专利名称：一种注蒸汽焖井的温度压力连续监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温度压力连续监测系统，尤其涉及一种油田稠油注蒸汽开采过程中，在焖井环节对油层剖面的温度、压力进行连续监测的系统。
背景技术：
在稠油注蒸汽开采过程中，焖井是一个重要的开采环节，其时间的长短依地区而异。一般都在五天以上，有的长达数月之久。为适时了解井下动态，通常需要检测温度和压力的变化态，以期获得最佳的开采时间，提高注汽开采效益。在焖井期间，井内温度一般都在250°C以上，常规的测井仪器和试井仪器是不能胜任的。比较容易实现的方案之一是将试井仪器放入金属保温瓶内，这有两个问题难以克服其一，要连续工作数月或数年，金属保温瓶内必需放足够的吸热体，由于井下的体积是有限的，这一点很难实现；其二，吸热体吸热以后，金属保温瓶内温度要不断升高，而又不能向外散热，时间长了，金属保温瓶内的温度将和环境温度平衡，这时瓶内的仪器早已不能工作了。因此，在这种条件下金属保温瓶技术是不可取的。80年代美国普鲁坎特公司在我国推出了 TPS-9000高温测井系统，该系统能在 3500C的环境下长期测量温度、压力和流量三个参数，该系统用钢管替代常规测井电缆，具体做法是在一根直径较大的外钢套管里放置两根钢制毛细管，一根毛细管用于导压到地面测量压力，另一根毛细管用以安放测温热电偶和测流量的导线，。此后，在TPS-9000高温测井系统的技术方案的基础上，辽河油田钻采院仪表所作了革新，实现了多组同时长期连续监测，在SAGD水平井中取得了成功，其后他们又采用光缆测温测压技术，在稠油开采连续监测测技术上取得了突破。然而，这些系统未能得到推广应用，究其原因主要有两点一是投资很高，使用维护成本很大，所以测量的费用也高，因而限制了它的使用；二是设备庞大，难于灵活移动，作业比较困难，光缆技术使用有一定的局限性，损坏率相当高。
发明内容本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点和不足，为连续监测注蒸汽焖井期间油层的温度和压力提供一种制造工艺和设备结构相对简单、成本较低、易于推广的温度压力连续监测系统。本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案是一种温度压力连续监测系统，包括铠装缆线(1)、压力温度传感器(2)、地面数据处理器(5)和地面控制器(6)，其特征在于，所述铠装缆线(1)含有一对毛细管(3、4)，即测温毛细管(3)和测压毛细管(4)，两根毛细管内均充有高温导压介质，且两根毛细管位于井上的端部均同所述地面数据处理器(5)相连，位于井下的端部均裸露在铠装缆线(1)外，井下压力经所述测压毛细管(4)的井下端部导入测压毛细管(4)，测温毛细管(3)的井下端部同所述压力温度传感器(2)连通，所述压力温度传感器(2)为一个充满高温导压介质的容积恒定的容器，该容器中高温导压介质的温度和压力存在线性关系，当与其接触的油层温度发生变化时，所述压力温度传感器(2)的温度随之变化，继而其中的高温导压介质压力随之变化，驱动与所述压力温度传感器(2)相通的所述测温毛细管(3)里的高温导压介质将带有温度信息的压力信号传递到所述地面数据处理器(5)，地面数据处理器(5)将所述测压毛细管(4)和所述测温毛细管(3)传递的两种压力信号放大调理，送入所述地面控制器 (6)，将两种压力信号校正成井下油层的压力和温度的工程值。与现有技术通过热电偶测温不同，本实用新型用“热包”——即具有恒定容积的压力温度传感器替代热电偶测温，省去传温导线，实现双毛细管永久连续监测温度和压力。 “热包”的测温原理是根据理想气体方程PV=IiRT可知，当气体的容积V和物质的量η保持恒定时，气体的温度T和压力P呈线性关系，因而，本实用新型将压力温度传感器设计为一个具有恒定容积的容器，其中充满高温导压介质，通过标定的方法得到容器中温度T和压力P之间的对应关系，当与其接触的油层温度发生变化时，容器的温度随之变化，继而其中的高温导压介质的压力随之变化，容器中高温导压介质的压力变化将驱动与该容器相通的测温毛细管里的高温导压介质将带有温度信息的压力信号传递到所述地面数据处理器，通过这样的过程将温度信息转换为压力信息。根据本实用新型的一方面，所述温度压力连续监测系统的铠装缆线(1)借助下管柱(9)的动力下井进入测量井段，此时，所述系统能用于直井中作永久监测。根据本实用新型的另一方面，所述温度压力连续监测系统的铠装缆线(1)是借助绞车(10)的动力和设置于铠装缆线(1)端部的重物的重力的作用进出测量井段，此时，所述系统能用于直井中作永久或临时监测，其特点是移动方便。根据本实用新型的又一方面，所述温度压力连续监测系统借助柔性油管动力将一组或数组铠装缆线(1)下到水平井的测量井段，它能用于水平井SAGD作永久性监测。优选的，所述温度压力连续监测系统包括至少一组铠装缆线(1)。优选的，所述地面数据处理器(5)将两种压力值放大调理，经A/D转换成数字信号，送入所述地面控制器(6)。优选的，所述温度压力连续监测系统还包括数据记录读取设备(7)，用以存储、读取或打印数据。优选的，所述温度压力连续监测系统还包括网络天线(8)，所述地面控制器(6)装有以太网发射接口，可实时地将数据通过所述网络天线(8)发回到基地，实现远程监测。优选的，所述铠装缆线(1)放入井下的端部设置有重物，该重物拉动所述铠装缆线 (1)进入测量井段。优选的，所述温度压力连续监测系统还包括绞车(10)，所述铠装缆线(1)被盘装在绞车(10)上并依靠绞车动力和所述重物的重力下到测量井段。同现有技术相比，本实用新型的温度压力连续监测系统具有以下优点1，本实用新型的温度压力连续监测系统制造工艺和设备结构相对简单、成本较低、易于推广，可对注蒸汽焖井期间的温度压力进行永久或临时的连续监测；2，本实用新型的温度压力连续监测系统采用“热包”原理测量井下温度，测量灵敏度高、测量误差下；3，本实用新型的温度压力连续监测系统的设备简单，可以灵活移动，降低了作业困难，且不易损坏，鲁棒性好。
图Ia是本实用新型的“实施例一”的系统结构示意图。图Ib是本实用新型的“实施例一”中铠装缆线的剖面示意图。图2是本实用新型的“实施例二”的系统结构示意图。
具体实施方式
实施例一图Ia是本实用新型的“实施例一”的系统结构示意图。这种系统是借助下管柱的动力下井的，它能用于直井中作永久监测。从图Ia中可以看出，含有一对毛细管的铠装缆线1被固定在下井管柱上，随管柱9 一道下到测量井段，毛细管直接接在地面数据转换器5 上。井下压力经洁净管导入内充高温导压介质的毛细管4，被测处的压力通过导压介质传递到地面数据处理器5。压力温度传感器2为一个充满高温导压介质的容积恒定的容器，该容器中高温导压介质的温度和压力存在线性关系，当与其接触的油层温度发生变化时，所述压力温度传感器2的温度随之变化，继而其中的高温导压介质压力随之变化，驱动与所述压力温度传感器2相通的所述测温毛细管3里的高温导压介质将带有温度信息的压力信号传递到地面数据处理器5，地面数据处理器5将所述测压毛细管4和所述测温毛细管3传递的两种压力信号放大调理，经A-D转换成数字信号，送入地面控制器6，按操作者设计的程序，向地面数据转换器5发送指令读取数据，并将它校正成压力和温度的工程值。送到数据记录读取设备7，它可以将数据存储也可通过打印设备连续打印出来。根据用户的需要，地面控制器6还装有以太网发射接口，可实时地将数据通过网络天线8发回到基地，实现远程监测。图Ib为铠装缆线1的剖面示意图，测温毛细管3和测压毛细管4容纳在铠装缆线 1的外套中。实施例二图2是本实用新型的“实施例二”的系统结构示意图。这种系统是借助绞车动力和重力的作用井的，它能用于直井中作永久或临时监测。其特点是移动方便。从图2中可以看出，含有一对毛细管的铠装缆线1被盘装在测井绞车9上，压力温度传感器2和测量毛细管3、4依靠绞车动力和重力下到测量井段，毛细管直接接在地面数据转换器5上。井下压力经洁净管导入内充高温导压介质的毛细管4，被测处的压力通过导压介质传递到地面数据处理器5。压力温度传感器2为一个充满高温导压介质的容积恒定的容器，该容器中高温导压介质的温度和压力存在线性关系，当与其接触的油层温度发生变化时，所述压力温度传感器2的温度随之变化，继而其中的高温导压介质压力随之变化，驱动与所述压力温度传感器2相通的所述测温毛细管3里的高温导压介质将带有温度信息的压力信号传递到地面数据处理器5，地面数据处理器5将所述测压毛细管4和所述测温毛细管3传递的两种压力信号放大调理，经A-D转换成数字信号，送入地面控制器6，按操作者设计的程序，向地面数据转换器5发送指令读取数据，并将它校正成压力和温度的工程值。送到数据记录读取设备7，它可以将数据存储也可通过打印设备连续打印出来。根据用户的需要，地面控制器6还装有以太网发射接口，可实时地将数据通过网络天线8发回到基地，实现远程监测。实施例三本实用新型的温度压力连续监测系统也可借助柔性油管动力将一组或数组毛细管铠装缆线下到水平井的测量井段，它能用于水平井SAGD作永久性监测。鉴于本实用新型上面的描述，对上面描述的本实用新型的温度压力连续监测系统的多种另外的变化对于本领域的技术人员而言将是很显然的。应当认为这些变化属于本实用新型的范围内。
权利要求1.一种温度压力连续监测系统，包括铠装缆线(1)、压力温度传感器(2)、地面数据处理器(5)和地面控制器(6)，其特征在于，所述铠装缆线(1)含有一对毛细管(3、4)，即测温毛细管(3)和测压毛细管(4)，两根毛细管内均充有高温导压介质，且两根毛细管位于井上的端部均同所述地面数据处理器(5)相连，位于井下的端部均裸露在铠装缆线(1)外，井下压力经所述测压毛细管(4)的井下端部导入测压毛细管(4)，测温毛细管(3)的井下端部同所述压力温度传感器(2)连通，所述压力温度传感器(2)为一个充满高温导压介质的容积恒定的容器，该容器中高温导压介质的温度和压力存在线性关系，当与其接触的油层温度发生变化时，所述压力温度传感器(2)的温度随之变化，继而其中的高温导压介质压力随之变化，驱动与所述压力温度传感器(2)相通的所述测温毛细管(3)里的高温导压介质将带有温度信息的压力信号传递到所述地面数据处理器(5)，地面数据处理器(5)将所述测压毛细管(4)和所述测温毛细管(3)传递的两种压力信号放大调理，送入所述地面控制器 (6)，将两种压力信号校正成井下油层的压力和温度的工程值。
2.根据权利要求1所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述铠装缆线(1)借助下管柱(9)的动力下井进入测量井段。
3.根据权利要求1所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述铠装缆线(1)借助绞车(10)的动力和设置于所述铠装缆线(1)端部的重物的重力的作用进入测量井段。
4.根据权利要求1所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述系统借助柔性油管动力将铠装缆线(1)下到水平井的测量井段。
5.根据权利要求1至4任一项所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述系统包括至少一组铠装缆线(1)。
6.根据权利要求1至4任一项所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述地面数据处理器(5 )将两种压力值放大调理，经A/D转换成数字信号，送入所述地面控制器(6 )。
7.根据权利要求1至4任一项所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述系统还包括数据记录读取设备(7 )，用以存储、读取或打印数据。
8.根据权利要求7所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述系统还包括网络天线(8)，所述地面控制器(6)装有以太网发射接口，可实时地将数据通过所述网络天线 (8)发回到基地，实现远程监测。
9.根据权利要求1所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述铠装缆线(1)放入井下的端部设置有重物，该重物拉动所述铠装缆线(1)进入测量井段。
10.根据权利要求9所述的温度压力连续监测系统，其特征在于，所述系统还包括绞车 (10)，所述铠装缆线(1)被盘装在绞车(10)上并依靠绞车动力和所述重物的重力下到测量井段。
专利摘要一种注蒸汽焖井的温度压力连续监测系统，包括铠装缆线(1)、压力温度传感器(2)、地面数据处理器(5)和地面控制器(6)，所述铠装缆线(1)含有一对毛细管(3、4)，即测温毛细管(3)和测压毛细管(4)，两根毛细管内均充有高温导压介质，且两根毛细管位于井上的端部均同所述地面数据处理器(5)相连，位于井下的端部均裸露在铠装缆线(1)外，井下压力经所述测压毛细管(4)的井下端部的洁净管导入测压毛细管(4)，测温毛细管(3)的井下端部同所述压力温度传感器(2)连通，地面数据处理器(5)将所述测压毛细管(4)和所述测温毛细管(3)传递的两种压力信号放大调理，送入所述地面控制器(6)，将两种压力信号校正成井下油层的压力和温度的工程值。
文档编号E21B47/06GK202081887SQ20112017237
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者何军, 吕晓华, 李清峰, 遆永周 申请人:河南省科学院同位素研究所有限责任公司, 西安市首创科技工程有限公司