一种振动固井实时监测系统的制作方法

本实用新型涉及完井技术领域，特别是关于一种在固井过程中可以用于振动固井作业的实时监测系统。

背景技术：

振动固井技术是在下套管、注水泥、顶替水泥浆和水泥浆候凝过程中用机械振动、液压脉冲、水力冲击等手段产生振动波作用于套管、钻井液和水泥浆来改善固井质量的一项新技术。固井过程中产生的振动可以有效改善水泥的均匀度和密实性，提高液体的流动性和水泥石的抗压强度，可以缩短水泥浆稠化过渡时间，并利于套管、水泥及井壁间的界面胶结，有利于防止固井后窜槽。振动固井质量与产生振动波的频率、振幅有着直接的关系，现有振动固井技术往往通过室内试验评价优选现场施工过程中振动发生器的振幅、频率等工作参数，而固井现场工艺过程影响因素复杂，缺乏有效的跟踪监测手段保证实时准确判断现场施工质量。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种振动固井实时监测系统，以解决石油振动固井过程实时监测的问题。

本实用新型的技术方案在于：

一种振动固井实时监测系统，包括位于井下的振动固井作业过程中振动发生器，还包括设置在井眼与套管之间的环空处的水下振动传感器，设置在位于井口套管处的井口振动传感器，设置在井口基座处的地面振动传感器、固井水泥车上的压力传感器、流量传感器以及密度传感器，还包括多路信号同步滤波放大子系统以及计算机，所述多路信号同步滤波放大子系统一端连接计算机，另一端分别与井口振动传感器、地面振动传感器、压力传感器、流量传感器以及密度传感器连接；振动发生器与水下振动传感器发生数据传输。

所述的井口振动传感器、地面振动传感器、压力传感器、流量传感器以及密度传感器与多路信号同步滤波放大子系统之间通过有线连接或无线连接。

所述的水下振动传感器为光纤加速度传感器或声音传感器，其外部设有防水密封装置，并与多路信号同步滤波放大子系统进行有线连接。

所述的有线连接的连接线为铠装。

所述的振动发生器为机械式、液压脉冲式或水力冲击式振动发声器。

所述的水下振动传感器、井口振动传感器、地面振动传感器、压力传感器、流量传感器以及密度传感器与多路信号同步滤波放大子系统之间采用双路冗余连接。

本实用新型的技术效果在于：

1）本实用新型将振动固井过程中的振动发生器看作信号源，通过监测和识别进而确定振动固井的施工情况，进而合理调整固井施工参数；

2）本实用新型的实施仅需要通过在固井作业井套管处的振动传感器和井眼与套管环空处的水下振动传感器检测振动固井过程中的振动发生器发出的信号进行检测，操作简单方便，不受作业条件和作业环境的影响，不会影响正常的固井施工；

3）本实用新型可以广泛用于各种振动固井作业的实时监测。

附图说明

图1为本实用新型一种振动固井实时监测系统的结构示意图。

图2为本实用新型一种振动固井实时监测系统中计算机进行数据处理流程图。

附图标记：1、井口振动传感器，2、水下振动传感器，3、地面振动传感器，4、压力传感器，5、多路信号同步滤波放大子系统，6、计算机，7、振动发生器，8、密度传感器，9、环空，10、套管，11、流量传感器。

具体实施方式

一种振动固井实时监测系统，包括位于井下的振动固井作业过程中振动发生器7，还包括设置在井眼与套管10之间的环空9处的水下振动传感器2，设置在位于井口套管10处的井口振动传感器1，设置在井口基座处的地面振动传感器3、固井水泥车上的压力传感器4、流量传感器11以及密度传感器8，还包括多路信号同步滤波放大子系统5以及计算机6，所述多路信号同步滤波放大子系统5一端连接计算机6，另一端分别与井口振动传感器1、地面振动传感器3、压力传感器4、流量传感器11以及密度传感器8连接；振动发生器7与水下振动传感器2发生数据传输。所述的井口振动传感器1、地面振动传感器3、压力传感器4、流量传感器11以及密度传感器8与多路信号同步滤波放大子系统5之间通过有线连接或无线连接。所述的水下振动传感器2为光纤加速度传感器或声音传感器，其外部设有防水密封装置，并与多路信号同步滤波放大子系统5进行有线连接。所述的有线连接的连接线为铠装。所述的振动发生器7为机械式、液压脉冲式或水力冲击式振动发声器。所述的水下振动传感器2、井口振动传感器1、地面振动传感器3、压力传感器4、流量传感器11以及密度传感器8与多路信号同步滤波放大子系统5之间采用双路冗余连接。

将需要振动固井作业井的振动发生器7的振动看作信号源，产生的振动波信号沿套管10和环空9内流体传播。井口振动传感器1监测的套管10传播振动信号、水下振动传感器2监测的环空9流体传播的振动信号、地面振动传感器3采集的地面振动信号，压力传感器4、流量传感器11以及密度传感器8的信号通过有线或无线传给多路信号同步滤波放大子系统5。多路信号同步滤波放大子系统5对收集到的信号进行放大滤波处理后送入计算机6嵌入的振动波信号数据采集分析子系统。

振动波信号数据采集分析子系统的信息处理方式为：振动波信号数据采集分析子系统根据接收到的振动信号首先根据地面振动传感器3的信号排除地面振动信号的干扰，判断、识别井口振动传感器1所采集的振动信号是否是由振动发生器7产生的沿套管10传播的振动波信号，水下振动传感器2所采集的振动信号是否是由振动发生器7产生的沿井筒内流体传播的振动波信号；并结合固井水泥车上的压力传感器4、流量传感器11以及密度传感器 8的参数判断固井过程中振动发生器7是否处于最有利于固井质量的工作状态，如果判断振动波发生器未处于最有利于固井质量的工作状态，则通过改变排量等方式调整振动发生器7产生的振动，实时调整振动固井工况，从而实时监测整个固井过程。