专利名称：一种井下监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油、气田腐蚀监测技术领域，更具体地说，涉及一种井下监测装置。
背景技术：
在石油生产过程中，油、气田井下环境对设备的腐蚀不仅提高了生产成本，而且一 旦发生事故，还会造成停工停产、环境污染，带来巨大的经济损失，甚至造成人员的伤亡。通过腐蚀监测技术的研究，可以掌握腐蚀发生过程，了解腐蚀控制的应用情况和 效果。通过腐蚀监测，可以获得腐蚀过程和操作参数之间的相互联系等有关信息，对腐蚀问 题进行评估，改善腐蚀控制方案，起到“防患于未然”的效果，从而减少经济损失，节约资源， 保护环境。但由于油气田井下的高温、高压的环境，多年来，如何获得井下腐蚀情况的准确 数据一直是一个技术难题。目前在实际生产中，常用的腐蚀监测技术主要有挂片法(即试件失重法)、氢探 针、线性极化电阻、电感阻抗法、电阻法。其中，所述电阻法是较为先进、可靠的一种腐蚀监 测技术，其原理是一个具有固定质量和形状的传感器的电阻，横截面积随腐蚀而变化，电 阻读数将随之变化，这个变化量与一个未腐蚀的传感器元件的电阻相比较，当二者电阻读 数表达为一个比率时，比率的变化就表示腐蚀速度的变化。该技术的优点是对测量环境无要求，可广泛使用于任何发生腐蚀的系统并可记 录历史数据。但该技术在目前的实施中还存在以下缺点采用了与挂片法类似的撒手式测 量方法，即设备在井下独立工作，测量过程不能被实时监控，获取数据时间较长。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中存在的上述问题，提供一种井下监测装置，在记录历 史数据的同时实现数据的实时通信，使测量人员能够对测量过程进行远程监控。为此，本实用新型提供如下技术方案一种井下监测装置，包括试样模块，用于提供测试样品；测量模块，用于测量所述测试样品在井下的参数，获得测量数据；存储模块，用于存储所述测量数据；通信模块，用于将所述测量数据通过与所述通信模块相连的通信接口传送到地面 工作站；电源模块，用于提供其他各模块所需的电源。优选地，所述试样模块包括两组相同测试样品，每组测试样品包括一个暴露于井 下腐蚀环境中的实际样品和一个不与井下腐蚀环境接触的辅助样品。优选地，所述两组测试样品安装在同一载体上，所述载体外设置有保护罩，所述保 护罩的底部设置有导流孔，以使所述实际样品与井下腐蚀环境充分接触。[0016]优选地，所述装置还包括压力传感器，设置于所述保护罩内，用于测量所述测试样品在井下的压力，获得压 力测量数据；温度传感器，与所述测量模块固定于同一承压管中，用于测量所述测试样品在井 下的温度，获得温度测量数据；所述测量模块，还用于控制所述压力传感器和所述温度传感器的测量间隔。优选地，所述测量模块、存储模块、通信模块、电源模块分别各自通过固定件固定 在一个独立的承压管中，各承压管通过绝缘密封连接件依次相接，并且固定有测量模块的 承压管通过绝缘密封连接件与所述保护罩相接，各模块通过导线电连接。优选地，所述绝缘密封连接件为设置在各承压管及所述保护罩接头相接处的内外 螺纹。优选地，所述装置还包括固定部件，用于将所述井下监测装置连接到井下安装位置上。优选地，所述固定部件为卡具接头，所述卡具接头外围套有耐高温密封圈。优选地，所述卡具接头底部设置有弹簧，用于夹紧所述电源模块与地的连接。优选地，所述通信接口设置于所述固定部件顶部，并通过导线与所述通信模块相 连。可选地，所述电源模块为电池组或交直流转换电路。本实用新型井下监测装置，通过存储模块和通信模块，不仅可以将历史测量数据 本地存储，而且还可以实现数据实时传送，即将测量数据通过与所述通信模块相连的通信 接口传送到地面工作站，使测量人员对整个测量过程进行实时监控和即时数据采集，从而 可以满足不同的应用需求。如果需要，还可以实现多个测量装置同步联网使用。进一步地，利用多组测试样品，一方面保护了测量的可靠性和精确度，另一方面， 通过选用不同材料的测试样品还可以提高工作效率，节约测量成本。进一步地，通过对油、气田井下压力及温度的同步测量，可以实现对测试样品在井 下的参数的自动补偿，提高参数测量精度。
图1是本实用新型井下监测装置的一种结构示意图；图2是本实用新型井下监测装置中试样模块的一种安装结构示意图；图3是本实用新型井下监测装置中测量模块的一种安装结构示意图；图4是本实用新型井下监测装置中电源模块的一种安装结构示意图；图5是本实用新型井下监测装置中绝缘密封连接件的一种结构示意图；图6是本实用新型井下监测装置中固定部件的一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，
以下结合附图和 实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。如图1所示，是本实用新型井下监测装置的一种结构示意图。[0038]在该实施例中，所述装置100包括试样模块101，用于提供测试样品，比如一组金属材料的试样，其中一个试样暴露 于井下腐蚀环境中(将其称为实际样品)，另一个不与井下腐蚀环境接触(将其称为辅助样 品)，比如，可以将其密封于耐高温的材料中，以保护所述辅助样品与井下环境相隔离。测量模块102，用于测量所述测试样品在井下的参数，获得测量数据；比如，对所述金属材料的试样的阻值变化进行测量，记录并计算材料损失来达到 对井下环境腐蚀监测的目的。通过对辅助样品的测量可以为对实际样品的测量结构提供温 度补偿等作用，以保证测量数据的准确性。存储模块103，用于存储所述测量数据；通信模块104，用于将所述测量数据通过与所述通信模块104相连的通信接口 104'传送到地面工作站；电源模块105，用于提供其他各模块所需的电源。在图1中，为了使图示清楚，并未示出所述电源模块105与其他各模块的连接关 系，但可以理解，所述电源模块105为了给试样模块101，测量模块102，存储模块103，通信 模块104提供所需电源，可以通过导线或者电路来实现。在实际应用中，本实用新型实施例井下监测装置可通过多种投放方式放置到井下 预定位置。在该装置到达预定位置后将根据事先设置好的测量参数，由测量模块102对试 样模块101提供的测试样品进行实时测量，记录测量数据。测量结束后，可以将该装置打捞 到地面，将测量数据一次性传输到计算机内进行分析。另外，测量数据也可通过通讯接口 104'实时传送到地面，以实现对井下腐蚀环境的实时监测。可见，本实用新型实施例井下监测装置，通过设置的存储模块和通信模块，一方面 将历史测量数据本地存储，另一方面将测量数据通过与所述通信模块相连的通信接口传送 到地面工作站，使测量人员对整个测量过程进行实时监控和即时数据采集，从而可以满足 不同的应用需求。进一步地，在实际使用中，也可将多个测量装置同时投放至多口油气井或 同一口井内不同的位置，以实现对多个测量点的同步监测，为井下环境评估提供更为详尽、 全面的数据。为了进一步避免测量装置结构本身所带来的系统误差对测量结果的影响，如接 触电阻、热电动势(当不同种材料被焊接在一起时，随外界温度的变化在接触点所产生的 电势)等，提高测量的可靠性和精确度，在本实用新型的一个优选实施例中，所述试样模块 101可以包括两组相同测试样品，每组测试样品包括一个暴露于井下腐蚀环境中的实际 样品和一个不与井下腐蚀环境接触的辅助样品，具体地，可以将所述辅助样品外包裹一层 耐高温保护膜，比如耐高温环氧树脂，从而使所述辅助样品与井下环境相隔离。所述测试样品的材料可以采用与井管相同的材料，以确保测试样品和实际工作材 料的一致性。在这种结构中，所述两组测试样品即四个试样可以组成一个电桥结构。这样，通 过对多个测试点的测量、记录，在后期数据处理阶段可充分消除上述系统误差，提高测量精 度。另外，该结构的另一个优点是当一个暴露于井下环境的实际样品在投放过程中遭到破 坏时，仍可通过另一组样品确保测量的有效进行，从而提高了测量的安全性，提高了工作效 率，并节约测量成本。[0051]另外，在本实用新型的实际应用中，所述试样模块101还可以包括多组不同测试 样品，从而在一次测量中实现对多种材料在井下环境中的参数评估。为了方便本实用新型井下监测装置在井下环境中的使用，可以将所述测试样品安 装在同一载体比如绝缘板上，当然，如果有多组测试样品，也可以分别将其安装在不同的载 体上。所述载体外设置有保护罩，所述保护罩的底部设置有导流孔，以使所述实际样品与井 下腐蚀环境充分接触。如图2所示，是本实用新型井下监测装置中试样模块的一种安装结构示意图。其中，多个测试样品20设置安装在同一载体21上，并通过导线9与其他模块相 连。载体21外部设置有保护罩23，载体21通过固定件22固定在保护罩23内部。固定件 22上设置有通孔，以便穿过导线9。所述保护罩23的底部设置有一个或多个导流孔24，以 使所述实际样品与井下腐蚀环境充分接触。如图2所示，所述保护罩23的形状可以是锥状， 当然也可以是其他形状，比如带有底部的圆柱状。所述导流孔24可以分布于所述保护罩23 的底部或四周。另外，为了方便本实用新型井下监测装置在井下环境中的使用，还可以将所述测 量模块102、存储模块103、通信模块104、电源模块105分别各自通过固定件固定在一个独 立的承压管中，所述固定件还可同时为其固定的模块提供防震保护。各承压管通过绝缘密 封连接件依次相接，并且固定有测量模块102的承压管通过绝缘密封连接件与所述保护罩 27相接，各模块通过导线电连接。优选地，所述绝缘密封连接件可以是设置在各承压管及所述保护罩接头相接处的 内外螺纹。当然，也可以是其他连接方式，本实用新型对此不做限定。需要说明的是，设置在各承载管中的固定件的结构可根据需要固定的模块的结构 来设计，下面分别结合附图对各模块的独立结构做详细说明。如图3所示，是本实用新型井下监测装置中测量模块的一种安装结构示意图。其中，测量模块102通过固定件31固定在承压管30中，固定件31上设置有通孔， 用于穿过导线9。在实际应用中，还可以将所述存储模块103和通信模块104固定在同一个承载管 中，其安装结构与图3所示类似，在此不再详细描述。如图4所示，是本实用新型井下监测装置中电源模块的一种安装结构示意图。其中，承压管40内部为电源模块105，所述电源模块105具体可以是电池组或交直 流电源转换电路，为所述测量装置中的各模块提供电源。承压管40下部设置有绝缘固定器 件41，用于固定所述电池组或交直流电源转换电路。绝缘固定器件41中心有通孔42，用于 通过导线9，以实现各模块间的电连接。前面提到，固定不同模块的各承压管需要通过绝缘密封连接件依次相接，所述绝 缘密封连接件可以是设置在各承压管及所述保护罩接头相接处的内外螺纹。当然，还可以 将各承压管的两端均设计为内螺纹，然后通过与其相适应的带有外螺纹的绝缘密封连接件 使各承载压两两相接。如图5所示，是本实用新型井下监测装置中绝缘密封连接件的一种结构示意图。其中，绝缘密封连接件50外部设计为外螺纹，中心设置有通孔52以通过导线9。在各承压管接头处还设计有耐高温密封圈51，以确保连接处的密封性。在实际应用中，可以将安装存储模块和通信模块的承压管通过上述绝缘密封连接 件连接在安装电源模块的承压管的下端，将安装测量模块的承压管通过上述绝缘密封连接 件连接在安装存储模块和通信模块的承压管的下端，然后再将安装试样模块的保护罩通过 上述绝缘密封连接件连接在安装测量模块的承压管的下端。各承压管及所述保护罩可以采 用相同的材料，也可以不同，对此本实用新型不做限定。为了进一步对井下环境做出准确有评估，在本实用新型的另一个实施例中，所述 井下监测装置还可进一步包括压力传感器和温度传感器。其中所述压力传感器，可以设 置于所述保护罩内，如图2所示，压力传感器71设置在测试样品的载体21的下方，用于测 量所述测试样品在井下的压力，获得压力测量数据；所述温度传感器，可以与所述测量模块 固定于同一承压管中，用于测量所述测试样品在井下的温度，获得温度测量数据。相应地， 所述测量模块102，还用于控制所述压力传感器和所述温度传感器的测量间隔。当然，所述 测量模块102也可以控制对所述测试样品的采样间隔等测量参数。通过对油、气田井下压力及温度的同步测量，可以实现对测试样品在井下的参数 的自动补偿，提高参数测量精度。为了方便所述井下监测装置在井下的安装，在所述装置中还可进一步设置有固 定部件，用于将所述井下监测装置连接到井下安装位置上。比如，可以将所述固定部件设计 为卡具接头。如图6所示，是本实用新型井下监测装置中固定部件的一种结构示意图。其中，固定部件61用于将所述井下监测装置连接到井下的固定装置上。固定部件 61下部有内螺纹，用于连接电源模块的承压管。所述通信接口 104'设置于所述固定部件 61顶部，并通过导线与所述通信模块相连。固定部件61下部设有弹簧62，以确保电源负极 的接地连接。固定部件61带有耐高温密封圈63，以确保连接处的密封。当然，本实用新型并不限定所述固定部件61的具体结构，具体可根据井下实际安 装空间及位置来设计。以上公开的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并非局限于此，任何 本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本实用新型原理前提下所作 的若干改进和润饰，都应落在本实用新型的保护范围内。
权利要求一种井下监测装置，其特征在于，包括试样模块，用于提供测试样品；测量模块，用于测量所述测试样品在井下的参数，获得测量数据；存储模块，用于存储所述测量数据；通信模块，用于将所述测量数据通过与所述通信模块相连的通信接口传送到地面工作站；电源模块，用于提供其他各模块所需的电源。
2.如权利要求1所述的井下监测装置，其特征在于，所述试样模块包括两组相同测试 样品，每组测试样品包括一个暴露于井下腐蚀环境中的实际样品和一个不与井下腐蚀环境 接触的辅助样品。
3.如权利要求2所述的井下监测装置，其特征在于，所述两组测试样品安装在同一载 体上，所述载体外设置有保护罩，所述保护罩的底部设置有导流孔，以使所述实际样品与井 下腐蚀环境充分接触。
4.如权利要求3所述的井下监测装置，其特征在于，所述装置还包括压力传感器，设置于所述保护罩内，用于测量所述测试样品在井下的压力，获得压力测 量数据；温度传感器，与所述测量模块固定于同一承压管中，用于测量所述测试样品在井下的 温度，获得温度测量数据；所述测量模块，还用于控制所述压力传感器和所述温度传感器的测量间隔。
5.如权利要求1所述的井下监测装置，其特征在于，所述测量模块、存储模块、通信模 块、电源模块分别各自通过固定件固定在一个独立的承压管中，各承压管通过绝缘密封连 接件依次相接，并且固定有测量模块的承压管通过绝缘密封连接件与所述保护罩相接，各 模块通过导线电连接。
6.如权利要求5所述的井下监测装置，其特征在于，所述绝缘密封连接件为设置在各 承压管及所述保护罩接头相接处的内外螺纹。
7.如权利要求1至6任一项所述的井下监测装置，其特征在于，所述装置还包括固定 部件，用于将所述井下监测装置连接到井下安装位置上。
8.如权利要求7所述的井下监测装置，其特征在于，所述固定部件为卡具接头，所述卡 具接头外围套有耐高温密封圈。
9.如权利要求8所述的井下监测装置，其特征在于，所述卡具接头底部设置有弹簧，用 于夹紧所述电源模块与地的连接。
10.如权利要求7所述的井下监测装置，其特征在于，所述通信接口设置于所述固定部 件顶部，并通过导线与所述通信模块相连。
11.如权利要求1至6任一项所述的井下监测装置，其特征在于，所述电源模块为电 池组或交直流转换电路。
专利摘要本实用新型涉及油、气田腐蚀监测技术领域，公开了一种井下监测装置，所述装置包括试样模块，用于提供测试样品；测量模块，用于测量所述测试样品在井下的参数，获得测量数据；存储模块，用于存储所述测量数据；通信模块，用于将所述测量数据通过与所述通信模块相连的通信接口传送到地面工作站；电源模块，用于提供其他各模块所需的电源。利用本实用新型，可以在记录历史数据的同时实现数据的实时通信，使测量人员能够对测量过程进行远程监控。
文档编号E21B47/00GK201671620SQ20102021886
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者王鑫 申请人:王鑫