一種分布式光纖井下采集設(shè)備、井下流量計(jì)及井下監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及井下監(jiān)測領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種分布式光纖井下采集設(shè)備、井下流量計(jì)及井下監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]—般情況下，油氣井在生產(chǎn)時只在地面井口或者采油廠集中進(jìn)行計(jì)量，一般只監(jiān)測流量，只能對井下產(chǎn)液產(chǎn)氣進(jìn)行地面上的統(tǒng)一記錄。對于井下實(shí)際的多相流量，溫度、壓力等特性無法做到在線監(jiān)測，尤其涉及到井下多層合采，更是無法監(jiān)測。
[0003]目前井下也有少量的電子式、多儀器組合型的井下流量計(jì)，但是一般情況下不能長期放置在井下監(jiān)測；此外，只能進(jìn)行點(diǎn)式測量，不能分布式測量。如果需要對全井進(jìn)行測量，還需頻繁起下儀器，造成工程上很多不便，延長了作業(yè)時間，對井下干預(yù)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種分布式光纖井下采集設(shè)備、井下流量計(jì)及井下監(jiān)測方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種分布式光纖井下采集設(shè)備。
[0006]在本發(fā)明所述的分布式光纖井下采集設(shè)備中，包括井下管柱、井下光纜、光纖溫度傳感器；
[0007]所述井下光纜的全部沿所述井下管柱繞制成螺旋狀，或者所述井下光纜的一部分沿所述井下管柱繞制成螺旋狀、另一部分直線設(shè)置在所述井下管柱一側(cè)的管壁上；
[0008]所述光纖溫度傳感器集成到所述井下光纜，分布式沿所述井下光纜的延伸方向設(shè)置。
[0009]優(yōu)選地，所述井下光纜的外部鎧裝材料包括金、銀、銅、鋁的其中一種或多種；所述光纖溫度傳感器表面設(shè)有金屬鍍層，所述金屬鍍層是金、銀、銅、鋁的其中一種或多種。
[0010]優(yōu)選地，所述井下光纜通過一個或多個光纜保護(hù)器固定在所述井下管柱上，多個所述光纜保護(hù)器沿所述井下光纜的延伸方向分布。
[0011]優(yōu)選地，所述分布式光纖井下采集設(shè)備還包括光纖壓力傳感器；
[0012]所述光纖壓力傳感器集成到所述井下光纜，分布式沿所述井下光纜的延伸方向設(shè)置，所述光纖壓力傳感器表面設(shè)有金屬鍍層，所述金屬鍍層是金、銀、銅、鋁的其中一種或多種。
[0013]在本發(fā)明所述的分布式光纖井下流量計(jì)中，包括上文所述的任一種井下采集設(shè)備和井上處理設(shè)備；
[0014]所述井下采集設(shè)備通過地面光纜與所述井上處理設(shè)備連接。
[0015]優(yōu)選地，所述井上處理設(shè)備包括
[0016]光電轉(zhuǎn)換器，與所述井下采集設(shè)備相連，用于接收所述井下采集設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號；
[0017]Α/D轉(zhuǎn)換器，與所述光電轉(zhuǎn)換器相連，用于將所述電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸出；
[0018]運(yùn)算處理器，與所述Α/D轉(zhuǎn)換器相連，用于接收所述數(shù)字信號并運(yùn)算處理。
[0019]優(yōu)選地，所述運(yùn)算處理器包括與所述Α/D轉(zhuǎn)換器相連的DSP數(shù)字處理器、與所述DSP數(shù)字處理器相連的FPGA芯片。
[0020]優(yōu)選地，所述井上處理設(shè)備還包括時鐘模塊；
[0021 ] 所述時鐘模塊與所述井下采集設(shè)備相連，且所述時鐘模塊的控制端與所述DSP數(shù)字處理器相連，以由所述DSP數(shù)字處理器控制所述時鐘模塊記錄或讀取采集時間。
[0022]優(yōu)選地，所述井上處理設(shè)備還包括
[0023]整形器，與所述光電轉(zhuǎn)換器相連，用于將所述電信號整形為脈沖信號；
[0024]計(jì)數(shù)器，輸入端與所述整形器相連，輸出端與所述DSP數(shù)字處理器相連，用于對所述脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)并傳輸至所述DSP數(shù)字處理器。
[0025]在本發(fā)明所述的井下監(jiān)測方法中，包括如下步驟:
[0026]S1、利用井下采集設(shè)備中的光纖溫度傳感器和光纖壓力傳感器對井下溫度數(shù)據(jù)和井下壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的所述井下溫度數(shù)據(jù)和所述井下壓力數(shù)據(jù)通過地面光纜傳輸?shù)骄咸幚碓O(shè)備中；
[0027]S2、所述井上處理設(shè)備根據(jù)獲取到的所述井下溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算得出井下流量信息;
[0028]S3、所述井上處理設(shè)備根據(jù)獲取到的所述井下壓力數(shù)據(jù)，對所述井下流量信息進(jìn)行修正，得到井下實(shí)際流量信息。
[0029]實(shí)施本發(fā)明的分布式光纖井下采集設(shè)備、井下流量計(jì)及井下監(jiān)測方法，具有以下有益效果:本發(fā)明提供的分布式光纖井下采集設(shè)備，通過將井下光纜沿井下管柱繞制成螺旋狀，加密單位空間采集點(diǎn)數(shù)，提高分辨率，從而達(dá)到更好的測量效果；通過將光纖溫度傳感器分布式沿井下光纜的延伸方向設(shè)置，無需對井下流體分離即可實(shí)現(xiàn)分布式測量，實(shí)現(xiàn)全井測量無需移動井下光纜及傳感器。
[0030]進(jìn)一步的，井下光纜的外部鎧裝材料選用高熱傳導(dǎo)系數(shù)的材料，提高感溫能力及反應(yīng)速度，減少利用溫差推導(dǎo)熱量時產(chǎn)生的誤差。
[0031]進(jìn)一步的，添加光纖壓力傳感器，對利用溫度推導(dǎo)的流量信息進(jìn)行修正，提高測量的準(zhǔn)確度。
[0032]進(jìn)一步的，對光纖溫度傳感器和/或光纖壓力傳感器鍍金屬處理，提高感溫能力及反應(yīng)速度，減少利用溫差推導(dǎo)熱量時產(chǎn)生的誤差。
【附圖說明】
[0033]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0034]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例中的分布式光纖井下流量計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0035]圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例中的分布式光纖井下流量計(jì)在井下使用時的示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施例中的分布式光纖井下流量計(jì)在井下使用時的示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明的一實(shí)施例中的井下監(jiān)測方法的流程圖；
[0038]圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例中的井下監(jiān)測方法的溫度-流量關(guān)系圖；
[0039]其中，1、井下采集設(shè)備；11、光纖溫度傳感器；12、光纖壓力傳感器；2、井上處理設(shè)備；21、光電轉(zhuǎn)換器；22、A/D轉(zhuǎn)換器；23、DSP數(shù)字處理器；24、FPGA芯片；25、時鐘模塊；26、整形器；27、計(jì)數(shù)器；3、井下光纜；4、井下管柱；5、光纜保護(hù)器；6、套管；7、井口 ；8、儀表；9、地面光纜。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0041]圖1至圖3示出了本發(fā)明中的一種分布式光纖井下流量計(jì)，該分布式光纖井下流量計(jì)主要可以將一根或多根光纜下到井下，并將光學(xué)解調(diào)器放置在井上。然后通過光纜上的光纖傳感器采集井下溫度、壓力數(shù)據(jù)，并將采集到的井下信息上傳到光學(xué)解調(diào)器中進(jìn)行解調(diào)，從而得到井下分布式多相流量、井下壓力、溫度信息。
[0042]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例中的分布式光纖井下流量計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例中的分布式光纖井下流量計(jì)在井下使用時的示意圖。圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施例中的分布式光纖井下流量計(jì)在井下使用時的示意圖。
[0043]如圖1所示，該分布式光纖井下流量計(jì)包括井下采集設(shè)備I和井上處理設(shè)備2。該井下采集設(shè)備I的主要作用在于采集井下溫度、壓力數(shù)據(jù)上傳。該井上處理設(shè)備2的主要作用在于解調(diào)采集到的數(shù)據(jù)，以得到井下分布式多相流量、井下壓力、溫度等信息。
[0044]具體的，參閱圖1，該井下采集設(shè)備I包括井下管柱4、井下光纜3、光纖溫度傳感器11和光纖壓力傳感器12