高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備、傳輸設備及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備、傳輸設備及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備和高溫生產井泵下溫壓傳輸設備這兩個分立的設備，監(jiān)測設備測量井下油層的溫度、壓力，并以超聲波信號的形式將溫度、壓力發(fā)送給傳輸設備，傳輸設備接收后將其生成聲波信號加載于油管上傳輸出去，和直讀式壓力計相比，本發(fā)明避免了施工中捆綁電纜的工藝，降低了施工難度和風險，并且其中的超聲波發(fā)射器和電聲換能器的發(fā)射間隔根據(jù)需要可調，因而本發(fā)明同時也能以滿足實時性的要求。此外，本發(fā)明的監(jiān)測設備和傳輸設備均設有隔熱保溫體，因而其能夠很好的適應高溫的工作環(huán)境。
【專利說明】高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備、傳輸設備及系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及油井溫度、壓力監(jiān)測【技術領域】，尤其是涉及一種高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備、傳輸設備及系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]在油田開發(fā)生產過程中，生產井的資料錄取對油氣井開發(fā)及生產方案的制定具有重要的指導意義。因此在油田生產井生產活動中，普遍進行生產井的壓力、溫度等參數(shù)的錄取工作。
[0003]采用存儲式壓力計錄取生產井資料是最普遍的形式。其特點是將壓力計安裝在泵下，并隨泵下入生產井中。壓力計監(jiān)測生產井整個生產周期的壓力、溫度變化情況。當生產井起泵時，將壓力計一同取出，并回放壓力計中存儲的數(shù)據(jù)，進行解釋。這種方式施工簡單，作業(yè)成本低，數(shù)據(jù)讀取的數(shù)量受電池電量的影響很大，儀器取出時，讀取的數(shù)據(jù)已經是歷史數(shù)據(jù)，因此所測數(shù)據(jù)僅具有參考意義，不具備實時性。這種方式不適用于注汽吞吐生產井、汽驅生產井、火驅生產井的測試中。
[0004]采用存儲式有纜壓力計適用于注汽吞吐生產井、汽驅生產井、火驅生產井的測試中。這是一種在存儲式壓力計基礎上增加一段電纜的方式，將電纜置于高溫區(qū)，壓力計置于低溫區(qū)的辦法實現(xiàn)在注汽吞吐生產井、汽驅生產井、火驅生產井中的測試。但這種方式仍然避免不了存儲式壓力計錄取生產井資料的實時性差的缺點。
[0005]采用直讀式壓力計錄取生產井資料是目前較為理想的形式。其特點是將壓力計安裝在泵下，并隨泵下入生產井中，井下儀器與地面儀器之間通過電纜進行連接，電纜在下泵過程中，安裝在油管外壁上。壓力計實時監(jiān)測生產井整個生產周期的壓力、溫度變化情況，實時進行解釋。當生產井起泵時，將壓力計、電纜等工具一同取出。這種方式施工復雜，作業(yè)成本高，但讀取的數(shù)據(jù)實時性好，所測數(shù)據(jù)對油氣井開發(fā)及生產方案的制定具有現(xiàn)場性。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種施工簡單、作業(yè)成本低且實時性好的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備、傳輸設備及系統(tǒng)。
[0007]為達到上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，包括一腔體，所述腔體上開設有超聲波傳輸通道，所述腔體內安裝有:
[0008]傳感器組，用于獲取井下油層的模擬的溫度、壓力信號，其探頭穿出所述腔體外且深入所述井下油層；
[0009]微控制器，用于將所述模擬的溫度、壓力信號轉換成對應的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號進行編碼后發(fā)送至超聲波發(fā)射器；
[0010]超聲波發(fā)射器，其發(fā)射方向與所述超聲波傳輸通道對應配合，用于將編碼后的數(shù)字信號轉換成對應的超聲波信號發(fā)射出去。
[0011]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，所述腔體為金屬隔熱保溫腔體。
[0012]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，所述金屬隔熱保溫腔體包括筒形主體以及與其一端開口相連的密封端蓋；所述筒形主體的另一端開口為所述超聲波傳輸通道，所述超聲波發(fā)射器封堵于所述另一端開口內；所述探頭穿出所述密封端蓋外深入所述井下油層O
[0013]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，所述金屬隔熱保溫腔體具有多層反輻射膜，且其空腔為真空空腔。
[0014]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，所述探頭為溫壓傳導電纜，其包括傳壓管和傳溫電纜。
[0015]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，所述高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備還包括:
[0016]用以將高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備固定于油管或篩管上的懸掛體，其與所述探頭伸出所述腔體外的部分相連。
[0017]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，所述超聲波發(fā)射器定時將編碼后的數(shù)字信號轉換成對應的超聲波信號發(fā)射出去。
[0018]另一方面，本發(fā)明還提供了一種高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，包括與井下的油管相連的腔體，所述腔體上開設有超聲波傳輸通道，所述腔體內安裝有:
[0019]超聲波接收器，用于接收超聲波信號并將其轉換成對應的電信號，所述超聲波信號內攜帶有井下油層的溫度、壓力信息；
[0020]微控制器，用于從電信號中提取出溫度、壓力信息，并根據(jù)所述溫度、壓力信息控制編碼器；
[0021]編碼器，用于在所述微控制器的控制下，將所述溫度、壓力信息編碼成適于聲波通訊要求的編碼信號；
[0022]電聲換能器，用于將所述編碼信號轉換成對應的聲波信號發(fā)射出去，其發(fā)射方向與所述超聲波傳輸通道對應配合；
[0023]共振腔，用于將所述聲波信號進行放大以加載于所述油管上。
[0024]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，所述腔體為金屬隔熱保溫腔體。
[0025]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，所述金屬隔熱保溫腔體包括具有一開口端的筒形主體，以及與其開口端密封相連的端蓋。
[0026]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，所述端蓋的軸向剖面大致呈H型，所述端蓋在軸向方向形成有反向設置的內凹槽和外凹槽，所述內凹槽構成所述共振腔，所述超聲波接收器安裝于所述外凹槽內。
[0027]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，所述金屬隔熱保溫腔體具有多層反輻射膜，且其空腔為真空空腔。
[0028]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，所述腔體內還安裝有:
[0029]電池組，用于向高溫生產井泵下溫壓傳輸設備供電；
[0030]儲能器，其用于將所述電池組輸出的功率進行放大以驅動所述電聲換能器。
[0031]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，所述電聲換能器定時將所述編碼信號轉換成對應的聲波信號發(fā)射出去。
[0032]再一方面本發(fā)明還提供了一種高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括:
[0033]上述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備；以及，
[0034]上述的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備。
[0035]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)，所述高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)還包括:
[0036]聲波接收器，用于接收通過所述油管傳輸過來的聲波信號并將其發(fā)送至地面上位機。
[0037]本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)主要分成監(jiān)測設備和傳輸設備兩個分立的部分，監(jiān)測設備測量井下油層的溫度、壓力，并以超聲波信號的形式將溫度、壓力發(fā)送給傳輸設備，傳輸設備接收后將其生成聲波信號加載于油管上傳輸出去，和直讀式壓力計相比，避免了施工中捆綁電纜的工藝，降低了施工難度和風險，并且其中的超聲波發(fā)射器和電聲換能器的發(fā)射間隔根據(jù)需要可調，因而本發(fā)明同時也能以滿足實時性的要求。
[0038]此外，本發(fā)明的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)中，監(jiān)測設備和傳輸設備均設有隔熱保溫體，因而其能夠很好的適應高溫的工作環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0040]圖1為本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)結構示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)中高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備的結構剖視圖；
[0042]圖3為本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)中高溫生產井泵下溫壓傳輸設備的結構剖視圖。

【具體實施方式】
[0043]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0044]下面結合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0045]參考圖1所示，本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)包括:高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備1、高溫生產井泵下溫壓傳輸設備2。其中，高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備I與井下的篩管4或油管5螺紋連接，高溫生產井泵下溫壓傳輸設備2與油管5的下端螺紋連接。此外，該系統(tǒng)還包括聲波接收器3，用于接收通過油管5傳輸過來的聲波信號并將其發(fā)送至地面上位機6，該聲波接收器3本身可以是一個油管短節(jié)，其與井下的油管靠近地面的部分螺紋連接。
[0046]結合圖2所示，其中，高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備I包括一腔體，該腔體的一端開設有超聲波傳輸通道，該腔體內安裝有:
[0047]傳感器組18，包括溫度傳感器和壓力傳感器，用于獲取井下油層的模擬的溫度、壓力信號，其探頭穿出腔體外且深入井下油層；該探頭為溫壓傳導電纜，其包括傳壓管13和傳溫電纜12，其長度由一般由油井測試方案選定，長度一般在30?80m之間；由于壓力傳感器不宜與高溫、高壓、腐蝕性強的介質直接接觸，因此本發(fā)明實施例采用延長的傳壓管13傳遞壓力。
[0048]微控制器17，用于將模擬的溫度、壓力信號轉換成對應的數(shù)字信號，并將數(shù)字信號進行編碼后發(fā)送至超聲波發(fā)射器15，該微控制器17可為單片機等微處理器。
[0049]超聲波發(fā)射器15，其發(fā)射方向與超聲波傳輸通道對應配合，用于將編碼后的數(shù)字信號轉換成對應的超聲波信號發(fā)射(例如定時發(fā)射，定時間隔根據(jù)需要可調，以滿足實時性要求)出去。
[0050]在高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備I中，腔體為金屬隔熱保溫腔體，其包括筒形主體14b以及與其一端開口螺紋連接的密封端蓋14a ;筒形主體14b的另一端開口為超聲波傳輸通道，超聲波發(fā)射器15封堵于另一端開口內，探頭穿出密封端蓋14a外深入井下油層。此外，該金屬隔熱保溫腔體具有多層反輻射膜，且其空腔為真空空腔。
[0051]在高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備I還可以包括:
[0052]用以將高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備固定于油管或篩管上的懸掛體11，其與探頭伸出腔體外的部分相連。懸掛體I的連接結構和油管對應，根據(jù)油管規(guī)格進行設計。測溫電纜2和傳壓管3上端焊接固定在懸掛體I上。
[0053]結合圖3所示，其中，高溫生產井泵下溫壓傳輸設備2包括與井下的油管相連的腔體，該腔體上開設有超聲波傳輸通道，該腔體內安裝有:
[0054]超聲波接收器20，用于接收超聲波信號并將其轉換成對應的電信號，該超聲波信號內攜帶有井下油層的溫度、壓力信息；
[0055]微控制器25，用于從電信號中提取出溫度、壓力信息，并根據(jù)溫度、壓力信息控制編碼器24，該微控制器25可為單片機等微處理器。
[0056]編碼器24，用于在微控制器25的控制下，將溫度、壓力信息編碼成適于聲波通訊要求的編碼信號；
[0057]電聲換能器22，用于將編碼信號轉換成對應的聲波信號發(fā)射(例如定時發(fā)射，定時間隔根據(jù)需要可調，以滿足實時性要求)出去，其發(fā)射方向與超聲波傳輸通道對應配合；
[0058]共振腔21，用于將聲波信號進行放大以加載于油管上。
[0059]在高溫生產井泵下溫壓傳輸設備2中，腔體為金屬隔熱保溫腔體，其具有多層反輻射膜，且其空腔為真空空腔；并且，該金屬隔熱保溫腔體包括具有一開口端的筒形主體27a，以及與其開口端密封螺紋連接的端蓋27b，端蓋27b的軸向剖面大致呈H型，端蓋27b在軸向方向形成有反向設置的內凹槽和外凹槽，內凹槽構成共振腔21，超聲波接收20器安裝于外凹槽內。
[0060]此外，本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)中，超聲波發(fā)射器15與超聲波接收器20的聲波通訊一般為0.5米以內。
[0061]此外，本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備2采用電池組26供電，該電池組26安裝于筒形主體27a內。為了驅動大功率的電聲換能器22，筒形主體27a內還安裝有儲能器23，其用于將電池組26輸出的功率進行放大以驅動電聲換能器22。
[0062]由此可見，本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)主要分成監(jiān)測設備和傳輸設備兩個分立的部分，監(jiān)測設備測量井下油層的溫度、壓力，并以超聲波信號的形式將溫度、壓力發(fā)送給傳輸設備，傳輸設備接收后將其生成聲波信號加載于油管上傳輸出去，從而有效的降低了施工復雜程度，降低了作業(yè)成本，提高了可靠性，和直讀式壓力計相比，避免了施工中捆綁電纜的工藝，降低了施工難度和風險，并且其中的超聲波發(fā)射器和電聲換能器的發(fā)射間隔根據(jù)需要可調，因而同時也能以滿足實時性的要求。此外，需要特別說明的是，本發(fā)明實施例的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)中，監(jiān)測設備和傳輸設備均設有隔熱保溫體，使之能夠在高溫環(huán)境中工作。
[0063]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，其特征在于，包括一腔體，所述腔體上開設有超聲波傳輸通道，所述腔體內安裝有: 傳感器組，用于獲取井下油層的模擬的溫度、壓力信號，其探頭穿出所述腔體外且深入所述井下油層； 微控制器，用于將所述模擬的溫度、壓力信號轉換成對應的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號進行編碼后發(fā)送至超聲波發(fā)射器； 超聲波發(fā)射器，其發(fā)射方向與所述超聲波傳輸通道對應配合，用于將編碼后的數(shù)字信號轉換成對應的超聲波信號發(fā)射出去。
2.根據(jù)權利要求1所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，其特征在于，所述腔體為金屬隔熱保溫腔體。
3.根據(jù)權利要求1所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，其特征在于，所述金屬隔熱保溫腔體包括筒形主體以及與其一端開口相連的密封端蓋；所述筒形主體的另一端開口為所述超聲波傳輸通道，所述超聲波發(fā)射器封堵于所述另一端開口內；所述探頭穿出所述密封端蓋外深入所述井下油層。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，其特征在于，所述金屬隔熱保溫腔體具有多層反輻射膜，且其空腔為真空空腔。
5.根據(jù)權利要求1所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，其特征在于，所述探頭為溫壓傳導電纜，其包括傳壓管和傳溫電纜。
6.根據(jù)權利要求1所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，其特征在于，所述高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備還包括: 用以將高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備固定于油管或篩管上的懸掛體，其與所述探頭伸出所述腔體外的部分相連。
7.根據(jù)權利要求1所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備，其特征在于，所述超聲波發(fā)射器定時將編碼后的數(shù)字信號轉換成對應的超聲波信號發(fā)射出去。
8.—種高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，其特征在于，包括與井下的油管相連的腔體，所述腔體上開設有超聲波傳輸通道，所述腔體內安裝有: 超聲波接收器，用于接收超聲波信號并將其轉換成對應的電信號，所述超聲波信號內攜帶有井下油層的溫度、壓力信息； 微控制器，用于從電信號中提取出溫度、壓力信息，并根據(jù)所述溫度、壓力信息控制編碼器； 編碼器，用于在所述微控制器的控制下，將所述溫度、壓力信息編碼成適于聲波通訊要求的編碼信號； 電聲換能器，用于將所述編碼信號轉換成對應的聲波信號發(fā)射出去，其發(fā)射方向與所述超聲波傳輸通道對應配合； 共振腔，用于將所述聲波信號進行放大以加載于所述油管上。
9.根據(jù)權利要求8所述的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，其特征在于，所述腔體為金屬隔熱保溫腔體。
10.根據(jù)權利要求9所述的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，其特征在于，所述金屬隔熱保溫腔體包括具有一開口端的筒形主體，以及與其開口端密封相連的端蓋。
11.根據(jù)權利要求10所述的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，其特征在于，所述端蓋的軸向剖面大致呈H型，所述端蓋在軸向方向形成有反向設置的內凹槽和外凹槽，所述內凹槽構成所述共振腔，所述超聲波接收器安裝于所述外凹槽內。
12.根據(jù)權利要求9-11任意一項所述的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，其特征在于，所述金屬隔熱保溫腔體具有多層反輻射膜，且其空腔為真空空腔。
13.根據(jù)權利要求8所述的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，其特征在于，所述腔體內還安裝有: 電池組，用于向高溫生產井泵下溫壓傳輸設備供電； 儲能器，其用于將所述電池組輸出的功率進行放大以驅動所述電聲換能器。
14.根據(jù)權利要求8所述的高溫生產井泵下溫壓傳輸設備，其特征在于，所述電聲換能器定時將所述編碼信號轉換成對應的聲波信號發(fā)射出去。
15.一種高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 權利要求1-7任意一項所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測設備；以及， 權利要求8-14任意一項所述高溫生產井泵下溫壓傳輸設備。
16.根據(jù)權利要求15所述的高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫生產井泵下溫壓監(jiān)測系統(tǒng)還包括: 聲波接收器，用于接收通過所述油管傳輸過來的聲波信號并將其發(fā)送至地面上位機。
【文檔編號】E21B47/06GK104481513SQ201410645036
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權日:2014年11月12日
【發(fā)明者】宋志軍, 汪泓, 張福興, 劉奇鹿, 趙偉, 楊顯志, 汪浩, 李瑜 申請人:中國石油天然氣股份有限公司