專利名稱：一種注蒸汽燜井的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(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)對油層剖面的溫度、壓力進行連續(xù)監(jiān)測的系統(tǒng)。
背景技術：
在稠油注蒸汽開采過程中，燜井是一個重要的開采環(huán)節(jié)，其時間的長短依地區(qū)而異。一般都在五天以上，有的長達數(shù)月之久。為適時了解井下動態(tài)，通常需要檢測溫度和壓力的變化態(tài)，以期獲得最佳的開采時間，提高注汽開采效益。在燜井期間，井內溫度一般都在250°C以上，常規(guī)的測井儀器和試井儀器是不能勝任的。比較容易實現(xiàn)的方案之一是將試井儀器放入金屬保溫瓶內，這有兩個問題難以克服其一，要連續(xù)工作數(shù)月或數(shù)年，金屬保溫瓶內必需放足夠的吸熱體，由于井下的體積是有限的，這一點很難實現(xiàn)；其二，吸熱體吸熱以后，金屬保溫瓶內溫度要不斷升高，而又不能向外散熱，時間長了，金屬保溫瓶內的溫度將和環(huán)境溫度平衡，這時瓶內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是不可取的。80年代美國普魯坎特公司在我國推出了 TPS-9000高溫測井系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在 3500C的環(huán)境下長期測量溫度、壓力和流量三個參數(shù)，該系統(tǒng)用鋼管替代常規(guī)測井電纜，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管，一根毛細管用于導壓到地面測量壓力，另一根毛細管用以安放測溫熱電偶和測流量的導線，。此后，在TPS-9000高溫測井系統(tǒng)的技術方案的基礎上，遼河油田鉆采院儀表所作了革新，實現(xiàn)了多組同時長期連續(xù)監(jiān)測，在SAGD水平井中取得了成功，其后他們又采用光纜測溫測壓技術，在稠油開采連續(xù)監(jiān)測測技術上取得了突破。然而，這些系統(tǒng)未能得到推廣應用，究其原因主要有兩點一是投資很高，使用維護成本很大，所以測量的費用也高，因而限制了它的使用；二是設備龐大，難于靈活移動，作業(yè)比較困難，光纜技術使用有一定的局限性，損壞率相當高。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，為連續(xù)監(jiān)測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備結構相對簡單、成本較低、易于推廣的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案是
一種用于注蒸汽燜井的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(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)含有一對毛細管(3、4)，即測溫毛細管(3)和測壓毛細管(4)，兩根毛細管內均充有高溫導壓介質，且兩根毛細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)所述測壓毛細管(4)的井下端部的潔凈管導入測壓毛細管(4)，測溫毛細管(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)為一個充滿高溫導壓介質的容積恒定的容器，該容器中高溫導壓介質的溫度和壓力存在線性關系，當與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時，所述壓力溫度傳感器(2)的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導壓介質壓力隨之變化，驅動與所述壓力溫度傳感器(2)相通的所述測溫毛細管 (3)里的高溫導壓介質將帶有溫度信息的壓力信號傳遞到所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)，地面數(shù)據(jù)處理器(5)將所述測壓毛細管(4)和所述測溫毛細管(3)傳遞的兩種壓力信號放大調理， 送入所述地面控制器(6)，將兩種壓力信號校正成井下油層的壓力和溫度的工程值。與現(xiàn)有技術通過熱電偶測溫不同，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溫，省去傳溫導線，實現(xiàn)雙毛細管永久連續(xù)監(jiān)測溫度和壓力。“熱包” 的測溫原理是根據(jù)理想氣體方程PV=IiRT可知，當氣體的容積V和物質的量η保持恒定時， 氣體的溫度T和壓力P呈線性關系，因而，本發(fā)明將壓力溫度傳感器設計為一個具有恒定容積的容器，其中充滿高溫導壓介質，通過標定的方法得到容器中溫度T和壓力P之間的對應關系，當與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時，容器的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導壓介質的壓力隨之變化，容器中高溫導壓介質的壓力變化將驅動與該容器相通的測溫毛細管里的高溫導壓介質將帶有溫度信息的壓力信號傳遞到所述地面數(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)測系統(tǒng)的鎧裝纜線(1)借助下管柱
(9)的動力下井進入測量井段，此時，所述系統(tǒng)能用于直井中作永久監(jiān)測。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的鎧裝纜線(1)是借助絞車的動力和設置于鎧裝纜線(1)端部的重物的重力的作用進出測量井段，此時，所述系統(tǒng)能用于直井中作永久或臨時監(jiān)測，其特點是移動方便。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)借助柔性油管動力將一組或數(shù)組鎧裝纜線(1)下到水平井的測量井段，它能用于水平井SAGD作永久性監(jiān)測。優(yōu)選的，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(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理，經(jīng)A/D轉換成數(shù)字信號，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)測系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)記錄讀取設備(7)，用以存儲、讀取或打印數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)還包括網(wǎng)絡天線(8)，所述地面控制器(6)裝有以太網(wǎng)發(fā)射接口，可實時地將數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡天線(8)發(fā)回到基地，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。優(yōu)選的，所述鎧裝纜線(1)放入井下的端部設置有重物，該重物拉動所述鎧裝纜線 (1)進入測量井段。優(yōu)選的，所述溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)還包括絞車(10)，所述鎧裝纜線(1)被盤裝在絞車(10)上并依靠絞車動力和所述重物的重力下到測量井段。同現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)具有以下優(yōu)點
1，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)制造工藝和設備結構相對簡單、成本較低、易于推廣，可對注蒸汽燜井期間的溫度壓力進行永久或臨時的連續(xù)監(jiān)測；
2，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)采用“熱包”原理測量井下溫度，測量靈敏度高、測量誤差下；
3，本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的設備簡單，可以靈活移動，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“實施例一”的系統(tǒng)結構示意圖。圖Ib是本發(fā)明的“實施例一”中鎧裝纜線的剖面示意圖。圖2是本發(fā)明的“實施例二”的系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式實施例一
圖Ia是本發(fā)明的“實施例一”的系統(tǒng)結構示意圖。這種系統(tǒng)是借助下管柱的動力下井的，它能用于直井中作永久監(jiān)測。從圖Ia中可以看出，含有一對毛細管的鎧裝纜線1被固定在下井管柱上，隨管柱9 一道下到測量井段，毛細管直接接在地面數(shù)據(jù)轉換器5上。井下壓力經(jīng)潔凈管導入內充高溫導壓介質的毛細管4，被測處的壓力通過導壓介質傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5。壓力溫度傳感器2為一個充滿高溫導壓介質的容積恒定的容器，該容器中高溫導壓介質的溫度和壓力存在線性關系，當與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時，所述壓力溫度傳感器2的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導壓介質壓力隨之變化，驅動與所述壓力溫度傳感器2相通的所述測溫毛細管3里的高溫導壓介質將帶有溫度信息的壓力信號傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5，地面數(shù)據(jù)處理器5將所述測壓毛細管4和所述測溫毛細管3傳遞的兩種壓力信號放大調理，經(jīng)A-D轉換成數(shù)字信號，送入地面控制器6，按操作者設計的程序，向地面數(shù)據(jù)轉換器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)記錄讀取設備7，它可以將數(shù)據(jù)存儲也可通過打印設備連續(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，可實時地將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡天線8發(fā)回到基地，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。圖Ib為鎧裝纜線1的剖面示意圖，測溫毛細管3和測壓毛細管4容納在鎧裝纜線 1的外套中。實施例二
圖2是本發(fā)明的“實施例二”的系統(tǒng)結構示意圖。這種系統(tǒng)是借助絞車動力和重力的作用井的，它能用于直井中作永久或臨時監(jiān)測。其特點是移動方便。從圖2中可以看出，含有一對毛細管的鎧裝纜線1被盤裝在測井絞車9上，壓力溫度傳感器2和測量毛細管3、4 依靠絞車動力和重力下到測量井段，毛細管直接接在地面數(shù)據(jù)轉換器5上。井下壓力經(jīng)潔凈管導入內充高溫導壓介質的毛細管4，被測處的壓力通過導壓介質傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5。壓力溫度傳感器2為一個充滿高溫導壓介質的容積恒定的容器，該容器中高溫導壓介質的溫度和壓力存在線性關系，當與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時，所述壓力溫度傳感器 2的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導壓介質壓力隨之變化，驅動與所述壓力溫度傳感器2 相通的所述測溫毛細管3里的高溫導壓介質將帶有溫度信息的壓力信號傳遞到地面數(shù)據(jù)處理器5，地面數(shù)據(jù)處理器5將所述測壓毛細管4和所述測溫毛細管3傳遞的兩種壓力信號放大調理，經(jīng)A-D轉換成數(shù)字信號，送入地面控制器6，按操作者設計的程序，向地面數(shù)據(jù)轉換器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)記錄讀取設備7， 它可以將數(shù)據(jù)存儲也可通過打印設備連續(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，可實時地將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡天線8發(fā)回到基地，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。
實施例三
本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)也可借助柔性油管動力將一組或數(shù)組毛細管鎧裝纜線下到水平井的測量井段，它能用于水平井SAGD作永久性監(jiān)測。鑒于本發(fā)明上面的描述，對上面描述的本發(fā)明的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的多種另外的變化對于本領域的技術人員而言將是很顯然的。應當認為這些變化屬于本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種用于注蒸汽燜井的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(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)含有一對毛細管(3、4)，即測溫毛細管(3)和測壓毛細管(4)，兩根毛細管內均充有高溫導壓介質，且兩根毛細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)所述測壓毛細管(4)的井下端部的潔凈管導入測壓毛細管(4)， 測溫毛細管(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)為一個充滿高溫導壓介質的容積恒定的容器，該容器中高溫導壓介質的溫度和壓力存在線性關系，當與其接觸的油層溫度發(fā)生變化時，所述壓力溫度傳感器(2)的溫度隨之變化，繼而其中的高溫導壓介質壓力隨之變化，驅動與所述壓力溫度傳感器(2)相通的所述測溫毛細管 (3)里的高溫導壓介質將帶有溫度信息的壓力信號傳遞到所述地面數(shù)據(jù)處理器(5)，地面數(shù)據(jù)處理器(5)將所述測壓毛細管(4)和所述測溫毛細管(3)傳遞的兩種壓力信號放大調理， 送入所述地面控制器(6)，將兩種壓力信號校正成井下油層的壓力和溫度的工程值。
2.根據(jù)權利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)借助下管柱(9)的動力下井進入測量井段。
3.根據(jù)權利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)借助絞車(10)的動力和設置于所述鎧裝纜線(1)端部的重物的重力的作用進入測量井段。
4.根據(jù)權利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)借助柔性油管動力將鎧裝纜線(1)下到水平井的測量井段。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(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)權利要求1至4任一項所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(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理，經(jīng)A/D轉換成數(shù)字信號，送入所述地面控制器(6 )。
7.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)記錄讀取設備(7 )，用以存儲、讀取或打印數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括網(wǎng)絡天線(8)，所述地面控制器(6)裝有以太網(wǎng)發(fā)射接口，可實時地將數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡天線 (8)發(fā)回到基地，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。
9.根據(jù)權利要求1所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述鎧裝纜線(1)放入井下的端部設置有重物，該重物拉動所述鎧裝纜線(1)進入測量井段。
10.根據(jù)權利要求9所述的溫度壓力連續(xù)監(jiān)測系統(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)上并依靠絞車動力和所述重物的重力下到測量井段。
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)含有一對毛細管(3、4)，即測溫毛細管(3)和測壓毛細管(4)，兩根毛細管內均充有高溫導壓介質，且兩根毛細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)所述測壓毛細管(4)的井下端部的潔凈管導入測壓毛細管(4)，測溫毛細管(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)將所述測壓毛細管(4)和所述測溫毛細管(3)傳遞的兩種壓力信號放大調理，送入所述地面控制器(6)，將兩種壓力信號校正成井下油層的壓力和溫度的工程值。
文檔編號E21B47/12GK102206995SQ201110138809
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月26日
發(fā)明者何軍, 呂曉華, 李清峰, 遆永周 申請人:河南省科學院同位素研究所有限責任公司, 西安市首創(chuàng)科技工程有限公司