbon recovery operations, accurate well pressures provide a clear indication of wellbore productivity potential and the expectation that oil or gas will be forced from the formation into the well and recovered to the surface. Allows the operator to predict the amount of fluid required to fill the formation before the formation is filled. Accurate measurements of pressure and temperature changes in the wellbore fluid from each of the various wells extending into the formation indicate the location of the injection fluid front as well as the efficiency with which the fluid front is sweeping the formation. In geothermal wells, accurate pressure and temperature information is essential due to potential failures that may occur if reinjected fluid cools the formation or changes in fluid dynamics cause plugging of the wellbore. become decisive for production.

センサーを所望の時点において盤井に下降させることに
より、降下孔状態の周期的な測定を設けるための技術が
考案されたが、そのような周期的な測定技術は、計器を
盤井に挿入するために通常必要とされる時間と費用によ
り、不便であり、かつ高価である。そのような周期的な
測定技術は、特定時点における整弁状態の表示のみを設
け、かつ一般に操作者によって望まれた実質的な時間長
で所望の情報を設けないことにおいて、制限される。こ
の形式のシステムの例は、米国特許第3.712.19
2号において開示され、所望の周期的な圧力測定を設け
るために、管の底部から泡立つまで、開端部管をガスで
充てんすることを教える。
Techniques have been devised to provide periodic measurements of downhole conditions by lowering sensors into the well at desired times; The time and expense typically required for this process make it inconvenient and expensive. Such periodic measurement techniques are limited in that they only provide an indication of valve tuning status at a particular point in time, and generally do not provide the desired information for a substantial amount of time desired by the operator. An example of this type of system is U.S. Patent No. 3.712.19
No. 2 teaches filling an open-end tube with gas until it bubbles from the bottom of the tube to provide the desired periodic pressure measurements.

永久的な設置技術は、周期的な測定に関連した固有の問
題を克服する方法において、盤井における圧力を連続的
に監視するために考案された。一つのそのような先行技
術は、降下孔圧力変換器と温度センサーを使用し、検出
された降下孔圧力と温度を導線において表面に伝達され
る電子データに変換するための電子走査能力を有する。
Permanent installation techniques have been devised to continuously monitor pressure in wells in a way that overcomes the inherent problems associated with periodic measurements. One such prior art technique uses downhole pressure transducers and temperature sensors with electronic scanning capabilities to convert the sensed downhole pressure and temperature into electronic data that is transmitted to the surface in conductors.

導線は、通常、坑井孔における管の外側に取り付けられ
、そして変換器及び温度センサーは、都合の良いことに
、生産管の下方端部において取り付けられる。
The conductor is usually attached to the outside of the tube in the wellbore, and the transducer and temperature sensor are conveniently attached at the lower end of the production tube.

しかし、このシステムは、部分的に、延ばされた時間期
間で敵性な坑井孔環境において配置された電子装置のた
めに必要とされた出費と高保守のために、産業において
広く受は入れられなかった。
However, this system has not received wide acceptance in the industry, in part due to the expense and high maintenance required for electronic equipment deployed in a hostile wellbore environment for extended periods of time. I couldn't.

坑井孔における高温度、圧力及び/又は腐食性流体は、
実質的に出費を増大させ、そして降下孔電子装置の信頼
性を低減させる。表面への伝達のための電子データを出
力する降下孔圧力変換器と温度センサーは、一般に、精
密なシステムと考えられ、こうして、通常降下坑井孔に
伴う敵性環境において好まれない。
High temperatures, pressures and/or corrosive fluids in the wellbore
Substantially increasing expense and reducing reliability of downhole electronics. Downhole pressure transducers and temperature sensors that output electronic data for communication to the surface are generally considered precision systems and are thus not preferred in the hostile environment typically associated with downhole wellbore.

米国特許第3.895.527号は、一方の端部を盤井
圧力にさらし、そして他方の端部を表面における圧力ゲ
ージ又は他の検出器に連結させた小直径管を使用し、盤
井における圧力を遠隔的に測定するためのシステムを開
示する。そのような小直径管を使用するシステムにより
降下孔圧力を測定する概念はまた、米国特許第3.89
8.877号において開示され、そしてそのようなシス
テムの改良版が、米国特許第4.010.642号にお
いて開示される。後者の特許の教えは、管の下方端部が
、° 642の特許において表現された関係を満足する
少なくとも所望の容積を有する室に延びているために、
盤井における圧力をより信頼性をもって測定するために
、この技術を特に十分に適するものにした。
U.S. Pat. No. 3,895,527 uses a small diameter tube with one end exposed to the well pressure and the other end connected to a pressure gauge or other detector at the surface, Disclosed is a system for remotely measuring pressure in. The concept of measuring downhole pressure with a system using such small diameter tubing is also described in U.S. Patent No. 3.89.
No. 8.877, and an improved version of such a system is disclosed in US Pat. No. 4.010.642. The teaching of the latter patent is that because the lower end of the tube extends into a chamber having at least the desired volume that satisfies the relationships expressed in the °642 patent,
This technique has become particularly well suited for more reliably measuring pressure in wells.

° 642の特許において開示された技術は、エネルギ
ー回収産業において受は入れられたが、この特許の教え
は、整弁内の所望の位置における降下孔温度及び圧力の
検出を可能にしない。一般に、操作者は、仮定された温
度こう配データと表面において取られた温度測定値から
補作するか、及び/又は以前に獲得された掘削データか
ら盤井のための平均温度を推定することにより、降下孔
流体温度を推定する。この推定温度は、より正確に決定
された降下孔圧力に適用される試験流体補正因子を決定
するために使用される。しかし、技術における当業者は
、正確な温度情報が獲得されず、そしてそのような不正
確な温度推定値に基づいた圧力読み値の補正が、相応し
て、小直径管を使用する技術によって獲得された圧力読
み値において誤差を生ずることを長い間認識してきた。
Although the technology disclosed in the '642 patent has found acceptance in the energy recovery industry, the teachings of this patent do not allow for detection of downhole temperature and pressure at desired locations within the valve regulator. In general, the operator will determine the average temperature for the well by supplementing assumed temperature gradient data with temperature measurements taken at the surface, and/or by estimating the average temperature for the well from previously acquired drilling data. Estimate downhole fluid temperature. This estimated temperature is used to determine the test fluid correction factor that is applied to the more accurately determined downhole pressure. However, those skilled in the art will appreciate that if accurate temperature information is not obtained, and that correction of pressure readings based on such inaccurate temperature estimates is obtained by techniques that use small diameter tubing, correspondingly, It has long been recognized that pressure readings caused by

推定温度は、不正確であり、これにより誤差のある坑井
孔圧力データを生ずるだけでなく、坑井内の実温度が、
坑井孔深さと、特定深さにおいて発生する蒸発、ガス放
出及び/又は”凍結”の如く条件の関数としてかなり変
化する。結果は、操作者が、多くの盤井において坑井孔
温度又は圧力を信頼性をもってかつ経済的に測定するこ
とができず、従って操作者は、盤井からエネルギーの回
収を最大にすることができないことである。
Not only is the estimated temperature inaccurate, resulting in erroneous wellbore pressure data, but the actual temperature in the wellbore is
It varies considerably as a function of wellbore depth and conditions such as evaporation, outgassing, and/or "freezing" that occur at a particular depth. The result is that operators are unable to reliably and economically measure wellbore temperature or pressure in many wells, and therefore operators are unable to maximize energy recovery from the well. It is impossible.

先行技術の不都合は、本発明によって克服され、そして
改良された方法と装置は、坑井の表面から所望の降下孔
検査位置に延びている単一の小直径管を使用する坑井孔
において、圧力と温度を信頼性をもって検出するために
以後開示される。
The disadvantages of the prior art are overcome by the present invention, and the improved method and apparatus provide a method and apparatus that can be used in a wellbore using a single small diameter tube extending from the surface of the wellbore to the desired downhole inspection location. A method for reliably detecting pressure and temperature is disclosed hereinafter.

課題を解決するための手段 本発明の圧力及び温度測定システムは、油、ガス及び地
熱井における使用のために特に十分に適する。小直径管
は、表面から所望の降下孔検査位置に延びており、そし
て降下孔温度測定値を正確に関係付けるために、表面か
ら降下孔位置に同様に延びているさや付き熱電対又は光
ファイバーを収容する。ハウジングは、検査位置まで坑
井において下降され、そして降下孔流体と管における流
路の両方に開いている室を含む。管と室の一部は、選択
された流体で満たされ、そして盤井流体圧力変動が、こ
れにより、管の内径と熱電対又は光ファイバー線の間の
環状空間における流体を介して、表面に伝達される。整
弁温度測定値は、読み出しのために表面に線を介して伝
達される熱電対での起電力を監視することにより、表面
において取られる。代替的に、坑井孔温度プロフィルは
、小直径管内で光ファイバー線を使用して、周期的、例
えば1メートルの間隔における温度測定値から獲得され
る。圧力と温度の監視及びプロット装置が、表面におい
て設けられ、そして温度検出計器が、好ましくは、より
正確な降下孔圧力読み値を決定するために使用される。
SUMMARY OF THE INVENTION The pressure and temperature measurement system of the present invention is particularly well suited for use in oil, gas and geothermal wells. A small diameter tube extends from the surface to the desired downhole inspection location, and a sheathed thermocouple or fiber optic is inserted from the surface to the downhole location to accurately correlate downhole temperature measurements. accommodate. The housing is lowered in the wellbore to an inspection location and includes a chamber open to both the downhole fluid and the flow path in the tube. The tube and part of the chamber are filled with the selected fluid, and the well fluid pressure fluctuations are thereby transmitted to the surface through the fluid in the annular space between the inner diameter of the tube and the thermocouple or fiber optic wire. be done. Valve control temperature measurements are taken at the surface by monitoring the emf at a thermocouple that is transmitted via a wire to the surface for readout. Alternatively, the wellbore temperature profile is obtained from temperature measurements at periodic, eg 1 meter, intervals using fiber optic lines in small diameter pipes. Pressure and temperature monitoring and plotting equipment is provided at the surface and temperature sensing instruments are preferably used to determine more accurate downhole pressure readings.

表面から降下孔検査位置に延びている単一管と、管の内
部にある熱電対又は光ファイバー線を使用して、坑井の
表面に信頼性のある降下孔温度及び圧力情報を連続的に
設けることが、本発明の目的である。
Continuously providing reliable downhole temperature and pressure information at the surface of the wellbore using a single tube extending from the surface to the downhole inspection location and thermocouples or fiber optic lines inside the tube. This is the object of the present invention.

表面から降下孔検査位置に延びている熱電対又は光ファ
イバー線が、管における試験流体によって部分的に保護
され、この試験流体は、坑井孔における流体よりも敵性
がないことが、発明のいっそうの目的である。
It is a further feature of the invention that the thermocouple or fiber optic wire extending from the surface to the downhole inspection location is partially protected by a test fluid in the tube, which test fluid is less hostile than the fluid in the wellbore. It is a purpose.

降下孔流体温度と圧力が、整弁又は坑口のいづれにも電
気接合を使用することなしに、連続的に監視されること
が、発明の特徴である。
It is a feature of the invention that downhole fluid temperature and pressure are continuously monitored without the use of electrical connections at either the valve or wellhead.

信頼性のある坑井孔温度プロフィルが、表面から降下孔
位置に延びている小直径管内の単一光ファイバー・ルー
プを使用して獲得されることが、本発明の特徴である。
It is a feature of the present invention that reliable wellbore temperature profiles are obtained using a single optical fiber loop in a small diameter tube extending from the surface to the downhole location.

変動する坑井流体圧力と温度の両方を信頼性をもって監
視するために、多重線が、表面から降下孔検査位置に延
びる必要がないことが、発明の利点である。
It is an advantage of the invention that multiple lines do not need to extend from the surface to the downhole inspection location to reliably monitor both fluctuating wellbore fluid pressure and temperature.

この発明のさらにいっそうの利点は、光ファイバー表面
装置が、自身の小直径圧力管内で各々保護され、かつ好
ましくは異なる坑井孔に延びている多重光ファイバー・
ループから信号を受信するために使用されることである
A still further advantage of the invention is that the fiber optic surface device comprises multiple optical fibers, each protected within its own small diameter pressure tube, and preferably extending to different wellbore.
It is used to receive signals from the loop.

本発明のこれらといっそうの目的、特徴、及び利点は、
添付の図面における図を参照して、次の詳細な説明から
明らかになる。
These further objects, features and advantages of the present invention include:
It will become clear from the following detailed description with reference to the figures in the accompanying drawings.

実施例 本発明は、油、ガス又は地熱井における降下孔流体圧力
及び温度を信頼性をもって監視するための有用性を有す
る。本発明の目的のために、監視される降下孔流体は、
少なくとも1.000フイートの坑井における深さにあ
ると推測され、そして一般に、表面よりも数千フィート
以下にある。
EXAMPLES The present invention has utility for reliably monitoring downhole fluid pressure and temperature in oil, gas or geothermal wells. For purposes of the present invention, the downhole fluid monitored is:
It is estimated to be at least 1.000 feet deep in the wellbore, and generally several thousand feet below the surface.

監視される変動する降下孔流体圧力は、一般に、標準静
水圧よりも小さいが、降下孔流体圧力は、流動、ポンピ
ング、又は静止坑井において監視され、そして降下孔流
体は、静水圧以上である。
The fluctuating downhole fluid pressure that is monitored is generally less than the standard hydrostatic pressure, but the downhole fluid pressure is monitored in a flowing, pumping, or static wellbore, and the downhole fluid is at or above the hydrostatic pressure. .

第1図は、地下の累層に延びている典型的な坑井孔を示
す。第1図は、生産井を示し、こうして、従来の坑口8
を含む生産装置が、一般に表面において示される。ケー
シング11は、坑井孔において位置付けられ、そして累
層からケーシング11への流体の侵入を許容するために
、下方端部においてせん孔12を有する。生産管ストリ
ング13は、表面における坑口から盤井における選択さ
れた深さまで延びている。管ストリング13のせん孔部
分14は、ケーソング11における流体を生産管に侵入
させ、それから表面に流させる。カラー保護器15は、
小直径連続管18を管ストリング13に固定し、こうし
て、1井における小直径管を保護する補助をするために
、管ストリング13に沿って設けられる。ハウジング1
9は、生産管13の下方端部において設けられ、そして
室16を含み、室とハウジング19の外側の坑井孔にお
ける流体の間の流体連通を維持するためのポートを有す
る。
FIG. 1 shows a typical wellbore extending into underground formations. FIG. 1 shows a production well and thus a conventional wellhead 8.
Generally shown on the surface is production equipment including. The casing 11 is positioned in the wellbore and has a perforation 12 at the lower end to allow fluid entry into the casing 11 from the formation. The production tube string 13 extends from the wellhead at the surface to a selected depth in the wellbore. The perforated portion 14 of the tube string 13 allows fluid in the casing 11 to enter the production tube and then flow to the surface. The color protector 15 is
A small diameter continuous tube 18 is provided along the tube string 13 to help secure the small diameter tube 18 to the tube string 13 and thus protect the small diameter tube in one well. Housing 1
9 is provided at the lower end of the production tube 13 and includes a chamber 16 with a port for maintaining fluid communication between the chamber and the fluid in the wellbore outside the housing 19.

本発明による小直径管18は、表面からハウジング19
が位置する検査位置に延びている。管18は、侵入ポー
ト17において生産管13の下方部分に侵入し、それか
らハウジング19に下方に続き、その結果管18の下方
端部は、室16と流体連通にある。本発明による適切な
小直径管は、0.250”外径と、0.18”内径を有
する。
The small diameter tube 18 according to the invention is connected to the housing 19 from the surface.
The test position extends to the test position where the test position is located. Tube 18 enters the lower portion of production tube 13 at entry port 17 and then continues downward into housing 19 so that the lower end of tube 18 is in fluid communication with chamber 16 . A suitable small diameter tube according to the present invention has an outside diameter of 0.250" and an inside diameter of 0.18".

熱電対線は、管内に設けられ、モして熱電対線は、一般
に、管における流路の断面積の約25%〜約50%の断
面積を有する。続いて詳細に議論される光ファイバー線
は、熱電対線の代わりに使用され、そしてこの場合温度
測定線は、一般に、管における流路の断面積の約10%
〜約50%の断面積を有する。技術における当業者は、
上記で指定された範囲の小直径管が、一般に、微小管と
呼ばれることを認める。
The thermocouple wire is disposed within the tube, and the thermocouple wire generally has a cross-sectional area of about 25% to about 50% of the cross-sectional area of the flow path in the tube. Fiber optic lines, which will be discussed in detail subsequently, are used in place of thermocouple lines, and in this case the temperature measurement line is generally about 10% of the cross-sectional area of the flow path in the tube.
~50% cross-sectional area. Those skilled in the art will:
It is recognized that small diameter tubes in the range specified above are commonly referred to as microtubules.

第1図はまた、管18が、坑井の表面に延びており、そ
して管継ぎ手9において坑井の側面を出ることを示す。
FIG. 1 also shows that tube 18 extends to the surface of the wellbore and exits the side of the wellbore at pipe fitting 9.

多岐管20は、管の回りを密閉し、かつ熱電対又は光フ
ァイバー線を多岐管から出させるために設けられる。表
面における熱電対又は光ファイバー線は、54として指
定され、そして温度測定装置に続き、その出力は、温度
読み出し装置25に送られる。多岐管は、弁7への管の
継続を有効に設ける流体出口ポートを有し、弁7は、一
方の管路によって加圧流体源22に連結され、そして別
の管路によって圧力測定装置26に連結され、その出力
は、圧力読み出し装置27に送られる。温度測定及び読
み出し装置は、圧力測定装置26と読み出し装置27と
は別個に、又は一部として設けられることが理解される
。しかし、いづれの場合にも、温度測定装置24からの
出力は、好ましくは、続いて説明される如く、装置26
に圧力補正値を設けるコンピュータ23に入力される。
A manifold 20 is provided to provide a seal around the tube and to allow the thermocouple or fiber optic wire to exit the manifold. A thermocouple or fiber optic line at the surface is designated as 54 and follows the temperature measurement device, the output of which is sent to the temperature readout device 25. The manifold has a fluid outlet port that effectively provides a continuation of the line to the valve 7, which is connected by one line to a source of pressurized fluid 22 and by another line to a pressure measuring device 26. and its output is sent to a pressure readout device 27. It is understood that the temperature measurement and readout device may be provided separately or as part of the pressure measurement device 26 and the readout device 27. In either case, however, the output from temperature measuring device 24 is preferably transferred to device 26, as described subsequently.
is input into a computer 23 which provides a pressure correction value for the pressure.

今第1A図を参照すると、ハウジング19の下方端部は
、室16と坑井孔の間の流体連通を確立する入りロポー
ト39を有し、一方、室16の上方端部は、管18と流
体連通にある。熱電対又は光ファイバー線21は、管1
8の端部から室16に延びており、そして好ましくは、
試験流体の下の位置において室において位置付けられ、
こうして盤井流体と接触している。ろ過器組立体36は
、多孔性金属材料又は小メツシユ遮壁から製造され、そ
して固体が室16と管18の間で連通ずるのを防止する
。管18は、組立体28によって頂部プラグ管継ぎ手3
4に物理的に連結され、組立体28はまた、管18と管
継ぎ手34の間の防水シールを設ける。第2又はバック
アップ組立体29は、同様に、管継ぎ手34の下方端部
と管18の間の連結を設ける。熱電対又は光ファイバー
線21は、好ましくは、坑井流体との係合に下方に延び
ているが、管18は、組立体29のすぐ下で終端する。
Referring now to FIG. 1A, the lower end of the housing 19 has an entry port 39 that establishes fluid communication between the chamber 16 and the wellbore, while the upper end of the chamber 16 has an entry port 39 that establishes fluid communication between the chamber 16 and the wellbore. In fluid communication. A thermocouple or fiber optic wire 21 is connected to the tube 1
8 into the chamber 16, and preferably
positioned in the chamber in a position below the test fluid;
In this way, it comes into contact with the Banai fluid. Filter assembly 36 is fabricated from a porous metal material or small mesh barrier and prevents solids from communicating between chamber 16 and tube 18. Pipe 18 is connected to top plug fitting 3 by assembly 28.
4, assembly 28 also provides a watertight seal between tube 18 and fitting 34. A second or backup assembly 29 similarly provides a connection between the lower end of fitting 34 and tube 18 . The thermocouple or fiber optic line 21 preferably extends downward into engagement with the wellbore fluid, while the tube 18 terminates just below the assembly 29.

熱電対線が使用されるならば、熱電対接合部38は、降
下孔流体に直に入り、こうして変動する温度に応答する
。光ファイバー線が使用されるならば、規則的な間隔、
例えば、1メートル間隔における温度測定が、表面から
圧力検査ハウジング19への各検査位置において獲得さ
れる。任意の位置において管18における流体の温度が
獲得され、かつその位置において光ファイバー線に作用
する温度が、その位置における盤井の坑井流体の変化す
る温度にほぼ一致するために、深さの関数としての坑井
孔の完全な温度プロフィルが、光ファイバー・システム
で生成される。それにも拘わらず、光ファイバー線の最
下端部は、好ましくは、坑井流体との係合に延びており
、その結果ハウジング19内の坑井流体温度のより正確
な測定が獲得される。このため、第1図と第1A図に示
されたシステムは、降下孔構成要素と管18が、生産管
が表面に戻されるまで生産管13に連結されたままであ
るために、半永久的な測定システムを特徴とする。
If thermocouple wire is used, the thermocouple junction 38 enters directly into the downhole fluid and thus responds to changing temperatures. If fiber optic lines are used, regular spacing,
For example, temperature measurements at 1 meter intervals are taken at each test location from the surface to the pressure test housing 19. The temperature of the fluid in the tube 18 at any location is obtained and is a function of depth because the temperature acting on the fiber optic line at that location approximately corresponds to the varying temperature of the wellbore fluid in the wellbore at that location. A complete temperature profile of the wellbore is generated with a fiber optic system. Nevertheless, the lowest end of the fiber optic line preferably extends into engagement with the wellbore fluid so that a more accurate measurement of the wellbore fluid temperature within housing 19 is obtained. For this reason, the system shown in FIGS. 1 and 1A provides a semi-permanent measurement because the downhole components and tube 18 remain connected to the production tube 13 until the production tube is returned to the surface. Features a system.

第2図は、生産管からよりも小直径連続管18から坑井
孔に下降される、圧力及び温度監視ンステムの下方部分
の代替的な実施態様を示す。この実施態様において、降
下孔装置は、こうして、小直径管18を収容するための
頂部側板33から成る。側板33は、管18を収容する
ために円筒形内部通路を有する頂部プラグ管継ぎ手34
との係合のための下方ねじ山を有する。管継ぎ手34は
、ねじ山40によって、ハウジング19にねじ連結され
、そしてこれらの本体の間の密封係合が、適切なOリン
グ・シール42によって設けられる。
FIG. 2 shows an alternative embodiment of the lower portion of the pressure and temperature monitoring system being lowered into the wellbore from a smaller diameter continuous pipe 18 than from the production pipe. In this embodiment, the downhole arrangement thus consists of a top side plate 33 for accommodating the small diameter tube 18. The side plate 33 has a top plug fitting 34 having a cylindrical internal passageway to accommodate the tube 18.
It has downward threads for engagement with. The fitting 34 is threadedly connected to the housing 19 by threads 40 and sealing engagement between these bodies is provided by suitable O-ring seals 42.

第2図は、管18と管継ぎ手34を機械的に連結するた
めの組立体28を詳細に示す。部材46は、44におい
て管継ぎ手34にねじ連結され、そして管継ぎ手34に
おける通路と整列された円筒形内部通路を含む。頂部キ
ャップ48は、部材46にねじ込められ、そして46に
関する48のトルク回転は、フェルール45の円筒形内
面に従来の方法において管18を密閉して把持させる。
FIG. 2 shows the assembly 28 for mechanically connecting the tube 18 and the fitting 34 in detail. Member 46 is threadedly connected to fitting 34 at 44 and includes a cylindrical internal passageway aligned with the passageway in fitting 34 . Top cap 48 is screwed onto member 46 and torque rotation of 48 relative to 46 causes the cylindrical inner surface of ferrule 45 to sealingly grip tube 18 in a conventional manner.

類似の部材47は、第2又はバックアップ組立体29に
対して示され、モして47とのねじ係合のための対応す
るキャップ49を含み、こうして同様に管18を把持す
る。側板33は、上方組立体28を物理的に保護し、そ
してスリーブ状拡張部分35は、頂部プラグ管継ぎ手3
4にねじ込められ、そして同様に、下方組立体29のた
めの保護ハウジングを形成する。上記のろ過器組立体3
6は、スリーブ35の下方端部にねじ連結され、そして
坑井流体における固体残がいが管18の内部に侵入する
のを防止する。熱電対又は光ファイバー線21は、好ま
しくは、ろ過器36を通過して下方に延びている。熱電
対線が使用されるならば、熱電対測定接合部38は、こ
うして降下孔共流体と流体連通にある。光ファイバー線
が使用されるならば、熱電対接合部は、必要とされず、
そして光ファイバー線自身は、温度の関数として伝達さ
れたレーザー・パルスにおいて変化を生じさせるために
、降下孔坑井流体にさらされる。
A similar member 47 is shown for the second or backup assembly 29 and includes a corresponding cap 49 for threaded engagement with the second or back-up assembly 29, thus gripping the tube 18 as well. A side plate 33 physically protects the upper assembly 28 and a sleeve-like extension 35 protects the top plug fitting 3.
4 and likewise form a protective housing for the lower assembly 29. Filter assembly 3 above
6 is threadedly connected to the lower end of the sleeve 35 and prevents solid debris in the wellbore fluid from entering the interior of the tube 18. The thermocouple or fiber optic line 21 preferably extends downwardly through the filter 36. If thermocouple wire is used, the thermocouple measurement junction 38 is thus in fluid communication with the downhole fluid. If fiber optic lines are used, thermocouple junctions are not required;
The fiber optic line itself is then exposed to downhole fluid to create a change in the transmitted laser pulse as a function of temperature.

第2図において示された如く、装置は、相応して、単に
管18から坑井孔においてつるされるために適合される
。従って、この実施態様は、生産管が一般に使用されな
い地熱井において、降下孔管温度及び圧力を測定するた
めに特に十分に適する。しかし、技術における当業者は
、第1A図に一般に示された如く、降下孔組立体が、生
産管の下方端部から固定され、この場合、小直径管18
は、設けられた適切なポート17において生産ストリン
グの内部に通過する如く、第2図に示された装置の上方
部分が、容易に変更されることを認識する。
As shown in FIG. 2, the device is correspondingly adapted to be simply suspended in the wellbore from the tube 18. This embodiment is therefore particularly well suited for measuring downhole tube temperatures and pressures in geothermal wells where production tubes are not commonly used. However, those skilled in the art will appreciate that the downhole assembly is secured from the lower end of the production tube, as generally shown in FIG. 1A, in this case the small diameter tube 18.
recognizes that the upper part of the apparatus shown in FIG. 2 can be easily modified to pass into the interior of the production string at the appropriate ports 17 provided.

本発明により、室16の容積は、坑井孔において予期さ
れた最小及び最大圧力を収容するために十分に大きくな
ければならない。この室の必要容積は、部分的に、管に
おける流路の容積に基づき、こうして、管18の内部断
面積、管18の長さ、及び管路21の断面積を考慮に入
れる。
According to the invention, the volume of chamber 16 must be large enough to accommodate the minimum and maximum pressures expected in the wellbore. The required volume of this chamber is based, in part, on the volume of the flow path in the tube, thus taking into account the internal cross-sectional area of tube 18, the length of tube 18, and the cross-sectional area of conduit 21.

降下孔室16は、こうして、米国特許第4.010.6
42号において述べられた如く、少なくとも予備選択さ
れた容積を有する。この最小室容積は、管における試験
流体の容積に基づき、そして室容積は、管内の管路21
の包含によってかなり縮小される。従って、本発明によ
る最小室容積は、管自身の内部断面積よりも、管の内径
と管における熱電対又は光ファイバー線の外径の間の環
体の断面積に基づく。室16の最小容積に関するいっそ
うの詳細は、参照により明細書に組み込まれた米国特許
第4.010.642号において開示される。
The downhole chamber 16 is thus constructed as described in U.S. Patent No. 4.010.6.
42, having at least a preselected volume. This minimum chamber volume is based on the volume of test fluid in the tube, and the chamber volume is
is considerably reduced by the inclusion of Therefore, the minimum chamber volume according to the invention is based on the cross-sectional area of the annulus between the inner diameter of the tube and the outer diameter of the thermocouple or fiber optic wire in the tube, rather than the internal cross-sectional area of the tube itself. Further details regarding the minimum volume of chamber 16 are disclosed in US Pat. No. 4.010.642, incorporated herein by reference.

動作において、熱電対又は光ファイバー線を配置した小
直径管18は、第1A図又は第2図に示された如く、ハ
ウジング19に固定される。それから、ハウジング19
と管18は、坑井孔における所望の検査位置に下降され
、そして弁7は、管18が表面における源22からの所
望の試験流体で満たされる如く操作される。いったん室
16内の所望の試験流体/降下孔流体界面が、獲得され
たならば、弁7は、試験流体源22を遮断するために操
作され、同時に、管18の表面における試験流体圧力に
圧力測定装置26を応答させる。流体温度及び圧力は、
第1図又は第1A図に示された如く、半永久的設備装置
の同−深さにおいてとどまる降下孔装置により連続的に
維持されるか、あるいは、第2図に示された如く、降下
孔装置が盤井を通って上昇又は下降される時間期間で多
様 −な遺択深さにおいて監視される。
In operation, a small diameter tube 18 containing a thermocouple or fiber optic wire is secured to a housing 19, as shown in FIGS. 1A or 2. Then housing 19
The tube 18 is lowered to the desired test location in the wellbore and the valve 7 is operated such that the tube 18 is filled with the desired test fluid from the source 22 at the surface. Once the desired test fluid/downhole fluid interface in chamber 16 has been obtained, valve 7 is operated to shut off test fluid source 22 while simultaneously applying pressure to the test fluid pressure at the surface of tube 18. The measuring device 26 is made to respond. Fluid temperature and pressure are
Either maintained continuously by a downhole system that remains at the same depth of a semi-permanent installation, as shown in Figure 1 or 1A, or a downhole system, as shown in Figure 2. The time period during which the wafer is raised or lowered through the well is monitored at various depths.

流体の熱圧縮特性が既知であるならば、多様な形式の試
験流体が、管18の内部と室16の部分を満たすために
使用される。窒素とヘリウムの両方が、部分的に、これ
らに流体の各々に対して”Z因子”と時々呼ばれる圧縮
性因子が、一般に見られる降下孔流体圧力と温度の範囲
において非常に公知であるために、試験流体として特に
適切であると見いだされた。
Various types of test fluids can be used to fill the interior of tube 18 and portions of chamber 16, provided the thermocompressive properties of the fluid are known. Both nitrogen and helium are highly compressible, in part because the compressibility factor, sometimes referred to as the "Z-factor" for each of these fluids, is very well known over the range of commonly found downhole fluid pressures and temperatures. , was found to be particularly suitable as a test fluid.

技術における当業者は、熱電対線が管18内に置かれ、
かつ管が上記の如く使用されたならば、盤井の所望の検
査位置における坑井流体の温度は、熱電対接合部によっ
て生成された起電力を測定する表面装置によって容易に
かつ信頼性をもって監視されることを認識する。熱電対
線は、こうして、坑井流体と接触した熱電対接合部38
から表面における測定装置24に温度の指示を伝達する
。所望ならば、これらの温度読み値は、都合の良いこと
に、25において出力され、そして任意の数の適切な記
録手段において維持される。
Those skilled in the art will appreciate that the thermocouple wires are placed within tube 18;
And once the tube has been used as described above, the temperature of the wellbore fluid at the desired test location in the wellbore can be easily and reliably monitored by a surface device that measures the emf generated by the thermocouple junction. Recognize that it will happen. The thermocouple wire is thus exposed to the thermocouple junction 38 in contact with the wellbore fluid.
to a measuring device 24 at the surface. If desired, these temperature readings are conveniently output at 25 and maintained on any number of suitable recording means.

代替的に、光ファイバー線は、管18内に置かれ、そし
て管が、使用される。この場合、管内の流体の温度と、
こうして管の外側の坑井流体の近似的な温度は、完全な
坑井孔温度プロフィルが獲得される如く、規則的な間隔
において測定される。
Alternatively, fiber optic lines are placed within tube 18 and the tube is used. In this case, the temperature of the fluid in the pipe,
The approximate temperature of the wellbore fluid outside the tube is thus measured at regular intervals such that a complete wellbore temperature profile is obtained.

光ファイバー・システムは、ファイバー心の局所的な光
散乱力が、ファイバー温度によるという概念に信頼性を
置き、そしてこの関係は、光ファイバー温度測定システ
ムにおける当業者に十分に理解される。本発明のための
適切な光ファイバー・システムは、カリフォルニア州、
バーバンクのYork  V、S、U、P、   5a
lesによって分配されたDTS  System  
I+である。レーザー・パルスは、センサー・ファイバ
ーに発射され、そして一定速度においてファイバーに沿
って移動する。ファイバーに沿って移動する時、パルス
は、シリカ及びドーパント・マトリックスと相互作用し
、エネルギーをすべての方向において散乱させる。光の
幾らかは、有効に反射され、そして表面における源の方
に戻り、この場合それは、光ファイバー・カプラーによ
って検出器に迂回される。源からファイバーに沿った反
射位置への距離が、一定レーザー・パルスの速度と時間
の直接の関数であるために、特定時点における検出器へ
のパワー量が、特定深さにおけるファイバーの温度を決
定するために測定される。この場合、表面における温度
測定装置24は、光フロントエンド、タイマー、A/D
コンバータ、増幅器とマイクロプロセッサ−を含む、Y
orkから商業的に入手可能なセンサー・システムであ
る。
Fiber optic systems rely on the concept that the local light scattering power of the fiber core depends on the fiber temperature, and this relationship is well understood by those skilled in the art of fiber optic temperature measurement systems. A suitable fiber optic system for the present invention is located in California;
Burbank's York V, S, U, P, 5a
DTS System distributed by les
It is I+. A laser pulse is fired into the sensor fiber and travels along the fiber at a constant speed. As it travels along the fiber, the pulse interacts with the silica and dopant matrix, scattering energy in all directions. Some of the light is effectively reflected and returned to the source at the surface, where it is bypassed by a fiber optic coupler to the detector. Because the distance from the source to the reflection location along the fiber is a direct function of the speed and time of a constant laser pulse, the amount of power to the detector at a particular time determines the temperature of the fiber at a particular depth. to be measured. In this case, the temperature measurement device 24 at the surface includes an optical front end, a timer, an A/D
Y including converter, amplifier and microprocessor
The sensor system is commercially available from Ork.

1メートル間隔毎に温度を測定し、かつ1000メート
ルの深さまで延びることができる光システムが、1°C
よりも小さな精度を可能とする。
An optical system that measures temperature every 1 meter and can extend to a depth of 1000 meters is 1°C
allows for precision smaller than .

所望ならば、光システム表面装[24と25は、近くの
井に位置する異なる流体管内に各々延びている多重光路
のために使用される。容易に獲得される温度プロフィル
は、以後十分に説明される如く、より正確な坑井孔圧力
測定値を獲得するために使用されるだけでな(、重大な
温度関連坑井孔状態を指示する。例えば、地熱において
、光システム温度プロフィルは、過熱された水が蒸発す
る深さを指示し、これにより井を変化させるスケールが
形成される初期指示を設ける。油井において、生成され
た温度プロフィルは、井の性能に影響を与えるガスが溶
液から発出する位置を指示する。
If desired, optical system surface fittings [24 and 25] may be used for multiple optical paths, each extending into different fluid conduits located in nearby wells. The easily obtained temperature profile can be used not only to obtain more accurate wellbore pressure measurements, but also to indicate critical temperature-related wellbore conditions, as will be fully explained hereinafter. For example, in geothermal, the light system temperature profile dictates the depth to which superheated water will evaporate, thereby providing an initial indication at which scale is formed that changes the well.In an oil well, the temperature profile produced is , indicating the location where gases exit the solution that affect the performance of the well.

天然ガス井において、この温度プロフィルは、”凍結”
が発生しやすく、修正されないならば生産を停止させる
深さを指示する。
In natural gas wells, this temperature profile is called “freezing”.
Indicates the depth to which problems are likely to occur and will halt production if not corrected.

上記の温度読み値はまた、正確な降下孔流体圧力をより
信頼性をもって決定するために使用される。技術におけ
る当業者は、実際の降下孔流体圧力が、表面において測
定された圧力と、表面から降下孔検査位置に流れる試験
流体の静水圧の関数であることを認識する。試験流体の
静水頭は、表面から降下孔検査位置への垂直深さと、試
験流体のガスこう配の関数である。試験流体の静水圧を
決定するための真の垂直深さは、一般に、既知であり、
あるいは従来の方法によって容易に決定される。試験流
体のガスこう配は、次の公式によって決定される。
The above temperature readings are also used to more reliably determine the exact downhole fluid pressure. Those skilled in the art will recognize that the actual downhole fluid pressure is a function of the pressure measured at the surface and the hydrostatic pressure of the test fluid flowing from the surface to the downhole test location. The hydrostatic head of the test fluid is a function of the vertical depth from the surface to the downhole test location and the gas gradient of the test fluid. The true vertical depth for determining the hydrostatic pressure of the test fluid is generally known and
or easily determined by conventional methods. The gas gradient of the test fluid is determined by the following formula:

上記の公式は、こうして、試験流体の平均温度が既知で
あることを必要とし、そして本発明の技術は、試験流体
の降下孔温度を監視するために容易に使用され、これに
より試験流体の平均温度をより正確に決定し、かつ正し
いガスこう配を決定する。Z因子と共に、試験流体の比
重は、未補正又は近似試験流体圧力読み値と試験流体温
度読み値から十分な精度で決定される。小直径管内の熱
電対線の付加は、降下孔流体の正確な温度測定と、こう
してより正確な平均試験流体温度決定を許容する。小直
径管内の光ファイバー線の使用は、ハウジング19の位
置における降下孔流体と、坑井孔の各増分深さにおける
坑井孔流体の両方の正確な温度測定を許容する。光ファ
イバー温度測定ンステムの重大な利点は、光ファイバー
線での単一小直径管が、完全な坑井孔温度プロフィルを
生成するために使用されることである。この温度プロフ
ィルにより、高度に正確な平均試験流体温度決定が行わ
れ、これにより、より正確な降下孔圧力測定を生ずる。
The above formula thus requires that the average temperature of the test fluid be known, and the technique of the present invention is readily used to monitor the downhole temperature of the test fluid, thereby allowing the average temperature of the test fluid to be known. Determine the temperature more accurately and determine the correct gas gradient. The specific gravity of the test fluid, along with the Z-factor, is determined with sufficient accuracy from uncorrected or approximate test fluid pressure readings and test fluid temperature readings. The addition of thermocouple wire in the small diameter tube allows accurate temperature measurement of the downhole fluid and thus more accurate average test fluid temperature determination. The use of fiber optic lines in small diameter tubing allows accurate temperature measurements of both the downhole fluid at the location of the housing 19 and the wellbore fluid at each incremental depth of the wellbore. A significant advantage of fiber optic temperature measurement systems is that a single small diameter tube of fiber optic line is used to generate a complete wellbore temperature profile. This temperature profile provides a highly accurate average test fluid temperature determination, which results in more accurate downhole pressure measurements.

重大なことに、坑井流体のより正確かつ連続な圧力測定
値が、こうして、本発明により実時間において決定され
る。
Significantly, more accurate and continuous pressure measurements of wellbore fluids are thus determined in real time by the present invention.

第3図は、熱電対又は光ファイバー線と加圧試験流体を
分離するために、坑口から離れた表面において都合良(
位置する適切な多岐管を示す。T形状本体は、管18と
熱電対又は光ファイバー線内部を収容するための入力ポ
ートと、圧力読み値を測定装置26に伝達するために管
と流体連通する出力ポートと、本体56内で試験流体を
密閉しながら、熱電対又は光ファイバー線を温度測定装
置24に伝達するための出力ポートとを設けられ3つの
同一端部キャップ58が、ボートの各々において設けら
れる。端部キャップ58は、フェルール60を管18の
外側円筒形表面52との把持及び密閉係合に押しやるよ
うに、入力ポートにおいて本体56にねじ込められる。
FIG. 3 shows a convenient (
Indicates the appropriate manifold to be located. The T-shaped body has an input port for accommodating a tube 18 and a thermocouple or fiber optic line, an output port in fluid communication with the tube for transmitting pressure readings to a measurement device 26, and a test fluid within the body 56. Three identical end caps 58 are provided on each of the boats, with an output port for transmitting a thermocouple or fiber optic line to the temperature measurement device 24 while sealing the temperature measurement device 24 . End cap 58 is threaded onto body 56 at the input port to force ferrule 60 into gripping and sealing engagement with outer cylindrical surface 52 of tube 18 .

同様に、端部キャップ58は、試験流体を多岐管20の
外側に、かつ測定装置26に伝達させるために、多岐管
20の圧力出力ボートにおいて設けられる。構造的に管
18に類似するスリーブ形状部分66を有する管継ぎ手
64は、端部キャップ58によって本体56に連結され
る。本体56の外側の管継ぎ手64の端部は、温度測定
装置24に延びている熱電対又は光ファイバー線54の
外径を密接に近似する円筒形通路を有する。線54は、
別の端部キャップ62とフェルール68によって管継ぎ
手64に密閉される。多岐管20の設計と構造は本発明
に重要ではないが、多岐管が坑口8から分離した位置に
おいて表面に位置することは、本発明の重大な特徴であ
る。
Similarly, an end cap 58 is provided at the pressure output boat of manifold 20 to communicate test fluid to the outside of manifold 20 and to measurement device 26 . A tube fitting 64 having a sleeve-shaped portion 66 structurally similar to tube 18 is connected to body 56 by an end cap 58 . The outer end of the fitting 64 of the body 56 has a cylindrical passageway that closely approximates the outer diameter of the thermocouple or fiber optic line 54 extending to the temperature measurement device 24 . The line 54 is
Another end cap 62 and ferrule 68 seal to the fitting 64 . Although the design and construction of the manifold 20 is not critical to the invention, the fact that the manifold is located at surface in a location separate from the wellhead 8 is a critical feature of the invention.

本発明による小直径管18は、好ましくは、約0.21
インチよりも小さな内径を有する。熱電対線を収容する
ために、この内径は、約0.10インチよりも大きい。
The small diameter tube 18 according to the invention preferably has a diameter of about 0.21
It has an inner diameter smaller than an inch. To accommodate the thermocouple wire, this inner diameter is greater than about 0.10 inches.

管の有効容積と、こうし7て断面領域は、米国特許第4
.010,642号において述べられた指針に従う。使
用されたならば、熱電対線は、熱電対線を取り囲む管1
8における試験流体によって生成された非敵性環境によ
って与えられた保護と、第4図に示された構造によって
与えられた物理的な保護との組み合わせにより、高信頼
性を有する2つの異種の金属導体を含む。
The effective volume and thus the cross-sectional area of the tube are described in U.S. Pat.
.. 010,642. If used, the thermocouple wires are connected to the tube 1 that surrounds the thermocouple wires.
The combination of the protection afforded by the non-hostile environment created by the test fluid in FIG. 8 and the physical protection provided by the structure shown in FIG. including.

この物理的な構造は、この熱電対線が本発明により置か
れた非敵性環境のために、整弁に延びている熱電対線に
比較して、比較的安価である。2つの異種金属導体は、
降下孔流体と係合されることによるか、又は降下孔流体
のすぐ上の試験流体に位置付けられることにより、降下
孔流体温度を測定するために、ハウジング19の室内に
位置する熱電対接合部を形成するために結合される。後
者の状況は、こうして変動する降下孔流体温度を検出す
るために、低速の応答時間となる。
This physical construction is relatively inexpensive compared to thermocouple wires extending to the valve due to the non-hostile environment in which the thermocouple wires are placed according to the present invention. Two dissimilar metal conductors are
A thermocouple junction located within the chamber of the housing 19 is used to measure downhole fluid temperature by being engaged with the downhole fluid or by being positioned in the test fluid directly above the downhole fluid. combined to form. The latter situation thus results in slow response times to detect varying downhole fluid temperatures.

光ファイバー線の実施態様において、線における2つの
光ファイバーは、単一光ファイバー・ループの半部であ
り、ループの両方の端部は、表面にあり、そしてループ
の中央部分は、ハウジング19内にある。再び、光ファ
イバー・ループに対する高信頼性と縮小された被覆費用
は、光ファイバー線を取り囲む管18における試験流体
によって生成された非敵性環境の結果として獲得される
In the fiber optic line embodiment, the two optical fibers in the line are halves of a single optical fiber loop, with both ends of the loop at the surface and the central portion of the loop within the housing 19. Again, high reliability and reduced coating costs for the optical fiber loop are obtained as a result of the non-hostile environment created by the test fluid in the tube 18 surrounding the optical fiber line.

多重温度点が測定されるが、フィート当たりの光ファイ
バー・システムの費用は、熱電対システムの費用にほぼ
等しい。管18は、光ファイバー線上に適用された被覆
の費用を縮小するだけでなく、光ファイバー線自身が、
一般に非常に軽くかつ柔軟であるために、動的坑井にお
ける流速に耐えることができないという点において、そ
のような管によって保護されないならば坑井孔における
光ファイバー温度測定システムが受ける重大な制限を克
服する。光ファイバー線は、多分この困難を最小にする
ように検量されるが、増大された重量は、深い坑井にお
いて使用されたならば、光ファイバー線の推奨強度を超
過する。管18において光ファイバー線を閉鎖すること
により、線は、この発明の坑井孔圧力測定概念を犠牲に
する非敵性かつ本質的に静的な環境において保護される
Although multiple temperature points are measured, the cost per foot of a fiber optic system is approximately equal to the cost of a thermocouple system. Tube 18 not only reduces the cost of coatings applied on the fiber optic line, but also allows the fiber optic line itself to
Overcomes the significant limitations of fiber optic temperature measurement systems in the wellbore if not protected by such tubes, in that they are generally too light and flexible to withstand the flow velocities in dynamic wellbore do. Fiber optic lines are likely calibrated to minimize this difficulty, but the increased weight exceeds the recommended strength of fiber optic lines if used in deep wells. By closing the fiber optic line in tube 18, the line is protected in a non-hostile and essentially static environment sacrificing the wellbore pressure measurement concept of this invention.

本発明によって測定される降下孔流体は、表面よりも1
.000フイート以下であるために、管が製造された後
、小直径管に熱電対又は光ファイバーを挿入することは
、不可能ではないとしても、困難である。そのような挿
入は大直径管に対して可能であるが、管18の小直径と
、関連した低費用と低容積は、発明の重大な特徴である
。従って、熱電対又は光ファイバー線21は、好ましく
は、管が製造される時、管18に挿入される。第4図は
、管状部材を形成するために、適切な押出ダイ(図示さ
れていない)によって曲げられた、管を形成するために
使用された平たんシート金属ストック17を示す。管は
、連続溶接72によって隣接端面を密封することにより
完成される。熱電対又は光ファイバー線21は、好まし
くは、シート金属70に対して置かれ、かつ溶接プロセ
ス中溶接72から離れて保持され、その結果管18は、
線の回りに有効に形成され、かつ溶接17からの熱は、
線21に損傷を与えない。第4図は、比較的低費用の外
側ステンレス鋼さや74を具備する線21を示す。熱電
対線に対して、導線76と78は、さや内に位置付けら
れ、かつ絶縁材料80によ、って相互にかつさやから電
気的に隔離される。
The downhole fluid measured by the present invention is 1 below the surface.
.. 000 feet or less, it is difficult, if not impossible, to insert thermocouples or optical fibers into small diameter tubes after the tubes are manufactured. Although such insertion is possible for large diameter tubes, the small diameter of tube 18 and the associated low cost and volume are important features of the invention. Accordingly, thermocouple or fiber optic wire 21 is preferably inserted into tube 18 when the tube is manufactured. FIG. 4 shows flat sheet metal stock 17 used to form a tube, bent by a suitable extrusion die (not shown) to form a tubular member. The tube is completed by sealing the adjacent end faces with continuous welds 72. Thermocouple or fiber optic wire 21 is preferably placed against sheet metal 70 and kept away from weld 72 during the welding process so that tube 18
The heat from the weld 17 effectively formed around the wire is
Do not damage the wire 21. FIG. 4 shows wire 21 with a relatively low cost outer stainless steel sheath 74. For thermocouple wires, conductors 76 and 78 are positioned within the sheath and electrically isolated from each other and from the sheath by an insulating material 80.

光ファイバー線に対して、光ファイバーは、さや内に位
置付けられ、すなわち、相互に又はさや74から絶縁さ
れる又はされない。光ファイバー・システムにおいて、
さや74は、適切な被覆又は包装で置き換えられる。多
様な熱電対線と熱電対接合部が、本発明により使用され
るが、適切な熱電対線は、酸化マグネシウム絶縁材料で
製造され、そして接合部を保護しかつ漂遊起電力信号を
最小にするさや端部から電気的に隔離された非接地測定
接合部を使用する。適切な光ファイバー線は、好ましく
は、第4図に示された方法において、管18内に置かれ
る前に、さやに入れる又は被覆される。適切な被覆は、
管18内の予期温度により、そして被覆は、特に線が非
敵性流体によって保護されるために、−100’″C〜
+6009C以上の条件に耐えるために利用可能である
。組立体29とハウジング19内の線の最後の数メート
ルは管18によって保護されないために、所望ならば、
新種かつ高価な被覆が、(設置された光ファイバー線の
最下方部分である)光ファイバー・ループの中央部分に
適用される。
For fiber optic lines, the optical fibers are located within a sheath, ie, isolated from each other or from the sheath 74 or not. In fiber optic systems,
Sheath 74 may be replaced with a suitable covering or wrapping. Although a wide variety of thermocouple wires and thermocouple junctions may be used in accordance with the present invention, suitable thermocouple wires are made of magnesium oxide insulating material to protect the junction and minimize stray emf signals. Use an ungrounded measurement joint that is electrically isolated from the sheath end. Suitable fiber optic lines are preferably sheathed or coated before being placed within tube 18 in the manner shown in FIG. A suitable covering is
Due to the expected temperature in the tube 18 and the coating, especially since the wire is protected by a non-hostile fluid, the temperature ranges from -100'''C to
It can be used to withstand conditions of +6009C or higher. If desired, the last few meters of the wire in assembly 29 and housing 19 are not protected by tube 18.
A new and expensive coating is applied to the central portion of the fiber optic loop (the lowermost portion of the installed fiber optic line).

第5図は、本発明による光ファイバー圧力及び温度シス
テムを示す。組立体29におけ降下孔構成要素は、光シ
ステムの多重温度点測定特性により、いっそうの柔軟性
が許容されることを除いて、前述されたものに類似する
。第5図に示された実施態様において、光ファイバー線
82は、管18内に収容され、かつ坑井流体16と係合
した位Wにおいて、検査ハウジング19内で終端するた
めに、管継ぎ手34を通って延びている。しかし、光フ
ァイバー・システムは多重点温1測定値を許容するため
に、光ファイバー線82が坑井流体に係合しないとして
も、信頼性のある坑井孔温度プロフィルと正確な坑井孔
圧力補償信号が生成される。補償用の補正信号の合理的
な精度のために、光ファイバー線は、組立体29に合理
的に接近した位置に延びており、そして好ましくは、ハ
ウジング19の頂部から検査ハウジング19の長さの2
倍内の深さに延びている。従って、光ファイバー線82
は、組立体29のすぐ上の管18内に完全に設けられ(
この場合特殊な被覆は線の下方部分に対して必要とされ
ない)、坑井流体との係合に延びており、あるいはある
位置で終端する。
FIG. 5 shows a fiber optic pressure and temperature system according to the present invention. The downhole components in assembly 29 are similar to those described above, except that the multiple temperature point measurement nature of the optical system allows for more flexibility. In the embodiment shown in FIG. 5, the fiber optic line 82 is housed within the tube 18 and connected to the tube fitting 34 to terminate within the test housing 19 at a point W in engagement with the wellbore fluid 16. It extends through. However, fiber optic systems allow multiple temperature measurements, thereby providing a reliable wellbore temperature profile and accurate wellbore pressure compensation signal even though the fiber optic line 82 does not engage the wellbore fluid. is generated. For reasonable accuracy of the correction signal for compensation, the fiber optic line extends reasonably close to the assembly 29 and preferably extends from the top of the housing 19 to the length of the test housing 19.
Extends to a double depth. Therefore, the optical fiber line 82
is located entirely within tube 18 directly above assembly 29 (
In this case no special coating is required for the lower part of the line), extending into engagement with the wellbore fluid, or terminating at some point.

第5図は、前述の管継ぎ手9を介して、坑口8を出る管
18を示す。多岐管20.弁7、試験流体源22、圧力
測定装置26と圧力読み出し装置27は、各々、表面に
おいて位置し、そして前述されている。光ファイバー線
82は、管18によって保護されない多岐管20から出
て、そして光ファイバーは相互に隔離される必要はない
が、適切な層88によって構造的に包装又は被覆された
光ファイバー84と86を具備して示される。また、第
5図は、温度測定装置24に延びている付加的な光ファ
イバー線82Aと82Bを示し、そしてこれらの線の各
々は、隣接する坑井孔に延びている類似の管18内の線
に対応する。一つの実施態様において、装置24は、光
フロントエンド装置90、レーザー・パルサー91、タ
イマー92、電子回路パッケージ93、マイクロプロセ
ッサ−94と検出器95を具備する。タイマー92は、
光フロントエンド装置90を通過するレーザー・バース
トを断続的に生成するために、パルサー91を制御する
。各検査地点において、このレーザー・パルスの部分は
、表面に反射され、そして検出器95によって測定され
る。タイマー92、電子回路93とマイクロプロセッサ
−94は、検出器から出力を受信するために協同し、か
つ前述の如く、検査地点の各々における温度を決定する
。精度の増大のために線82においてファイバー84と
86を含む光ファイバー・ループを有することが好まし
いが、単一光ファイバーが、装置24から組立体29に
隣接する降下孔位置に延びている線82において使用さ
れる。また、熱電対線又は光ファイバー線以外の管18
内の温度検出線が、多分、本発明により降下孔温度を測
定するために使用される。
FIG. 5 shows the pipe 18 exiting the wellhead 8 via the pipe fitting 9 described above. Manifold 20. Valve 7, test fluid source 22, pressure measuring device 26 and pressure readout device 27 are each located on the surface and have been described above. Fiber optic line 82 exits manifold 20 unprotected by tube 18 and comprises optical fibers 84 and 86 structurally wrapped or covered by a suitable layer 88, although the optical fibers need not be isolated from each other. is shown. FIG. 5 also shows additional fiber optic lines 82A and 82B extending to the temperature measurement device 24, and each of these lines is connected to a line in a similar tube 18 extending into an adjacent wellbore. corresponds to In one embodiment, device 24 includes an optical front end device 90, a laser pulser 91, a timer 92, an electronics package 93, a microprocessor 94 and a detector 95. The timer 92 is
A pulser 91 is controlled to intermittently generate laser bursts that pass through an optical front end device 90 . At each inspection point, a portion of this laser pulse is reflected from the surface and measured by detector 95. Timer 92, electronics 93 and microprocessor 94 cooperate to receive output from the detector and determine the temperature at each of the test points, as described above. Although it is preferred to have a fiber optic loop including fibers 84 and 86 in line 82 for increased accuracy, a single optical fiber is used in line 82 extending from device 24 to a downhole location adjacent assembly 29. be done. In addition, tubes other than thermocouple wires or optical fiber wires 18
The temperature sensing line within is possibly used to measure the downhole temperature according to the present invention.

本発明の利点の一つは、−本の線が坑井孔において設置
される必要があるが、降下孔流体の温度及び圧力読み値
が、表面において容易に獲得されることである。光ファ
イバー・システムにより、多重整弁温度測定値が、管1
8の直径は多重熱電対線を収容するために増大される必
要なしに、獲得され、これにより、費用の大きな増大な
しにシステムの融通性と精度を増大させる。2つの線よ
りも1つの線の使用は、盤井に下降された時、2つ以上
の線の長い長さに通常関連したねじれ問題が回避される
ために、本発明によるシステムの信頼性を実質的に増大
させる。システムの修理に関連した遅れと費用と共に、
多重線を使用するシステムの問題の信頼性は、単一線が
圧力と温度を信頼性をもって測定するために使用される
ことから、本発明によって回避される。
One of the advantages of the present invention is that - although lines need to be installed in the wellbore, temperature and pressure readings of the downhole fluid are easily obtained at the surface. A fiber optic system allows multiple valve temperature measurements to be
The diameter of 8 is obtained without having to be increased to accommodate multiple thermocouple wires, thereby increasing the flexibility and accuracy of the system without significantly increasing cost. The use of one wire rather than two wires increases the reliability of the system according to the invention since the twisting problems normally associated with long lengths of two or more wires when lowered into the well are avoided. substantially increase. along with the delays and costs associated with repairing the system.
The reliability problems of systems using multiple wires are avoided by the present invention since a single wire is used to reliably measure pressure and temperature.

熱電対又は光ファイバー線が、小直径管における不活性
試験流体によって実質的に保護されることが、本発明の
いっそうの利点である。熱電対又は光ファイバー線は、
好ましくは、ワイヤ又は光ファイバーが試験流体にさら
されない如く、全長でさやに入れられるが、熱電対又は
光ファイバー線自身は、敵性かつ一般に腐食性の整弁環
境にさらされない。試験流体は、坑口の外側にある多岐
管の位置において密閉され、その結果電気接合部は、坑
口又は整弁のいづれにも必要でない。熱電対又は光ファ
イバー線は、選択された試験流体によって実質的に保護
されるために、線21の金属さやは、腐食性及び敵性整
弁流体がら熱電対ワイヤ又は光ファイバーを保護するた
めに必要な新種材料よりも、実質的に安価なステンレス
鋼又は他の材料から製造される。
It is a further advantage of the present invention that the thermocouple or fiber optic line is substantially protected by the inert test fluid in the small diameter tube. Thermocouple or fiber optic wire
Preferably, the entire length of the wire or fiber optic is sheathed so that it is not exposed to the test fluid, but the thermocouple or fiber optic line itself is not exposed to the hostile and generally corrosive valving environment. The test fluid is sealed at the manifold location outside the wellhead, so that no electrical connections are required at either the wellhead or the valve control. Because the thermocouple or fiber optic wire is substantially protected by the selected test fluid, the metal sheath of the wire 21 is a novelty needed to protect the thermocouple wire or fiber optic from corrosive and hostile valve control fluids. Manufactured from stainless steel or other materials that are substantially cheaper.

本発明の特定の実施態様が示されがら記載されたが、い
っそうの変更と修正が、発明の精神と範囲を逸脱するこ
となしに行われることは明らかである。このため、特許
請求の範囲は、そのような変更と修正を包含することが
意図される。
While particular embodiments of the invention have been shown and described, it will be obvious that further changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that the following claims cover such changes and modifications.

本発明の主蛙る特徴及び態様は以下のとおりである。Main features and aspects of the present invention are as follows.

1、所望の深さにおいて整弁における降下孔流体の変動
する圧力と温度を連続的に測定するための装置において
、 盤井内に配置され、かつ表面から所望の深さに連続的に
延びている流路を有する管と、 管から所望の深さにおいて整弁においてつるされたハウ
ジングであり、降下孔流体と管における流路と流体連通
にある室を規定するハウジングと、選択された流体と室
内の降下孔流体の界面を形成するために、選択された流
体で、管における流路とハウジングにおける室の部分を
初期的に加圧するための表面における加圧試験流体源と
、管と加圧試験流体源の間の流体連通を選択的に隔離す
るための弁と、 管の流路内に配置され、かつハウジングに隣接した降下
孔流体温度を検出するために、表面から降下孔における
ハウジングに隣接した位置に延びている光ファイバー線
と、 流路内の選択された流体を密閉するための表面における
多岐管であり、管と光ファイバー線を密閉して収容する
ための入力ポートと、多岐管内の選択された流体を密閉
しながら、多岐管から熱電対線を向けるための光ファイ
バー出口ポートと、多岐管から加圧選択流体を向けるた
めの流体出口ポートとを有する多岐管と、 所望の深さにおける降下孔流体圧力を決定するために、
選択された流体の流体圧力を測定するために、多岐管の
流体出口ポートと流体連通にある表面における圧力測定
装置と、 多岐管から延びている光ファイバー線を収容し、かつ所
望の深さにおいて降下孔流体の温度を測定するために表
面における温度測定装置とを具備する装置。
1. A device for continuously measuring the fluctuating pressure and temperature of downhole fluid in a valve control at a desired depth, the device being placed within the well and extending continuously from the surface to the desired depth. a tube having a flow path, a housing suspended in a valve at a desired depth from the tube and defining a chamber in fluid communication with the downhole fluid and the flow path in the tube; A pressurized test fluid source at the surface of the tube and the pressurized test fluid source to initially pressurize the channel in the tube and the chamber portion in the housing with a selected fluid to form a downhole fluid interface for the test. a valve for selectively isolating fluid communication between the fluid source and a valve disposed within the flow path of the tube and adjacent the housing in the downhole from the surface for sensing downhole fluid temperature adjacent the housing; an input port for sealingly accommodating the tube and the fiber optic line, and a manifold at the surface for sealing the selected fluid in the flow path; a manifold having a fiber optic exit port for directing a thermocouple wire from the manifold and a fluid exit port for directing a pressurized selected fluid from the manifold while enclosing the fluid contained therein; and a drop at a desired depth. To determine the pore fluid pressure,
a pressure measuring device at a surface in fluid communication with the fluid outlet port of the manifold and a fiber optic line extending from the manifold and descending at a desired depth to measure the fluid pressure of the selected fluid; and a temperature measuring device at the surface for measuring the temperature of the pore fluid.

2、管とハウジングを相互連結するために、各々物理的
に管と防水係合にある第1及び第2の軸方向に間隔をあ
けたコネクタをさらに具備する上記1に記載の装置。
2. The apparatus of claim 1 further comprising first and second axially spaced connectors each in physical sealing engagement with the tube for interconnecting the tube and the housing.

3、温度測定装置から温度信号を受信し、かつ降下孔流
体の測定温度の値関数として流体圧力を決定するために
補正値を出力するための表面における計算手段をさらに
具備する上記1に記載の装置。
3. The method according to claim 1, further comprising calculation means on the surface for receiving the temperature signal from the temperature measuring device and for outputting a correction value for determining the fluid pressure as a function of the value of the measured temperature of the downhole fluid. Device.

4、光ファイバー線が、室内に位置付けられ、かつ降下
孔流体と係合される上記1に記載の装置。
4. The apparatus of claim 1, wherein the fiber optic line is positioned within the chamber and engaged with the downhole fluid.

5、選択された流体が、窒素とヘリウムから成るグルー
プから選択される上記1に記載の装置。
5. The device of 1 above, wherein the selected fluid is selected from the group consisting of nitrogen and helium.

6、降下孔流体における固体が管に通過するのを防止す
るためにハウジング内に位置付けられたろ過器であり、
光ファイバー線を収容するための通路と、光ファイバー
線をろ過器の外側にかつ降下孔流体との係合に通過させ
るための出口ポートとを有するろ過器をさらに具備する
上記1に記載の装置。
6. a filter positioned within the housing to prevent solids in the downhole fluid from passing into the tube;
2. The apparatus of claim 1, further comprising a filter having a passage for receiving a fiber optic line and an exit port for passing the fiber optic line outside the filter and into engagement with downhole fluid.

7、温度測定装置に応答して、降下孔流体温度の指示を
出力するための温度読み出し装置をさらに具備する上記
1に記載の装置。
7. The apparatus of claim 1, further comprising a temperature readout device for outputting an indication of downhole fluid temperature in response to the temperature measurement device.

8、所望の深さにおいて盤井における降下孔流体の変動
する圧力と温度を監視するための装置において、 整弁内に配置され、かつ表面から整弁における所望の深
さに連続的に延びている流路を有する管と、整弁におい
てつるされ、かつ降下孔流体と管における流路と流体連
通にある室を規定するハウジングと、 選択された流体と室内の降下孔流体の界面を形成するた
めに、選択された流体で、管における流路とハウジング
における室の部分とを初期的に加圧するための表面にお
ける加圧試験流体源と、管の流路内に位置付けられ、か
つ表面から整弁におけるハウジングの方に延びている温
度検出線と、流路内に選択された流体を密閉するための
表面における多岐管であり、管と温度検出線を密閉して
収容するだめの入力ポートと、多岐管内で選択された流
体を密閉しながら、多岐管から温度検出線を向けるため
の温度検出線出口ボートと、多岐管から加圧選択流体を
向けるための流体出口ボートとを有する多岐管と、 表面における圧力監視装置であり、所望の深さにおいて
降下孔流体圧力を決定するために、選択された流体の流
体圧力を監視するための多岐管の流体出口ポートと流体
連通にある圧力監視装置と、多岐管から延びている温度
検出線を収容し、かつ降下孔流体の温度を監視するため
の表面における温度監視装置とを具備する装置。
8. A device for monitoring the fluctuating pressure and temperature of a downhole fluid in a well at a desired depth, the device being disposed within the valve well and extending continuously from the surface to the desired depth in the valve well; a housing defining a chamber suspended in the valve and in fluid communication with the downhole fluid and the flow path in the tube; and forming an interface between the selected fluid and the downhole fluid in the chamber. a source of pressurized test fluid at the surface for initially pressurizing the flow path in the tube and the chamber portion in the housing with a selected fluid; A temperature sensing line extending toward the housing in the valve, a manifold at the surface for sealing the selected fluid within the flow path, and an input port for sealingly accommodating the tube and temperature sensing line. , a manifold having a temperature sensing wire exit boat for directing a temperature sensing wire from the manifold while sealing a selected fluid within the manifold, and a fluid exit boat for directing a pressurized selected fluid from the manifold; , a pressure monitoring device at the surface and in fluid communication with the fluid outlet port of the manifold for monitoring the fluid pressure of the selected fluid to determine the downhole fluid pressure at a desired depth; and a temperature monitoring device at a surface for accommodating a temperature sensing line extending from the manifold and monitoring the temperature of the downhole fluid.

9、温度検出線が、その端部が表面にある光ファイバー
・ループを有する光ファイバー線であり、光ファイバー
線が、盤井におけるハウジングに隣接した少なくとも深
さまで管内の降下孔に延びている上記8に記載の装置。
9. The temperature sensing line is a fiber optic line having a fiber optic loop at its end on the surface, the fiber optic line extending into the downhole in the tube at least to a depth adjacent to the housing in the well. equipment.

10、光ファイバー線である温度検出線と、光ファイバ
ー線によ′り降下孔に光パルスを断続的に生成しかつ伝
達するための表面におけるレーザー・パルサーと、 表面に降下孔反射されたレーサー・パルスを受信し、か
つ降下孔流体温度を指示する信号を出力するための表面
における検出器とを具備する上記8に記載の装置。
10. A temperature sensing line which is a fiber optic line, a laser pulser at the surface for intermittently generating and transmitting light pulses to the downhole by the fiber optic line, and a laser pulse reflected from the downhole at the surface. and a detector at the surface for receiving and outputting a signal indicative of downhole fluid temperature.

11、ハウジングが、表面から所望の深さに延びており
、かつ表面と盤井の間に流体を伝達するための流路を有
する生産管から盤井においてつるされる上記8に記載の
装置。
11. The apparatus of claim 8, wherein the housing is suspended in the well from a production pipe extending to a desired depth from the surface and having a flow path for communicating fluid between the surface and the well.

12、温度監視装置から温度信号を受信し、かつ降下孔
流体の監視温度の関数として流体圧力を決定するために
補正値を出力するための表面における計算手段をさらに
具備する上記8に記載の装置。
12. The apparatus of claim 8, further comprising calculation means at the surface for receiving the temperature signal from the temperature monitoring device and for outputting a correction value for determining fluid pressure as a function of the monitored temperature of the downhole fluid. .

13 圧力監視装置に応答して降下孔流体圧力の指示と
、計算手段からの補正値を出力するための圧力読み出し
装置をさらに具備する上記12に記載の装置。
13. The device according to item 12, further comprising a pressure reading device for outputting an indication of the downhole fluid pressure and a correction value from the calculation means in response to the pressure monitoring device.

14、所望の深さにおいて整弁における降下孔流体の変
動する圧力と温度を監視する方法において、 盤井へ温度検出を有する管を下降させ、管は、表面から
所望の深さに連続的に延びている流路を有し、そして温
度検出線は、表面から所望の深さの隣接まで延びている
ことと、 ハウジングを盤井における所望の深さに下降させ、ハウ
ジングは、盤井における降下孔流体と管における流路と
に流体連通にある室を規定することと、選択された流体
と、ハウジングにおける室内の降下孔流体との界面を形
成するために、選択された流体で、管における流路とハ
ウジングにおける室の部分とを加圧することと、 表面において、管から温度検出線を出力しながら流路内
の選択された流体を密閉することと、所望の深さにおけ
る降下孔流体の流体圧力を決定するために、表面におい
て管における選択された流体の圧力を監視することと、 所望の深さにおいて降下孔流体の温度を決定するために
、表面において温度検出線を監視することとを含む方法
14. In a method of monitoring the fluctuating pressure and temperature of downhole fluid in a regulating valve at a desired depth, lowering a tube with temperature sensing into the well, the tube being continuously lowered from the surface to the desired depth. lowering the housing to the desired depth in the well, and lowering the housing to the desired depth in the well, and lowering the housing to the desired depth in the well; in the tube with a selected fluid to define a chamber in fluid communication with the bore fluid and a flow path in the tube and to form an interface between the selected fluid and the downhole fluid in the chamber in the housing. pressurizing the channel and a portion of the chamber in the housing; sealing the selected fluid in the channel while outputting a temperature sensing line from the tube at the surface; and depositing the downhole fluid at a desired depth. monitoring the pressure of the selected fluid in the tube at the surface to determine the fluid pressure; and monitoring a temperature sensing line at the surface to determine the temperature of the downhole fluid at the desired depth. method including.

15、表面がら所望の深さに延びている生産管から整弁
における所望の深さにおいてハウジングをつるすことと
、 生産管の管外部を位置付けることと、 生産管の外部から・・ウンングにおける室に管を通過さ
せるために、生産管を通ってポートを形成することとを
さらに含む上記14に記載の方法。
15. Suspending the housing at the desired depth in the valve adjustment from the production pipe extending from the surface to the desired depth, positioning the outside of the production pipe, and from the outside of the production pipe into the chamber in the opening. 15. The method of claim 14, further comprising forming a port through the production tube for passage of the tube.

16 温度検出線が、光ファイバー線であることと、 光ファイバー線を通って降下孔に光パルスを断続的に伝
達することと、 表面に降下孔反射された光パルスを検出し、かつそれに
応答して降下孔流体温度を指示する信号を出力すること
とをさらに含む上記14に記載の方法。
16. The temperature detection line is a fiber optic line, intermittently transmits light pulses to the downhole through the fiber optic line, and detects and responds to the light pulses reflected from the downhole on the surface. 15. The method of claim 14, further comprising outputting a signal indicative of downhole fluid temperature.

17 降下孔流体の決定された温度の関数として、降下
孔流体の流体圧力を計算することをさらに含む上記14
に記載の方法。
17. 14 above, further comprising calculating a fluid pressure of the downhole fluid as a function of the determined temperature of the downhole fluid.
The method described in.

18、管からハウジングをつるすことと、管とハウジン
グを盤井における所望の深さに同時に下降することとを
さらに含む上記14に記載の方法。
18. The method of claim 14, further comprising suspending the housing from the tube and simultaneously lowering the tube and housing to the desired depth in the well.

19、降下孔流体圧力が、管とつるされたハウジングが
整弁内で下降された時、整弁における多様な選択された
深さにおいて監視される上記18に記載の方法。
19. The method of claim 18, wherein downhole fluid pressure is monitored at various selected depths in the valve as the tube and the suspended housing are lowered within the valve.

20.所望の深さに延びている管の重量と、ハウジング
の重量の関数として、−様な材料強度と−様な断面領域
を有する管を選択することをさらに含む上記18に記載
の方法。
20. 19. The method of claim 18, further comprising selecting tubes having different material strengths and different cross-sectional areas as a function of the weight of the tube extending to the desired depth and the weight of the housing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、生産用炭化水素回収弁の坑井孔における本発
明による圧力及び温度監視システムの部分的に断面の絵
画図。 第1A図は、第1図に示された圧力及び温度監視システ
ムの一部の部分的に断面の簡略絵画図。 第2図は、小直径管から坑井孔においてつるされた圧力
及び温度監視システムの適切な降下孔部分の詳細な断面
図。 第3図は、圧力と温度が適切な表面装置によって監視さ
れる如く、加圧試験流体と熱電対又は光ファイバー線を
分離するための適切な表面多岐管の詳細な断面図。 第4図は、本発明による検査管において熱電対又は光フ
ァイバー線を設置するための適切な技術の簡略絵画図。 第5図は、降下孔圧力及び温度を正確に決定するために
、この発明による光ファイバー・システムの表面構成要
素の簡略絵画及びブロック図。 7・・・弁 11・・・ケーシング 13・・・ストリング 16・・・室 18・・・連続管 19・・・ハウジング 20・・・多岐管 21・・・ファイバー線 26・・・圧力測定装置 27・・・圧力読み出し装置 39・・・入りロポート
FIG. 1 is a partially cross-sectional pictorial diagram of a pressure and temperature monitoring system according to the present invention in a production hydrocarbon recovery valve wellbore. FIG. 1A is a simplified pictorial diagram, partially in cross-section, of a portion of the pressure and temperature monitoring system shown in FIG. 1; FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of a suitable downhole section of a pressure and temperature monitoring system suspended in the wellbore from small diameter tubing. FIG. 3 is a detailed cross-sectional view of a suitable surface manifold for separating a pressurized test fluid and a thermocouple or fiber optic line such that pressure and temperature are monitored by suitable surface devices. FIG. 4 is a simplified pictorial diagram of a suitable technique for installing thermocouples or fiber optic lines in a test tube according to the present invention. FIG. 5 is a simplified pictorial and block diagram of the surface components of a fiber optic system according to the present invention for accurately determining downhole pressure and temperature. 7 Valve 11 Casing 13 String 16 Chamber 18 Continuous pipe 19 Housing 20 Manifold 21 Fiber line 26 Pressure measuring device 27...Pressure reading device 39...Enter port

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、所望の深さにおいて盤井における降下孔流体の変動
する圧力と温度を連続的に測定するための装置において
、 盤井内に配置され、かつ表面から所望の深さに連続的に
延びている流路を有する管と、 管から所望の深さにおいて盤井においてつるされたハウ
ジングであり、降下孔流体と管における流路と流体連通
にある室を規定するハウジングと、選択された流体と室
内の降下孔流体の界面を形成するように、選択された流
体で、管における流路とハウジングにおける室の部分を
初期的に加圧するための表面における加圧試験流体源と
、 管と加圧試験流体源の間の流体連通を選択的に隔離する
ための弁と、 管の流路内に配置され、かつハウジングに隣接した降下
孔流体温度を検出するために、表面から降下孔における
ハウジングに隣接した位置に延びている光ファイバー線
と、 流路内の選択された流体を密閉するための表面における
多岐管であり、管と光ファイバー線を密閉して収容する
ための入力ポートと、多岐管内の選択された流体を密閉
しながら、多岐管から熱電対線を向けるための光ファイ
バー出口ポートと、多岐管から加圧選択流体を向けるた
めの流体出口ポートとを有する多岐管と、 所望の深さにおける降下孔流体圧力を決定するために、
選択された流体の流体圧力を測定するために、多岐管の
流体出口ポートと流体連通にある表面における圧力測定
装置と、 多岐管から延びている光ファイバー線を収容し、かつ所
望の深さにおいて降下孔流体の温度を測定するために表
面における温度測定装置とを具備する装置。 2、所望の深さにおいて盤井における降下孔流体の変動
する圧力と温度を監視するための装置において、 盤井内に配置され、かつ表面から盤井における所望の深
さに連続的に延びている流路を有する管と、盤井におい
てつるされ、かつ降下孔流体と管における流路と流体連
通にある室を規定するハウジングと、 選択された流体と室内の降下孔流体の界面を形成するよ
うに、選択された流体で、管における流路とハウジング
における室の部分とを初期的に加圧するための表面にお
ける加圧試験流体源と、管の流路内に位置付けられ、か
つ表面から盤井におけるハウジングの方に延びている温
度検出線と、流路内に選択された流体を密閉するための
表面における多岐管であり、管と温度検出線を密閉して
収容するための入力ポートと、多岐管内で選択された流
体を密閉しながら、多岐管から温度検出線を向けるため
の温度検出線出口ポートと、多岐管から加圧選択流体を
向けるための流体出口ポートとを有する多岐管と、 表面における圧力監視装置であり、所望の深さにおいて
降下孔流体圧力を決定するように、選択された流体の流
体圧力を監視するための多岐管の流体出口ポートと流体
連通にある圧力監視装置と、多岐管から延びている温度
検出線を収容し、かつ降下孔流体の温度を監視するため
の表面における温度監視装置とを具備する装置。 3、所望の深さにおいて盤井における降下孔流体の変動
する圧力と温度を監視する方法において、盤井へ温度検
出を有する管を下降させ、管は、表面から所望の深さに
連続的に延びている流路を有し、そして温度検出線は、
表面から所望の深さの隣接まで延びていることと、 ハウジングを盤井における所望の深さに下降させ、ハウ
ジングは、盤井における降下孔流体と管における流路と
に流体連通にある室を規定することと、選択された流体
と、ハウジングにおける室内の降下孔流体との界面を形
成するために、選択された流体で、管における流路とハ
ウジングにおける室の部分とを加圧することと、 表面において、管から温度検出線を出力しながら流路内
の選択された流体を密閉することと、所望の深さにおけ
る降下孔流体の流体圧力を決定するために、表面におい
て管における選択された流体の圧力を監視することと、 所望の深さにおいて降下孔流体の温度を決定するために
、表面において温度検出線を監視することとを含む方法
[Claims] 1. An apparatus for continuously measuring the fluctuating pressure and temperature of a downhole fluid in a well at a desired depth, comprising: a tube having a continuously extending flow path; a housing suspended in the well at a desired depth from the tube and defining a chamber in fluid communication with the downhole fluid and the flow path in the tube; a source of pressurized test fluid at the surface for initially pressurizing the passageway in the tubing and the portion of the chamber in the housing with a selected fluid to form an interface between the selected fluid and the downhole fluid in the chamber; , a valve for selectively isolating fluid communication between the tube and the source of pressurized test fluid; a fiber optic line extending adjacent to the housing in the downhole and a manifold at the surface for sealing the selected fluid in the flow path and an input port for sealingly receiving the tube and the fiber optic line; and a manifold having a fiber optic exit port for directing a thermocouple wire from the manifold while sealing a selected fluid within the manifold, and a fluid exit port for directing a pressurized selected fluid from the manifold; To determine the downhole fluid pressure at the desired depth,
a pressure measuring device at a surface in fluid communication with the fluid outlet port of the manifold and a fiber optic line extending from the manifold and descending at a desired depth to measure the fluid pressure of the selected fluid; and a temperature measuring device at the surface for measuring the temperature of the pore fluid. 2. A device for monitoring the fluctuating pressure and temperature of a downhole fluid in a well at a desired depth, the device being disposed within the well and extending continuously from the surface to the desired depth in the well. a tube having a flow path; a housing defining a chamber suspended in the well and in fluid communication with the downhole fluid and the flow path in the tube; and a housing defining an interface between the selected fluid and the downhole fluid in the chamber; a pressurized test fluid source at the surface for initially pressurizing the flow path in the tube and the chamber portion in the housing with a selected fluid; a temperature sensing wire extending toward the housing at the surface; a manifold at the surface for sealing the selected fluid within the flow path; an input port for sealingly accommodating the tube and the temperature sensing wire; a manifold having a temperature sensing wire exit port for directing a temperature sensing wire from the manifold and a fluid exit port for directing a pressurized selected fluid from the manifold while sealing a selected fluid within the manifold; a pressure monitoring device at the surface and in fluid communication with the fluid outlet port of the manifold for monitoring the fluid pressure of the selected fluid to determine the downhole fluid pressure at a desired depth; , a temperature sensing line extending from the manifold and a temperature monitoring device at the surface for monitoring the temperature of the downhole fluid. 3. In a method of monitoring the fluctuating pressure and temperature of downhole fluid in a board well at a desired depth, lowering a tube with temperature sensing into the board well, the tube is continuously lowered from the surface to the desired depth. has an extending flow path, and the temperature detection line is
extending from the surface to an adjacent desired depth; and lowering the housing to the desired depth in the well, the housing defining a chamber in fluid communication with the downhole fluid in the well and the flow path in the pipe. pressurizing the flow path in the tube and the portion of the chamber in the housing with the selected fluid to form an interface between the selected fluid and the downhole fluid in the chamber in the housing; Selected fluids in the tubes at the surface to seal the selected fluids in the flow path while outputting temperature sensing lines from the tubes at the surface and determine the fluid pressure of the downhole fluid at the desired depth. A method comprising: monitoring the pressure of the fluid; and monitoring a temperature sensing line at the surface to determine the temperature of the downhole fluid at a desired depth.
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