專利名稱：一種注蒸汽燜井的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種油田稠油注蒸汽開采過程中，在燜井環(huán)節(jié)對(duì)油層剖面的溫度、壓力進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在稠油注蒸汽開采過程中，燜井是一個(gè)重要的開采環(huán)節(jié)，其時(shí)間的長(zhǎng)短依地區(qū)而異。一般都在五天以上，有的長(zhǎng)達(dá)數(shù)月之久。為適時(shí)了解井下動(dòng)態(tài)，通常需要檢測(cè)溫度和壓力的變化態(tài)，以期獲得最佳的開采時(shí)間，提高注汽開采效益。在燜井期間，井內(nèi)溫度一般都在250°C以上，常規(guī)的測(cè)井儀器和試井儀器是不能勝任的。比較容易實(shí)現(xiàn)的方案之一是將試井儀器放入金屬保溫瓶?jī)?nèi)，這有兩個(gè)問題難以克服其一，要連續(xù)工作數(shù)月或數(shù)年，金屬保溫瓶?jī)?nèi)必需放足夠的吸熱體，由于井下的體積是有限的，這一點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)；其二，吸熱體吸熱以后，金屬保溫瓶?jī)?nèi)溫度要不斷升高，而又不能向外散熱，時(shí)間長(zhǎng)了，金屬保溫瓶?jī)?nèi)的溫度將和環(huán)境溫度平衡，這時(shí)瓶?jī)?nèi)的儀器早已不能工作了。因此，在這種條件下金屬保溫瓶技術(shù)是不可取的。80年代美國(guó)普魯坎特公司在我國(guó)推出了 TPS-9000高溫測(cè)井系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在 3500C的環(huán)境下長(zhǎng)期測(cè)量溫度、壓力和流量三個(gè)參數(shù)，該系統(tǒng)用鋼管替代常規(guī)測(cè)井電纜，具體做法是在一根直徑較大的外鋼套管里放置兩根鋼制毛細(xì)管，一根毛細(xì)管用于導(dǎo)壓到地面測(cè)量壓力，另一根毛細(xì)管用以安放測(cè)溫?zé)犭娕己蜏y(cè)流量的導(dǎo)線，。此后，在TPS-9000高溫測(cè)井系統(tǒng)的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，遼河油田鉆采院儀表所作了革新，實(shí)現(xiàn)了多組同時(shí)長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，在SAGD水平井中取得了成功，其后他們又采用光纜測(cè)溫測(cè)壓技術(shù)，在稠油開采連續(xù)監(jiān)測(cè)測(cè)技術(shù)上取得了突破。然而，這些系統(tǒng)未能得到推廣應(yīng)用，究其原因主要有兩點(diǎn)一是投資很高，使用維護(hù)成本很大，所以測(cè)量的費(fèi)用也高，因而限制了它的使用；二是設(shè)備龐大，難于靈活移動(dòng)，作業(yè)比較困難，光纜技術(shù)使用有一定的局限性，損壞率相當(dāng)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，為連續(xù)監(jiān)測(cè)注蒸汽燜井期間油層的溫度和壓力提供一種制造工藝和設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低、易于推廣的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是
一種用于注蒸汽燜井的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括鎧裝纜線(1)、壓力溫度傳感器 (2)、地面數(shù)據(jù)處理器(5)和地面控制器(6)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)含有一對(duì)毛細(xì)管(3、4)，即測(cè)溫毛細(xì)管(3)和測(cè)壓毛細(xì)管(4)，兩根毛細(xì)管內(nèi)均充有高溫導(dǎo)壓介質(zhì)，且兩根毛細(xì)管位于井上的端部均同所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)相連，位于井下的端部均裸露在鎧裝纜線(1)外，井下壓力經(jīng)所述測(cè)壓毛細(xì)管(4)的井下端部的潔凈管導(dǎo)入測(cè)壓毛細(xì)管(4)，測(cè)溫毛細(xì)管(3)的井下端部同所述壓力溫度傳感器(2)連通，所述壓力溫度傳感器(2)為一個(gè)充滿高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的容積恒定的容器，該容器中高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的溫度和壓力存在線性關(guān)系，當(dāng)與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時(shí)，所述壓力溫度傳感器(2)的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)壓力隨之變化，驅(qū)動(dòng)與所述壓力溫度傳感器(2)相通的所述測(cè)溫毛細(xì)管 (3)里的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)將帶有溫度信息的壓力信號(hào)傳遞到所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)，地面數(shù)據(jù)處理器(5)將所述測(cè)壓毛細(xì)管(4)和所述測(cè)溫毛細(xì)管(3)傳遞的兩種壓力信號(hào)放大調(diào)理， 送入所述地面控制器(6)，將兩種壓力信號(hào)校正成井下油層的壓力和溫度的工程值。與現(xiàn)有技術(shù)通過熱電偶測(cè)溫不同，本發(fā)明用“熱包”——即具有恒定容積的壓力溫度傳感器替代熱電偶測(cè)溫，省去傳溫導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)雙毛細(xì)管永久連續(xù)監(jiān)測(cè)溫度和壓力?！盁岚?的測(cè)溫原理是根據(jù)理想氣體方程PV=IiRT可知，當(dāng)氣體的容積V和物質(zhì)的量η保持恒定時(shí)， 氣體的溫度T和壓力P呈線性關(guān)系，因而，本發(fā)明將壓力溫度傳感器設(shè)計(jì)為一個(gè)具有恒定容積的容器，其中充滿高溫導(dǎo)壓介質(zhì)，通過標(biāo)定的方法得到容器中溫度T和壓力P之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時(shí)，容器的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的壓力隨之變化，容器中高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的壓力變化將驅(qū)動(dòng)與該容器相通的測(cè)溫毛細(xì)管里的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)將帶有溫度信息的壓力信號(hào)傳遞到所述地面數(shù)據(jù)處理器，通過這樣的過程將溫度信息轉(zhuǎn)換為壓力信息。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的鎧裝纜線(1)借助下管柱
(9)的動(dòng)力下井進(jìn)入測(cè)量井段，此時(shí)，所述系統(tǒng)能用于直井中作永久監(jiān)測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的鎧裝纜線(1)是借助絞車的動(dòng)力和設(shè)置于鎧裝纜線(1)端部的重物的重力的作用進(jìn)出測(cè)量井段，此時(shí)，所述系統(tǒng)能用于直井中作永久或臨時(shí)監(jiān)測(cè)，其特點(diǎn)是移動(dòng)方便。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)借助柔性油管動(dòng)力將一組或數(shù)組鎧裝纜線(1)下到水平井的測(cè)量井段，它能用于水平井SAGD作永久性監(jiān)測(cè)。優(yōu)選的，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括至少一組鎧裝纜線(1)。優(yōu)選的，所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)將兩種壓力值放大調(diào)理，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入所述地面控制器(6)。優(yōu)選的，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)記錄讀取設(shè)備(7)，用以存儲(chǔ)、讀取或打印數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括網(wǎng)絡(luò)天線(8)，所述地面控制器(6)裝有以太網(wǎng)發(fā)射接口，可實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡(luò)天線(8)發(fā)回到基地，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。優(yōu)選的，所述鎧裝纜線(1)放入井下的端部設(shè)置有重物，該重物拉動(dòng)所述鎧裝纜線 (1)進(jìn)入測(cè)量井段。優(yōu)選的，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括絞車(10)，所述鎧裝纜線(1)被盤裝在絞車(10)上并依靠絞車動(dòng)力和所述重物的重力下到測(cè)量井段。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)
1，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制造工藝和設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低、易于推廣，可對(duì)注蒸汽燜井期間的溫度壓力進(jìn)行永久或臨時(shí)的連續(xù)監(jiān)測(cè)；
2，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用“熱包”原理測(cè)量井下溫度，測(cè)量靈敏度高、測(cè)量誤差下；
3，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備簡(jiǎn)單，可以靈活移動(dòng)，降低了作業(yè)困難，且不易損壞，魯棒性好。


圖Ia是本發(fā)明的“實(shí)施例一”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖Ib是本發(fā)明的“實(shí)施例一”中鎧裝纜線的剖面示意圖。圖2是本發(fā)明的“實(shí)施例二”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
圖Ia是本發(fā)明的“實(shí)施例一”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。這種系統(tǒng)是借助下管柱的動(dòng)力下井的，它能用于直井中作永久監(jiān)測(cè)。從圖Ia中可以看出，含有一對(duì)毛細(xì)管的鎧裝纜線1被固定在下井管柱上，隨管柱9 一道下到測(cè)量井段，毛細(xì)管直接接在地面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器5上。井下壓力經(jīng)潔凈管導(dǎo)入內(nèi)充高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的毛細(xì)管4，被測(cè)處的壓力通過導(dǎo)壓介質(zhì)傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5。壓力溫度傳感器2為一個(gè)充滿高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的容積恒定的容器，該容器中高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的溫度和壓力存在線性關(guān)系，當(dāng)與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時(shí)，所述壓力溫度傳感器2的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)壓力隨之變化，驅(qū)動(dòng)與所述壓力溫度傳感器2相通的所述測(cè)溫毛細(xì)管3里的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)將帶有溫度信息的壓力信號(hào)傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5，地面數(shù)據(jù)處理器5將所述測(cè)壓毛細(xì)管4和所述測(cè)溫毛細(xì)管3傳遞的兩種壓力信號(hào)放大調(diào)理，經(jīng)A-D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入地面控制器6，按操作者設(shè)計(jì)的程序，向地面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器5發(fā)送指令讀取數(shù)據(jù)，并將它校正成壓力和溫度的工程值。送到數(shù)據(jù)記錄讀取設(shè)備7，它可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也可通過打印設(shè)備連續(xù)打印出來。根據(jù)用戶的需要，地面控制器6還裝有以太網(wǎng)發(fā)射接口，可實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)天線8發(fā)回到基地，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。圖Ib為鎧裝纜線1的剖面示意圖，測(cè)溫毛細(xì)管3和測(cè)壓毛細(xì)管4容納在鎧裝纜線 1的外套中。實(shí)施例二
圖2是本發(fā)明的“實(shí)施例二”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。這種系統(tǒng)是借助絞車動(dòng)力和重力的作用井的，它能用于直井中作永久或臨時(shí)監(jiān)測(cè)。其特點(diǎn)是移動(dòng)方便。從圖2中可以看出，含有一對(duì)毛細(xì)管的鎧裝纜線1被盤裝在測(cè)井絞車9上，壓力溫度傳感器2和測(cè)量毛細(xì)管3、4 依靠絞車動(dòng)力和重力下到測(cè)量井段，毛細(xì)管直接接在地面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器5上。井下壓力經(jīng)潔凈管導(dǎo)入內(nèi)充高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的毛細(xì)管4，被測(cè)處的壓力通過導(dǎo)壓介質(zhì)傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5。壓力溫度傳感器2為一個(gè)充滿高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的容積恒定的容器，該容器中高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的溫度和壓力存在線性關(guān)系，當(dāng)與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時(shí)，所述壓力溫度傳感器 2的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)壓力隨之變化，驅(qū)動(dòng)與所述壓力溫度傳感器2 相通的所述測(cè)溫毛細(xì)管3里的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)將帶有溫度信息的壓力信號(hào)傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5，地面數(shù)據(jù)處理器5將所述測(cè)壓毛細(xì)管4和所述測(cè)溫毛細(xì)管3傳遞的兩種壓力信號(hào)放大調(diào)理，經(jīng)A-D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入地面控制器6，按操作者設(shè)計(jì)的程序，向地面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器5發(fā)送指令讀取數(shù)據(jù)，并將它校正成壓力和溫度的工程值。送到數(shù)據(jù)記錄讀取設(shè)備7， 它可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也可通過打印設(shè)備連續(xù)打印出來。根據(jù)用戶的需要，地面控制器6還裝有以太網(wǎng)發(fā)射接口，可實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)天線8發(fā)回到基地，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
實(shí)施例三
本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也可借助柔性油管動(dòng)力將一組或數(shù)組毛細(xì)管鎧裝纜線下到水平井的測(cè)量井段，它能用于水平井SAGD作永久性監(jiān)測(cè)。鑒于本發(fā)明上面的描述，對(duì)上面描述的本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的多種另外的變化對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是很顯然的。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這些變化屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于注蒸汽燜井的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括鎧裝纜線(1)、壓力溫度傳感器(2)、地面數(shù)據(jù)處理器(5)和地面控制器(6)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)含有一對(duì)毛細(xì)管(3、4)，即測(cè)溫毛細(xì)管(3)和測(cè)壓毛細(xì)管(4)，兩根毛細(xì)管內(nèi)均充有高溫導(dǎo)壓介質(zhì)，且兩根毛細(xì)管位于井上的端部均同所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)相連，位于井下的端部均裸露在鎧裝纜線(1)外，井下壓力經(jīng)所述測(cè)壓毛細(xì)管(4)的井下端部的潔凈管導(dǎo)入測(cè)壓毛細(xì)管(4)， 測(cè)溫毛細(xì)管(3)的井下端部同所述壓力溫度傳感器(2)連通，所述壓力溫度傳感器(2)為一個(gè)充滿高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的容積恒定的容器，該容器中高溫導(dǎo)壓介質(zhì)的溫度和壓力存在線性關(guān)系，當(dāng)與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時(shí)，所述壓力溫度傳感器(2)的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)壓力隨之變化，驅(qū)動(dòng)與所述壓力溫度傳感器(2)相通的所述測(cè)溫毛細(xì)管 (3)里的高溫導(dǎo)壓介質(zhì)將帶有溫度信息的壓力信號(hào)傳遞到所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)，地面數(shù)據(jù)處理器(5)將所述測(cè)壓毛細(xì)管(4)和所述測(cè)溫毛細(xì)管(3)傳遞的兩種壓力信號(hào)放大調(diào)理， 送入所述地面控制器(6)，將兩種壓力信號(hào)校正成井下油層的壓力和溫度的工程值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)借助下管柱(9)的動(dòng)力下井進(jìn)入測(cè)量井段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)借助絞車(10)的動(dòng)力和設(shè)置于所述鎧裝纜線(1)端部的重物的重力的作用進(jìn)入測(cè)量井段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)借助柔性油管動(dòng)力將鎧裝纜線(1)下到水平井的測(cè)量井段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少一組鎧裝纜線(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述地面數(shù)據(jù)處理器(5 )將兩種壓力值放大調(diào)理，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入所述地面控制器(6 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)記錄讀取設(shè)備(7 )，用以存儲(chǔ)、讀取或打印數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括網(wǎng)絡(luò)天線(8)，所述地面控制器(6)裝有以太網(wǎng)發(fā)射接口，可實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡(luò)天線 (8)發(fā)回到基地，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)放入井下的端部設(shè)置有重物，該重物拉動(dòng)所述鎧裝纜線(1)進(jìn)入測(cè)量井段。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括絞車 (10)，所述鎧裝纜線(1)被盤裝在絞車(10)上并依靠絞車動(dòng)力和所述重物的重力下到測(cè)量井段。
全文摘要
一種用于注蒸汽燜井的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括鎧裝纜線(1)、壓力溫度傳感器(2)、地面數(shù)據(jù)處理器(5)和地面控制器(6)，所述鎧裝纜線(1)含有一對(duì)毛細(xì)管(3、4)，即測(cè)溫毛細(xì)管(3)和測(cè)壓毛細(xì)管(4)，兩根毛細(xì)管內(nèi)均充有高溫導(dǎo)壓介質(zhì)，且兩根毛細(xì)管位于井上的端部均同所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)相連，位于井下的端部均裸露在鎧裝纜線(1)外，井下壓力經(jīng)所述測(cè)壓毛細(xì)管(4)的井下端部的潔凈管導(dǎo)入測(cè)壓毛細(xì)管(4)，測(cè)溫毛細(xì)管(3)的井下端部同所述壓力溫度傳感器(2)連通，地面數(shù)據(jù)處理器(5)將所述測(cè)壓毛細(xì)管(4)和所述測(cè)溫毛細(xì)管(3)傳遞的兩種壓力信號(hào)放大調(diào)理，送入所述地面控制器(6)，將兩種壓力信號(hào)校正成井下油層的壓力和溫度的工程值。
文檔編號(hào)E21B47/12GK102206995SQ201110138809
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者何軍, 呂曉華, 李清峰, 遆永周 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院同位素研究所有限責(zé)任公司, 西安市首創(chuàng)科技工程有限公司