Sagd火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)。該SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置在能夠沿著油管的軸線下入的光纖Bragg光柵傳感器，此傳感器下放及下放速度由起下裝置控制，下入過程依次經(jīng)過天滑輪、防噴密封裝置后，進(jìn)入油管內(nèi)。本實用新型提供的SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，采用新型光纖光柵寫入工藝，在一根光纖上刻入80個光纖光柵，形成耐高溫光纖光柵串，實現(xiàn)了對SAGD/火燒油層水平井井下多點溫度的準(zhǔn)確、實時、動態(tài)監(jiān)測，該系統(tǒng)測溫范圍為?20℃?350℃/750℃，測溫精度為±0.1℃，強防氫損、耐腐蝕、性能穩(wěn)定，保證了整個監(jiān)測工藝運行穩(wěn)定、安全可靠。
【專利說明】
SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是稠油的重要生產(chǎn)基地，稠油產(chǎn)量約占我國總產(chǎn)量的20%。目前國內(nèi)稠油開發(fā)方式主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、常規(guī)水驅(qū)和火燒油層，其中蒸汽吞吐為稠油開采的熱力驅(qū)技術(shù)，因蒸汽吞吐技術(shù)伴隨著吞吐效果逐漸降低的實際情況，蒸汽驅(qū)和火燒油層成為主要接替方法。目前蒸汽驅(qū)技術(shù)已成為國內(nèi)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的熱采技術(shù)。為了提高熱效應(yīng)，國內(nèi)近年來開發(fā)的稠油開采先進(jìn)技術(shù)有水平井蒸汽輔助重力泄油技術(shù)(SAGD)和電磁波熱采技術(shù)。目前SAGD已成為國際開發(fā)超稠油的一項成熟技術(shù)。然而對于埋藏深(大于1500m)的油藏、水敏性油藏、薄互層油藏等，由于注蒸汽熱損失率大，注蒸汽壓大等問題，給該類稠油的開采帶來了困難。對于注蒸汽難以有效開發(fā)的油藏，一般可考慮采用火燒油層技術(shù)(含火燒油層吞吐和火燒油層驅(qū)替)開發(fā)，其中火燒油層吞吐技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢和潛力。
[0003]熱力輔助重力采油過程中需對井下溫度進(jìn)行監(jiān)測，這對準(zhǔn)確了解周圍氣驅(qū)井井下蒸汽運動方向和推進(jìn)速度、蒸汽突破位置，為分析水平井底層供液能力、調(diào)整注氣井網(wǎng)、合理制定生產(chǎn)制度提供了有力的依據(jù)，對SAGD技術(shù)的開發(fā)起到重要的指導(dǎo)意義。而對于火燒吞吐采油過程中，對井下溫度的監(jiān)測同樣重要，它能夠準(zhǔn)確詳實地描述火燒前緣推進(jìn)動態(tài)，深入探索火燒驅(qū)油機理，對現(xiàn)場試驗具有指導(dǎo)性，直接影響了火燒驅(qū)油采油工藝的發(fā)展前景。中國專利CN201170093，【公開日】期2008年12月24日，公開了《水平井多點溫度壓力動態(tài)監(jiān)測儀器》，該儀器雖然能實現(xiàn)對SAGD水平井多點溫度測試，但由于該測溫系統(tǒng)選用熱電偶作為測溫單元，目前國內(nèi)使用熱點偶測溫技術(shù)對井下最多可進(jìn)行13個點的溫度測試，且熱電偶在高溫條件下使用易存在漂移等問題，從而較難實現(xiàn)對SAGD水平井井下溫度的準(zhǔn)確、實時、動態(tài)監(jiān)測。
[0004]與熱電偶測溫相比，光纖光柵測溫系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在I根光纖上刻入多個光纖光柵，形成光纖光柵串，系統(tǒng)測溫性能與光纖衰減無關(guān)，且不受光源帶寬和波長解調(diào)帶寬的限制，在高溫條件下不存在漂移等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型提供的SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，耐高溫達(dá)350 0C-750 0C、測量精確度高達(dá)±0.1 °C、化學(xué)穩(wěn)定性強、強抗氫損、耐腐蝕的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，利用非同光纖光柵串進(jìn)行溫度解調(diào)，實現(xiàn)對SAGD火燒油層水平井井下溫度的實時、動態(tài)監(jiān)測。
[0006]SA⑶火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)包括:導(dǎo)向頭、光纖Bragg光柵傳感器、防噴密封裝置、傳輸光纜、地面解調(diào)系統(tǒng)，所述光纖Bragg光柵傳感器是將傳感光柵預(yù)制在雙層保護(hù)管內(nèi)，傳感光柵由防水光纖和鍍金光纖光柵串熔接而成，熔接點進(jìn)行密封保護(hù)。光纖光柵串由纖芯、包層、鍍金涂覆層組成。所述光纖Bragg光柵傳感器下入油管的一端接有導(dǎo)向頭，地面一端通過傳輸光纜與地面解調(diào)系統(tǒng)連接，所述光纖Bragg光柵傳感器由起下裝置控制，通過天滑輪、放噴密封裝置后沿著油管軸線方向進(jìn)入油管。
[0007]其中，所述光纖光柵串應(yīng)用新型相位掩模技術(shù)在純硅纖芯、鍍金涂覆層的光纖上寫入光纖光柵。
[0008]其中，所述光纖Bragg光柵傳感器外保護(hù)管尾端用氬弧焊密封，并通過卡套短接將尾端與導(dǎo)向頭連接。
[0009]其中，所述地面解調(diào)系統(tǒng)由板房、UPS、光纖光柵解調(diào)儀、工控機、液晶顯示器構(gòu)成。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，沿著油管的軸線向下插入的光纖Bragg光柵傳感器，其特征在于此光纖光柵串的制作工藝是通過準(zhǔn)分子激光器發(fā)出的紫外光脈沖經(jīng)光路系統(tǒng)，垂直照射到水平放置的相位掩模板上，然后通過相位掩模板產(chǎn)生干涉條紋照射在處理后的鍍金涂覆層的純硅光纖上寫入光纖光柵，采用此種工藝制作的光纖光柵串具有耐高溫達(dá)350°C-750°C、強抗氫損、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，針對于SAGD火燒油層水平井井下溫度高、介質(zhì)復(fù)雜腐蝕性強等問題尤其適用，位于地面的地面解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于光纖光柵解調(diào)儀通過傳輸光纜與井下的光纖Bragg光柵傳感器相連，光纖光柵解調(diào)儀基于F-P濾波器解調(diào)技術(shù)，它的寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)傳輸光纜對井下傳感光柵進(jìn)行掃描，當(dāng)光柵信號受井下溫度信號調(diào)制下發(fā)生波長偏移時，不同光譜帶的光柵反射的中心波長不會互相重疊，并通過光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號后，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊解調(diào)出井下溫度信號，用于SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)能夠獨立解調(diào)近80個光纖光柵，從而實現(xiàn)對SAO)火燒油層水平井的多點、高精度、實時、動態(tài)監(jiān)測。
[0011]為了能更進(jìn)一步了解本實用新型的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖，通過對本實用新型的【具體實施方式】詳細(xì)描述，將使本實用新型的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0013]圖1是本實用新型SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實用新型SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)的光纖Bragg光柵傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為更進(jìn)一步闡述本實用新型所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本實用新型的優(yōu)選實施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0016]請參閱圖1、圖2，SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)包括:導(dǎo)向頭7、光纖Bragg光柵傳感器1、防噴密封裝置2、傳輸光纜5、地面解調(diào)系統(tǒng)4，所述光纖Bragg光柵傳感器I是將傳感光柵預(yù)制在雙層保護(hù)管內(nèi)，傳感光柵由防水光纖11和鍍金光纖光柵串6熔接而成，熔接點9進(jìn)行密封保護(hù)。光纖光柵串6由纖芯13、包層12、鍍金涂覆層組成U。所述光纖Bragg光柵傳感器I下入油管8的一端接有導(dǎo)向頭7，地面一端通過傳輸光纜5與地面解調(diào)系統(tǒng)4連接，所述光纖Bragg光柵傳感器I由起下裝置控制3，通過天滑輪10、放噴密封裝置2后沿著油管8軸線方向進(jìn)入油管8。
[0017]進(jìn)一步，所述光纖光柵串6應(yīng)用新型相位掩模技術(shù)在純硅纖芯、鍍金涂覆層的光纖上寫入光纖光柵。
[0018]進(jìn)一步，所述光纖Bragg光柵傳感器I外保護(hù)管尾端用氬弧焊密封，并通過卡套短接將尾端與導(dǎo)向頭7連接。
[0019]進(jìn)一步，所述地面解調(diào)系統(tǒng)4由板房、UPS、光纖光柵解調(diào)儀、工控機、液晶顯示器構(gòu)成。
[0020]沿著油管的軸線下入的光纖Bragg光柵傳感器1，所述光纖Bragg光柵傳感器I下放及下放速度由起下裝置3控制，下入過程依次經(jīng)過天滑輪10、防噴密封裝置2后，進(jìn)入油管8內(nèi)。
[0021]光纖Bragg光柵傳感器I是將傳感光柵預(yù)制在雙層保護(hù)管內(nèi)，傳感光柵由防水光纖11和光纖光柵串6熔接而成，具體方法為:通過化學(xué)方式除去防水光纖涂覆層I和光纖光柵串6的鍍金涂覆層漏出纖芯13，利用熔接機將兩者連接，并對光纖熔接點9進(jìn)行張力和衰減測試后，對光纖熔接點9及纖芯13位置進(jìn)行保護(hù)處理:用耐高溫膠涂抹于光纖熔接點9及纖芯13位置，并用石英毛細(xì)管將此熔接部分封裝，并對封裝位置進(jìn)行加熱、固化。
[0022]將光纖Bragg光柵傳感器I預(yù)制在雙層保護(hù)管內(nèi)，并下入到油層段底部。通過傳輸光纜5將光纖Bragg光柵傳感器I與地面解調(diào)系統(tǒng)4中的光纖光柵解調(diào)儀連接，從而實現(xiàn)對油層多點、高精度溫度測量。
[0023]光纖Bragg光柵傳感器I外保護(hù)管尾端用氬弧焊密封，并通過卡套短接將尾端與導(dǎo)向頭7連接，密封的作用是防止油、水或其他雜質(zhì)進(jìn)入到光纖Bragg光柵傳感器I內(nèi)部，防止氫損，增強光纖的使用壽命，導(dǎo)向頭7的目的是牽引光纖Bragg光柵傳感器I沿油管8向下前進(jìn)，并避免其下入過程中遇阻受損。
[0024]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:導(dǎo)向頭、光纖Bragg光柵傳感器、防噴密封裝置、傳輸光纜、地面解調(diào)系統(tǒng)，所述光纖Bragg光柵傳感器是將傳感光柵預(yù)制在雙層保護(hù)管內(nèi)，傳感光柵由防水光纖和鍍金光纖光柵串熔接而成，熔接點進(jìn)行密封保護(hù)，光纖光柵串由纖芯、包層、鍍金涂覆層組成，所述光纖Bragg光柵傳感器下入油管的一端接有導(dǎo)向頭，地面一端通過傳輸光纜與地面解調(diào)系統(tǒng)連接，所述光纖Bragg光柵傳感器由起下裝置控制，通過天滑輪、放噴密封裝置后沿著油管軸線方向進(jìn)入油管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵串應(yīng)用新型相位掩模技術(shù)在純硅纖芯、鍍金涂覆層的光纖上寫入光纖光柵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，地面解調(diào)系統(tǒng)于F-P濾波器解調(diào)技術(shù)，能夠獨立解調(diào)80個光纖光柵。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖Bragg光柵傳感器外保護(hù)管尾端用氬弧焊密封，并通過卡套短接將尾端與導(dǎo)向頭連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAGD火燒油層水平井的耐高溫純硅光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述地面解調(diào)系統(tǒng)由板房、UPS、光纖光柵解調(diào)儀、工控機、液晶顯示器構(gòu)成。
【文檔編號】E21B47/07GK205532588SQ201520833932
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年10月27日
【發(fā)明人】趙業(yè)衛(wèi), 宋金月, 袁家威, 劉寶澤, 夏春艷
【申請人】盤錦遼油晨宇集團有限公司