油氣井監(jiān)測管柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種油氣井監(jiān)測管柱。該油氣井監(jiān)測管柱，包括：油管、光纜、光學(xué)傳感設(shè)備和至少一個偏心托筒；光纜與光學(xué)傳感設(shè)備均可拆卸固定在油管的外壁上；光纜的一端與探測器連接，光纜的另一端與光學(xué)傳感設(shè)備連接；光纜包括至少一個第一光纖，光學(xué)傳感設(shè)備包括至少一個光學(xué)溫度壓力計；每個光學(xué)溫度壓力計對應(yīng)連接一個第一光纖；每個偏心托筒包括主筒體和與主筒體的側(cè)壁連接的側(cè)筒體；主筒體套設(shè)在油管的外壁上，光學(xué)溫度壓力計固定在側(cè)筒體的容置腔內(nèi)。該油氣井監(jiān)測管柱可以準(zhǔn)確測量高溫、高壓和高腐蝕等環(huán)境惡劣的油井內(nèi)的溫度和壓力，保證了油氣藏動態(tài)生產(chǎn)管理的合理進行，實現(xiàn)了油氣藏的科學(xué)高效開發(fā)。
【專利說明】
油氣井監(jiān)測管柱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及石油機械技術(shù)，尤其設(shè)及一種油氣井監(jiān)測管柱。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣開采過程中，井管理人員需要實時掌握油氣井內(nèi)的溫度和壓力，井管理人 員根據(jù)較準(zhǔn)確的油氣井內(nèi)的溫度和壓力值來進行生產(chǎn)改進、油氣生產(chǎn)的安全分析，進而進 行合理的油氣藏動態(tài)生產(chǎn)管理，實現(xiàn)油氣藏的科學(xué)高效開發(fā)。
[0003] 目前，通常采用電子溫度壓力計來獲取油氣井內(nèi)的溫度和壓力，具體的是采用鋼 絲或電纜將電子溫度壓力計送至油氣井內(nèi)預(yù)設(shè)位置處，來測量油氣井下的溫度和壓力，并 根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)來進行生產(chǎn)優(yōu)化、故障診斷，W及檢測油氣井內(nèi)的油藏變化趨勢等。
[0004] 然而，在高溫、高壓、高腐蝕等環(huán)境惡劣的油氣井內(nèi)，在將電纜放入井內(nèi)或者從井 內(nèi)取出的過程中、或者在電子溫度壓力計檢測的過程中，電纜容易產(chǎn)生斷裂或者打結(jié)的情 況，使得電子溫度壓力計無法測量油氣井內(nèi)預(yù)設(shè)位置處的溫度和壓力。同時現(xiàn)有技術(shù)中的 電子溫度壓力計多為電子傳感器，該電子傳感器在油氣井內(nèi)高溫環(huán)境下長期使用容易發(fā)生 失效，并且電子傳感器容易受到井內(nèi)的電磁干擾，使其測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，進而使得操作者 無法準(zhǔn)確獲得油氣井內(nèi)預(yù)設(shè)位置處的實際溫度和壓力，無法保證油氣開采過程的安全性。
[0005] 因此，在惡劣環(huán)境下，如何準(zhǔn)確獲得油氣井內(nèi)的溫度和壓力成為目前亟待解決的 技術(shù)問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型提供一種油氣井監(jiān)測管柱，可W準(zhǔn)確測量高溫高壓等惡劣環(huán)境的油氣 井內(nèi)的溫度和壓力，保證了油氣藏動態(tài)生產(chǎn)管理的合理進行，實現(xiàn)了油氣藏的科學(xué)高效開 發(fā)。
[0007] 本實用新型提供一種油氣井監(jiān)測管柱，包括：油管、光纜、光學(xué)傳感設(shè)備和至少一 個偏屯、托筒；
[000引所述光纜與所述光學(xué)傳感設(shè)備均可拆卸固定在所述油管的外壁上；
[0009] 所述光纜的一端與探測器連接，所述光纜的另一端與所述光學(xué)傳感設(shè)備連接；
[0010] 所述光纜包括至少一個第一光纖，所述光學(xué)傳感設(shè)備包括至少一個光學(xué)溫度壓力 計;每個光學(xué)溫度壓力計對應(yīng)連接一個第一光纖；
[0011] 每個所述偏屯、托筒包括主筒體和與所述主筒體的側(cè)壁連接的側(cè)筒體;所述主筒體 套設(shè)在所述油管的外壁上，所述光學(xué)溫度壓力計固定在所述側(cè)筒體的容置腔內(nèi)。
[0012] 進一步地，上述油氣井監(jiān)測管柱還包括:分線盒，所述分線盒用于將所述光纜分成 至少一個第一光纖。
[0013] 進一步地，所述光纜還包括第二光纖；
[0014] 所述第二光纖與分布式溫度壓力測量設(shè)備連接，用于測量油氣井內(nèi)的管柱沿線溫 度和壓力。
[0015] 進一步地，所述油氣井監(jiān)測管柱還包括:油管接髓和光纜保護器；
[0016] 所述油管接髓用于連接所述油氣井監(jiān)測管柱中的相鄰的兩個油管，所述光纜保護 器固定連接在所述油管接髓的外壁上，所述光纜通過所述光纜保護器固定在所述油管的外 壁上。
[0017] 上述油氣井監(jiān)測管柱還包括:井下安全閥，所述井下安全閥與所述油管連通。
[0018] 上述光纜中的第一光纖為單模光纖，第二光纖為多模光纖。
[0019] 上述光纜的保護層為彈性保護層。
[0020] 上述光纜的保護層為銘儀鐵合金保護層。
[0021 ]上述光纜的保護層的最外層形狀為立方體。
[0022] 本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱，通過將光纜的一端與光學(xué)傳感設(shè)備連接，光 纜的另一端與探測器連接，再將光纜和光學(xué)傳感設(shè)備可拆卸固定連接在油管的外壁上，隨 油管一起進入到油氣井內(nèi)，使得光纜隨著油管一起下井的整個過程中不會產(chǎn)生斷裂或者打 扭等情況，進而保證了油氣井監(jiān)測管柱對井內(nèi)預(yù)設(shè)位置處的溫度和壓力的監(jiān)測，并通過在 光纜中設(shè)置至少一個第一光纖，對應(yīng)地在光學(xué)傳感設(shè)備中設(shè)置至少一個光學(xué)溫度壓力計， 并將每個第一光纖與對應(yīng)地一個光學(xué)溫度壓力計連接，獲得多個溫度與壓力值，進而提高 了測量井內(nèi)溫度和壓力值的準(zhǔn)確性。同時，將一個光學(xué)溫度壓力計固定在一個側(cè)筒體的容 置腔內(nèi)，再將主筒體套設(shè)在油管的外壁上，防止光學(xué)溫度壓力計在下井過程中發(fā)生磕碰，W 及防止井下惡劣環(huán)境對光學(xué)溫度壓力計的損毀，進而提高了油氣井監(jiān)測管柱監(jiān)測井內(nèi)溫度 和壓力的準(zhǔn)確性，使得工作人員可W根據(jù)較準(zhǔn)確的油氣井內(nèi)的溫度和壓力值來進行生產(chǎn)改 進、油氣生產(chǎn)的安全分析，保證了油氣藏動態(tài)生產(chǎn)管理的合理進行，實現(xiàn)了油氣藏的科學(xué)高 效開發(fā)。
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本實用新型或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有 技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用 新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 W根據(jù)運些附圖獲得其他的附圖。
[0024] 圖1為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例一的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖4為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例S的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖5為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 附圖標(biāo)記說明：
[0030] 100:油氣井監(jiān)測管柱；
[0031] 30:油管；
[003^ 10:光纜；
[0033] 20:光學(xué)傳感設(shè)備；
[0034] 11:光纜的一端；
[0035] 12:光纜的另一端；
[0036] 13:第一光纖；
[0037] 14:第二光纖；
[0038] 21:光學(xué)溫度壓力計；
[0039] 40:分線盒；
[0040] 41:分線盒的第一接口；
[0041] 42:分線盒第二接口；
[0042] 50:偏屯、托筒；
[0043] 51:主筒體；
[0044] 52:側(cè)筒體；
[0045] 70:油管接髓；
[0046] 60:光纜保護器；
[0047] 80:井下安全閥；
[004引 90:封隔器；
[0049] 15:保護層。
【具體實施方式】
[0050] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施 例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實 施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新 型保護的范圍。
[0051] 本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱可W用于在油氣井的完井和生產(chǎn)過程中監(jiān)測 油氣井內(nèi)的溫度和壓力，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)無法準(zhǔn)確監(jiān)測油氣井內(nèi)的溫度和壓力，使得油 氣開采不安全的問題。本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實現(xiàn)了對油氣井內(nèi)溫度和壓力的 準(zhǔn)確測量，提高了工作人員對油氣生成過程中故障診斷的準(zhǔn)確性，進而提高了油氣開采過 程的安全性。
[0052] 下面W具體地實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明。下面運幾個具體的 實施例可W相互結(jié)合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例中不再寶述。
[0053] 圖1為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實用新 型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例一的另一結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1和圖2所示，本實施例的油氣 井監(jiān)測管柱100,包括:油管30、光纜10、光學(xué)傳感設(shè)備20和偏屯、托筒50,其中所述光纜10與 所述光學(xué)傳感設(shè)備20均可拆卸固定在所述油管30的外壁上，所述光纜10的一端11與探測器 連接（圖中未示出），所述光纜10的另一端12與所述光學(xué)傳感設(shè)備20連接;所述光纜10包括 至少一個第一光纖13,所述光學(xué)傳感設(shè)備20包括至少一個光學(xué)溫度壓力計21;每個光學(xué)溫 度壓力計21對應(yīng)連接一個第一光纖13;每個所述偏屯、托筒50包括主筒體51和與所述主筒體 51的側(cè)壁連接的側(cè)筒體52;所述主筒體51套設(shè)在所述油管30的外壁上，所述光學(xué)溫度壓力 計21固定在所述側(cè)筒體52的容置腔內(nèi)。
[0054] 需要說明，本實用新型中的光纜10包括有多個光纖，該光纖可用于傳輸光信號，也 可W用于作為傳感設(shè)備使用，用于測量井下的溫度。本實施例圖2所示出的光纜10包括兩個 第一光纖13(圖2僅是一種示例），對應(yīng)地光學(xué)傳感設(shè)備20包括兩個光學(xué)溫度壓力計21。對于 其他的光纜10包括多個第一光纖13,對應(yīng)地光學(xué)傳感設(shè)備20包括多個光學(xué)溫度壓力計21的 情況，與圖2所示的原理相同，可W參照圖2,在此不再寶述。本實施例的偏屯、托筒50用于固 定光學(xué)溫度壓力計21，即一個偏屯、托筒50用于固定一個光學(xué)溫度壓力計21，其中偏屯、托筒 50的數(shù)目可W根據(jù)光學(xué)溫度壓力計21的數(shù)目確定，即偏屯、托筒50的數(shù)目不小于光學(xué)溫度壓 力計21的數(shù)目，本實施例對偏屯、托筒50的具體數(shù)目不做限制。
[0055] 如圖1所示，具體地，光學(xué)傳感設(shè)備20可W可拆卸固定連接到油管30外壁的預(yù)設(shè)位 置處，本實施例對光學(xué)傳感設(shè)備20與油管30外壁之間的可拆卸連接的方式不做限制，即可 W將光學(xué)傳感設(shè)備20卡設(shè)在油管30外壁上，也可W將光學(xué)傳感設(shè)備20粘貼在油管30的外壁 上。其中，上述光纜10的一端11與油氣井外的探測器連接，為了方便連接，該探測器可W放 置在油氣井的進口附近，光纜10的另一端12與光學(xué)傳感設(shè)備20連接，其中光纜10與光學(xué)傳 感設(shè)備20的連接可W是將光纜10焊接到光學(xué)傳感設(shè)備20上，也可W是其他的連接形式，對 此本實用新型不做限制。另外，上述與光學(xué)傳感設(shè)備20連接好的光纜10可拆卸連接在油管 30的外壁上，該光纜10與油管30的固定連接方式也可W為可拆卸連接方式，例如可W將光 纜10卡設(shè)在油管30的外壁上，也可W通過其他的可拆卸連接方式將光纜10固定連接在油管 30的外壁上，本實施例對光纜10與油管30的可拆卸連接方式不做限制。在使用時，可W將上 述外壁固定連接有光學(xué)傳感設(shè)備20和光纜10的油管30伸入到待測油氣井內(nèi)，當(dāng)上述油管30 到達油氣井內(nèi)預(yù)設(shè)的位置時，停止繼續(xù)下入，此時光學(xué)傳感設(shè)備20在井內(nèi)所處的位置為油 氣井的待測位置。
[0056] 當(dāng)光纜10和光學(xué)傳感設(shè)備20隨著油管30-起下到油氣井內(nèi)之后，通過光發(fā)射器向 油井內(nèi)發(fā)射光源，使光信號通過光纜10中的光纖傳輸至光學(xué)傳感設(shè)備20中，光學(xué)傳感設(shè)備 20再將光信號反射回來，當(dāng)油氣井內(nèi)的溫度或壓力發(fā)生變化時，從光學(xué)傳感設(shè)備20反射回 的光信號也會發(fā)生相應(yīng)的變化，反射回來的光信號通過光纜10中的光纖傳輸至井外的探測 器中，該探測器對反射回來的光信號的干設(shè)光譜進行分析，進而得到油氣井內(nèi)光學(xué)傳感設(shè) 備20所在位置處的溫度和壓力值，從而實現(xiàn)了對井內(nèi)預(yù)設(shè)位置處溫度和壓力的實時監(jiān)測。
[0057] 本實施例中，通過將光纜10和光學(xué)傳感設(shè)備20固定連接在油管30外壁上，并隨油 管30-起下入到井內(nèi)，使得在運整個下井的過程中，光纜10不會發(fā)生斷裂或者打扭等情況， 可W順利將光學(xué)傳感設(shè)備20放置到井內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，用于實時監(jiān)測井內(nèi)預(yù)設(shè)位置處的溫 度和壓力，從而保證了油氣開采過程的安全性。
[0058] 需要說明的是，本實用新型使用的光學(xué)傳感設(shè)備20具有如下特點：首先其使用壽 命長，可W達到10至13年，并且可W在高溫條件下長期工作，且不受電磁干擾，因此，可W準(zhǔn) 確測量高溫W及電磁干擾強的油氣井的井內(nèi)溫度和壓力值。其次，由于光信號在光纜10中 的信號衰減小，使得光學(xué)傳感設(shè)備20的有效傳感距離可W達到20kmW上，即該光學(xué)傳感設(shè) 備20的傳感距離長，可W準(zhǔn)確監(jiān)測到深井內(nèi)的溫度和壓力值。同時，光學(xué)傳感設(shè)備20其體積 小、重量輕，使得其在井下使用過程中的抗震動和沖擊能力強，在環(huán)境較惡劣的油氣井內(nèi)可 W正常的工作。并且本實用新型的光學(xué)傳感設(shè)備20其結(jié)構(gòu)簡單，組件數(shù)量較少，使得其在使 用過程中容易管理，進而提高了光學(xué)傳感設(shè)備20的可靠性。即，本實施例的光學(xué)傳感設(shè)備20 具有耐高溫、抗電磁干擾、可靠性高等特點，可W準(zhǔn)確測量高溫、強電磁干擾等環(huán)境惡劣的 油氣井內(nèi)的溫度和壓力，從而進一步提高了油氣井監(jiān)測管柱100監(jiān)測井內(nèi)溫度和壓力的準(zhǔn) 確性，進一步保證了油氣開采過程的安全性。
[0059] 進一步地，如圖2所示，本實用新型將光纜10中的每個第一光纖13對應(yīng)地與一個光 學(xué)溫度壓力計21連接，用于測量井內(nèi)預(yù)設(shè)位置（即前述的待測位置)處的溫度與壓力，其中 第一光纖13與光學(xué)溫度壓力計21的連接可W是焊接，也可W是將第一光纖13插設(shè)在光學(xué)溫 度壓力計21設(shè)置的插孔中，本實施例對第一光纖13與光學(xué)溫度壓力計21之間的固定連接方 式不做限制，只要可W實現(xiàn)兩者的固定連接即可。接著，通過光發(fā)射器在井口向井內(nèi)發(fā)射光 源，使得光信號沿著第一光纖13到達光學(xué)溫度壓力計21，光學(xué)溫度壓力計21產(chǎn)生反射光信 號，該反射光信號再沿著第一光纖13進入井外與第一光纖13連接的探測器中，該探測器再 對該反射信息進行解析處理，得到井內(nèi)光學(xué)溫度壓力計21所處位置處的溫度和壓力。
[0060] 可選地，如圖2所示，本實施例通過將兩個光學(xué)溫度壓力計21放置在井內(nèi)同一個預(yù) 設(shè)位置處，并采用兩個第一光纖13與光學(xué)溫度壓力計21-一對應(yīng)連接，來測量井內(nèi)預(yù)設(shè)位 置處的溫度和壓力，進而提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。
[0061] 可選地，本實施例還可W采用多個第一光纖13與多個光學(xué)溫度壓力計21-一對應(yīng) 連接，來測量井內(nèi)同一個預(yù)設(shè)位置處的溫度和壓力，用于提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，其中第一 光纖13的數(shù)目根據(jù)實際需要設(shè)定，本實用新型對此不做限制。同時，本實施例的光學(xué)傳感設(shè) 備20中的光學(xué)溫度壓力計21的數(shù)目可W大于或者等于第一光纖13的數(shù)目。
[0062] 可選地，本實施例中的光學(xué)傳感設(shè)備20中的光學(xué)溫度壓力計21還可W分布在井內(nèi) 的不同位置處，用于測量井內(nèi)不同位置處的溫度和壓力值，使得工作人員可W實時掌握井 內(nèi)任意位置處的溫度和壓力值，進一步保證了油氣開采過程中的安全性。
[0063] 繼續(xù)參照上述圖2,為了進一步提高光纜10與油管30之間的固定連接，本實施例設(shè) 置有偏屯、托筒50,該偏屯、托筒50包括主筒體51和與該主筒體51的側(cè)壁連接的側(cè)筒體52,其 中主筒體51與側(cè)筒體52可W為一體成型結(jié)構(gòu)，也可W是側(cè)筒體52通過焊接、螺紋連接等方 式連接在主筒體51的側(cè)壁上，本實施例對主筒體51與側(cè)筒體52的連接方式不做限制。該主 筒體51為套筒結(jié)構(gòu)，可W套設(shè)在油管30的外壁上;側(cè)筒體52包括一容置腔，光學(xué)溫度壓力計 21固定在該容置腔內(nèi)。在實際使用過程中，首先將主筒體51套設(shè)在油管30的外壁的預(yù)設(shè)位 置處，其中主筒體51與油管30外壁之間可W使用螺紋或者鍵等方式固定連接。接著將一個 光學(xué)溫度壓力計21對應(yīng)安裝在一個側(cè)筒體52的容置腔內(nèi)，具體地，可W將上述光學(xué)溫度壓 力計21鑲嵌到上述側(cè)筒體52的容置腔內(nèi)，也可W將光學(xué)溫度壓力計21卡設(shè)在側(cè)筒體52的容 置腔內(nèi)，本實施例對光學(xué)溫度壓力計21在側(cè)筒體52容置腔內(nèi)的固定形式不做限制。運樣實 現(xiàn)了將光學(xué)溫度壓力計21固定設(shè)置在油管30的外壁上，使得光學(xué)溫度壓力計21可W隨著油 管30穩(wěn)定進入到井下，用于測量井下預(yù)設(shè)位置處的溫度與壓力值。并且本實施例將光學(xué)溫 度壓力計21固定在側(cè)筒體52的容置腔內(nèi)，該容置腔可W對光學(xué)溫度壓力計21起到保護作 用，防止光學(xué)溫度壓力計21在下井的過程中發(fā)生碰撞，或者防止井下惡劣環(huán)境對光學(xué)溫度 壓力計21的損毀，造成光學(xué)溫度壓力計21無法正常工作的問題產(chǎn)生。
[0064] 本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱，通過將光纜的一端與光學(xué)傳感設(shè)備連接，光 纜的另一端與探測器連接，再將光纜和光學(xué)傳感設(shè)備可拆卸固定連接在油管的外壁上，隨 油管一起下入到油氣井內(nèi)，使得光纜隨著油管一起下井的整個過程中不會產(chǎn)生斷裂或者打 扭等情況，進而保證了油氣井監(jiān)測管柱對井內(nèi)預(yù)設(shè)位置處的溫度和壓力的監(jiān)測，并通過在 光纜中設(shè)置至少一個第一光纖，對應(yīng)地在光學(xué)傳感設(shè)備中設(shè)置至少一個光學(xué)溫度壓力計， 并將每個第一光纖與對應(yīng)地一個光學(xué)溫度壓力計連接，獲得多個溫度與壓力值，進而提高 了測量井內(nèi)溫度和壓力值的準(zhǔn)確性。同時，將一個光學(xué)溫度壓力計固定在一個側(cè)筒體的容 置腔內(nèi)，再將主筒體套設(shè)在油管的外壁上，防止光學(xué)溫度壓力計在下井過程中發(fā)生磕碰，W 及防止井下惡劣環(huán)境對光學(xué)溫度壓力計的損毀，進而提高了油氣井監(jiān)測管柱監(jiān)測井內(nèi)溫度 和壓力的準(zhǔn)確性，使得工作人員可W根據(jù)較準(zhǔn)確的油氣井內(nèi)的溫度和壓力值來進行生產(chǎn)改 進、油氣生產(chǎn)的安全分析等工作，保證了油氣藏動態(tài)生產(chǎn)管理的合理進行，實現(xiàn)了油氣藏的 科學(xué)高效開發(fā)。
[0065] 圖3為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，上述實施例的 基礎(chǔ)上，如圖2和圖3所示，為了方便第一光纖13與光學(xué)溫度壓力計21的連接，上述油氣井監(jiān) 測管柱還可W包括分線盒40,所述分線盒40用于將所述光纜10分成至少一個第一光纖13。
[0066] 具體地，將光纜10與分線盒40的第一接口 41連接，該分線盒40從第一接口 41處的 光纜10中分出兩個第一光纖13,并將該第一光纖13通過分線盒40的第二接口42伸出，使得 一根第一光纖13與一個光學(xué)溫度壓力計21連接，使得另一根第一光纖13與另一個光學(xué)溫度 壓力計21連接，實現(xiàn)了第一光纖13與光學(xué)溫度壓力計21的方便、穩(wěn)固連接。
[0067] 需要說明的是，本實施例中分線盒40可W固定在油管30的外壁上，方便對光纜10 進行分線處理，并且可W進一步實現(xiàn)光纜10與油管30外壁的連接，使得光纜10的固定更加 穩(wěn)定。同時，本實施例中分線盒40的第二接口 42的數(shù)目可W根據(jù)實際需要設(shè)定，本實用新型 對此不做限制，只要大于等于第一光纖13的數(shù)目即可。
[0068] 本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱，通過設(shè)置分線盒，實現(xiàn)了從光纜中分出至少 一個第一光纖，使得第一光纖與光學(xué)溫度壓力計的連接更加方便和穩(wěn)固。
[0069] 進一步地，如圖3所示，本實施例中的光纜10還包括第二光纖14,所述第二光纖14 與分布式溫度壓力測量設(shè)備連接，用于測量油氣井內(nèi)的管柱沿線溫度和壓力。
[0070] 需要說明的是，分布式溫度壓力測量設(shè)備與傳感光纖可W組成分布式溫度壓力測 量系統(tǒng)，該分布式溫度壓力測量系統(tǒng)可W在整個光纖長度上W距離的連續(xù)函數(shù)形式傳感測 量出被測參數(shù)(溫度和壓力）隨光纖長度的變化，即能夠在整個連續(xù)的光纖上，W距離的連 續(xù)函數(shù)形式，測量出光纖上各點的溫度和壓力值。分布式溫度壓力測量系統(tǒng)主要由光發(fā)射 機、接收器、傳感光纖、檢測模塊等組成，其中檢測模塊用于將光信號進行復(fù)用、轉(zhuǎn)換、放大 等處理，得到光纖上各點的溫度和壓力值，并將其顯示。
[0071] 具體地，本實施例的第二光纖14為傳感光纖，相當(dāng)于溫度壓力傳感器，用于與上述 分布式溫度壓力測量設(shè)備連接，組成分布式溫度壓力測量系統(tǒng)，該分布式溫度壓力測量設(shè) 備可設(shè)置在井口處。由于光信號在第二光纖14中傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生后向散射，該散射主 要包括瑞利散射、布里淵散射和卿曼散射，其中卿曼散射的狀態(tài)受到第二光纖14散射點的 溫度和壓力影響而有所改變，因此可W通過第二光纖14的卿曼散射光波獲得第二光纖14各 點的溫度和壓力值。具體地，光發(fā)射機向第二光纖14注入一定能量和寬度的激光脈沖，激光 脈沖在第二光纖14中傳輸?shù)耐瑫r不斷產(chǎn)生上述的后向散射光波，檢測模塊對散射光波進行 復(fù)用、檢測解調(diào)后，送入信號處理單元進行處理，獲得溫度和壓力信號，并將該溫度和壓力 信號顯示出來。
[0072] 其中，本實施例的第二光纖14利用光時域反射原理獲得光纖不同位置處的溫度和 壓力值，即可W獲得第二光纖14不同位置處的溫度和壓力變化曲線。具體地，在光脈沖在第 二光纖14的入射點注入的時間為ti，當(dāng)光脈沖到達第二光纖14的某一位置處時發(fā)生向后散 射，散射光返回到入射點的時間為t2,則光脈沖從入射點注入光纖到返回入射點的時間為t = t2-ti，光在第二光纖14中的傳播速度為V，光在真空中的傳播速度為C，第二光纖14的折射 率為n，此時根據(jù)公5
獲得第二光纖14中發(fā)生散射的位置Z。本實施例，通過光 纖的卿曼散射獲得第二光纖14的沿路溫度和壓力值，根據(jù)上述公式獲得光纖中發(fā)生散射的 位置，即由上述方法可W獲得第二光纖14不同位置處的溫度和壓力變化曲線，由于第二光 纖14位于井內(nèi)，即可W通過檢測第二光纖14不同位置處的溫度和壓力值，對應(yīng)獲得井內(nèi)不 同位置處的溫度和壓力值。本實施例的第二光纖14的測量精度可W達到每米測量一個溫度 和壓力值，即可測的井內(nèi)每米深度處對應(yīng)的溫度和壓力值，獲得井內(nèi)溫度和壓力的變化曲 線，當(dāng)井內(nèi)溫度和壓力的變化曲線在某個位置出現(xiàn)突變時，說明井內(nèi)該位置存在漏點，可選 地上述分布式溫度壓力測量系統(tǒng)可W進行報警，提醒操作人員及時進行檢測和維修，進而 保證了油氣開采過程的安全性。
[0073] 進一步地，上述圖3所示的光纜10中的第一光纖13可W為單模光纖，所述第二光纖 14可W為多模光纖。
[0074] 具體地，光波在不同光纖中的穩(wěn)定傳播樣式不同，對應(yīng)地光波在光纖中的傳輸模 式也不相同。其中單模光纖的傳輸模式可W為單一的傳輸模式，即光波在光纖的光忍中傳 播，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，傳輸容量大，可W實現(xiàn)遠距離的傳輸。多模光纖可W包 括多種傳輸模式，即一根多模光纖中可W傳輸多種模式的光波。
[0075] 在本實用新型中的第一光纖13用于與井內(nèi)較深位置處的光學(xué)溫度壓力計21之間 進行光信號傳輸，為了提高第一光纖13與光學(xué)溫度壓力計21之間遠距離傳輸光信號的準(zhǔn)確 性，則本實用新型的第一光纖13為單模光纖。而本實施例中的第二光纖14傳輸入射光波的 同時還要傳輸多種散射光波，該多種散射光波的傳輸模式不相同，則本實用新型的第二光 纖14為多模光纖，用于傳輸多種散射光波，進而使得第二光纖14可W準(zhǔn)確獲得井內(nèi)沿線的 溫度和壓力值。
[0076] 本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱，通過在光纜中設(shè)置第二光纖，使該第二光纖 與分布式溫度壓力測量設(shè)備連接，在第二光纖中注入入射光源，使得該入射光源在第二光 纖的沿路上發(fā)生向后散射，該散射光波到達分布式溫度壓力測量設(shè)備中，該分布式溫度壓 力測量設(shè)備對上述散射光波進行檢測處理，得到油氣井內(nèi)沿線的溫度和壓力值，使得工作 人員實時掌握井內(nèi)各位置處的溫度和壓力值，當(dāng)井內(nèi)某處的溫度和壓力值發(fā)生突變時，工 作人員可W及時進行處理，保證了油氣開采過程中的安全性。同時，本實施例通過將第一光 纖設(shè)置為單模光纖，用于準(zhǔn)確測量深井內(nèi)的溫度和壓力值，將第二光纖設(shè)置為多模光纖，用 于準(zhǔn)確傳輸各散射光波，進一步調(diào)高了油氣開采過程的安全性。
[0077] 圖4為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例S的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實施例 的基礎(chǔ)上，本實施例的油氣井監(jiān)測管柱100包括:油管接髓70和光纜保護器60;所述油管接 髓70用于連接所述油氣井監(jiān)測管柱100中的相鄰的兩個油管30,所述光纜保護器60固定連 接在所述油管接髓70的外壁上，所述光纜10通過所述光纜保護器60固定在所述油管30的外 壁上。
[0078] 具體地，為了將光纜10固定在油管30的外壁上，使得光纜10隨著油管30-起下到 井下，本實施例中設(shè)置了油管接髓70和光纜保護器60,該油管接髓70用于連接相鄰的兩油 管30(即本實用新型的油氣井監(jiān)測管柱100可W包括多個油管30)，該光纜保護器60-端與 油管接髓70連接，另一端與光纜10連接，使得光纜10固定在油管30的外壁上。例如，上述光 纜保護器60可W為一個雙向夾子，其中一頭加持在油管接髓70上，另一頭加持光纜10,運樣 可W使得光纜10固定在油管30的外壁上?？蛇x地，上述光纜保護器60還可W-端為一個夾 子，另一端設(shè)置有一通孔，在使用的過程中將光纜保護器60的一端通過夾子卡在油管接髓 70上，接著將光纜10穿過光纜保護器60另一端的通孔中，實現(xiàn)將光纜10固定在油管30的外 壁上?？蛇x地，該光纜保護器60還可W將一端通過焊接或者螺紋連接等方式固定連接在油 管接髓70上，光纜保護器60的另一端可W為一凹槽，可W使光纜10固定在光纜保護器60的 凹槽中，可選地光纜保護器60還可W是其他的形狀，本實施例對光纜保護器60的具體形狀 不做限制，只要可W實現(xiàn)將光纜10固定連接到油管30的外壁上即可。本實施例的光纜保護 器60實現(xiàn)了光纜10與油管30外壁的連接，使得光纜10隨著油管30-起進入到井下，防止光 纜10在下井過程中發(fā)生斷裂或者打結(jié)。
[0079] 可選地，本實施例中的光纜保護器60可W直接固定設(shè)置在油管30的外壁上，即將 光纜保護器60的一端可拆卸固定連接在油管30的外壁上，再將光纜10可拆卸連接到光纜保 護器60的另一端上，實現(xiàn)了光纜10與油管30外壁的固定連接，使得光纜10隨著油管30-起 下到井下，防止光纜10在下井過程中發(fā)生斷裂或者打結(jié)。
[0080] 本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱，通過設(shè)置油管接髓和光纜保護器，將光纜保 護器的一端與油管接髓固定連接，另一端與光纜固定連接，使得光纜固定連接到油管的外 壁上并隨油管一起進入到井內(nèi)，防止光纜在下井過程中的發(fā)生斷裂或者打結(jié)，進而提高了 油氣監(jiān)測管柱的監(jiān)測準(zhǔn)確性，從而保證了油氣開采過程的安全性。
[0081] 進一步地，繼續(xù)參照上述圖4所示，上述油氣井監(jiān)測管柱100還可W包括:井下安全 閥80,所述井下安全閥80與所述油管30連通。
[0082] 具體地，為了方便控制油氣井的運行狀態(tài)，本實施可W在油管30上連接井下安全 閥80,該井下安全閥80用于連通或封堵油管30,當(dāng)油氣井在高溫高壓等高風(fēng)險的情況下、或 者當(dāng)井口管線出現(xiàn)破裂或者生產(chǎn)設(shè)施發(fā)生異常的情況下，通過快速關(guān)閉井下安全閥80防止 井噴等事故的產(chǎn)生，進而提高了油氣開采過程的安全性?？蛇x地，本實施例的油氣井監(jiān)測管 柱100還包括封隔器90，用于對套管進行封隔，然后再進修復(fù)、堵漏等操作，用于保證油氣開 采作業(yè)的正常運行。
[0083] 圖5為本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實施例 的基礎(chǔ)上，如圖5所示，本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱中光纜10的保護層15為彈性保護 層。
[0084] 具體地，為了保證光纖在井下高溫、高壓、高腐蝕等惡劣環(huán)境中的正常工作，本實 用新型在光纖的外面設(shè)置有多層保護層15,用于保護光纖不受環(huán)境的影響，保證其可W在 井下長時間的正常工作。同時，由于光纖與保護層15的材料不相同，即在高溫環(huán)境下，光纖 與保護層15的伸縮量不相同，為了防止光纖的長度伸長量小于保護層15的伸長量，使得光 纖位于保護層15內(nèi)無法與其他設(shè)備連接，本實用新型可W設(shè)定光纖的長度比保護層15的長 度長。并且為了保證光纖在高溫環(huán)境下的有足夠的伸縮量，本實施例使光纖的實際使用長 度比預(yù)設(shè)的長度長，進而保證光纖與其他設(shè)備的正常連接，例如可W使光纖的實際使用長 度比光纖的預(yù)設(shè)長度長0.2%，運樣可W保證光纖在高溫高壓下具有足夠的伸縮性，不會使 光纖細斷。
[0085] 同時，本實用新型的光纜10的保護層15應(yīng)具有良好地伸縮，即使用伸縮性較好地 性材料加工而成，即本實施例的光纜10保護層15為銘儀鐵合金保護層?？蛇x地，光纜10的保 護層15還可W是由儀鐵銘合金等耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，W及具有良好伸縮性的材料制作 而成。
[0086] 可選地，為了方便光纜10與光纜保護器的連接，光纜10的保護層15的最外層形狀 可W為立方體，還可W為多棱柱體，使得光纜保護器通過光纜10的保護層15實現(xiàn)將光纜10 固定在油管外壁上，提高了光纜10與油管外壁連接穩(wěn)定性。
[0087] 本實用新型提供的油氣井監(jiān)測管柱，通過將光纜的保護層設(shè)置為彈性保護層，提 高了光纜在高溫等環(huán)境下伸縮性，防止光纜在高溫環(huán)境下細斷，進而保證了光纜的正常工 作，提高了油氣開采過程中的安全性，保證了油氣藏動態(tài)生產(chǎn)管理的合理進行，實現(xiàn)了油氣 藏的科學(xué)高效開發(fā)。
[0088] 最后應(yīng)說明的是：W上各實施例僅用W說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限 審IJ;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解:其依然可W對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部 技術(shù)特征進行等同替換；而運些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新 型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，包括:油管、光纜、光學(xué)傳感設(shè)備和至少一個偏心 托筒； 所述光纜與所述光學(xué)傳感設(shè)備均可拆卸固定在所述油管的外壁上； 所述光纜的一端與探測器連接，所述光纜的另一端與所述光學(xué)傳感設(shè)備連接； 所述光纜包括至少一個第一光纖，所述光學(xué)傳感設(shè)備包括至少一個光學(xué)溫度壓力計； 每個光學(xué)溫度壓力計對應(yīng)連接一個第一光纖； 每個所述偏心托筒包括主筒體和與所述主筒體的側(cè)壁連接的側(cè)筒體;所述主筒體套設(shè) 在所述油管的外壁上，所述光學(xué)溫度壓力計固定在所述側(cè)筒體的容置腔內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述油氣井監(jiān)測管柱還包括： 分線盒，所述分線盒用于將所述光纜分成至少一個第一光纖。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述光纜還包括第二光纖； 所述第二光纖與分布式溫度壓力測量設(shè)備連接，用于測量油氣井內(nèi)的管柱沿線溫度和 壓力。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述油氣井監(jiān)測管柱 還包括:油管接箍和光纜保護器； 所述油管接箍用于連接所述油氣井監(jiān)測管柱中的相鄰的兩個油管，所述光纜保護器固 定連接在所述油管接箍的外壁上，所述光纜通過所述光纜保護器固定在所述油管的外壁 上。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述油氣井監(jiān)測管柱還包括： 井下安全閥，所述井下安全閥與所述油管連通。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述第一光纖為單模光纖，所 述第二光纖為多模光纖。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述光纜的保護層為彈性保護 層。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述光纜的保護層為鉻鎳鐵合 金保護層。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的油氣井監(jiān)測管柱，其特征在于，所述光纜的保護層的最外層形 狀為立方體。
【文檔編號】E21B47/017GK205638439SQ201620341957
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】周建平, 彭建新, 龍平, 秦世勇
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司