一种光纤-电子复合测井传感器的制作方法

本发明提供一种光纤-电子复合传感器，涉及测井领域。

背景技术：

目前油田开采中的注入介质多为水、蒸汽和聚合物，注入方式多为笼统注入和分层配注，常用测井技术为同位素示踪测井技术，即三参数组合测井技术，多采用自然伽马、磁定位、井温这三个参数进行综合分析解释，在油田开发中得到了普遍的推广应用。但随着油田开发力度的加大和进程的持续推进，地层压力不断消耗，使得地质情况也日益复杂，三参数组合测井技术的缺陷逐步暴露出来，如同位素微球沾污、漏失，以及在大孔道情况下难以确定各分层的吸入能力等，在这种背景下，为了满足开采需要，亦需对井下流量、压力进行测量，加之前三参数组合成为五参数组合测井技术，可满足当前测井需求。

目前我国在进行五参数组合测井技术时，因电子传感器具有测量精度高、显示方法直观以及获取资料可靠的特点，是目前应用最广泛的井下测量仪之一。而电子类传感器通常是由电子元器件组装而成，电路板尺寸相对较大、寿命短、易损坏、易被外界干扰，下入油气井的深度有限、能长期工作温度较低；电子类传感器为有源带电设备，在井下易燃易爆环境中，具有电打火的安全隐患。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种光纤-电子复合测井传感器，其技术方案是：

一种光纤-电子复合测井传感器，由同位素释放器、超声流量计、自然伽马仪、测温仪、压力计、磁定位仪、遥传短节联接组成，遥传短节与同位素释放器、超声流量计、自然伽马仪、测温仪、压力计、磁定位仪电连接。

进一步的，还包括至少一个扶正器。

进一步的，所述测温仪与压力计通过光纤串联。

进一步的，所述温度仪、压力计为基于石英材料的光纤传感器。

进一步的，所述压力计由压力探头基座与进压筒联接组成，进压筒设有进压口，压力探头基座左端设有第一小孔，压力探头基座右端设有第二孔，压力探头插接于第二孔，第一小孔与第二孔连通。

进一步的，所述压力计还包括弹簧管，弹簧管一端插接于第一小孔。

进一步的，所述测温仪包括与压力探头基座联接的温度探头保护筒，温度探头基座与压力探头联接；温度探头呈弓形固定于温度探头基座。

进一步的，所述弹簧管与第一小孔之间设有金属密封。

进一步的，所述温度探头保护筒还设有保护钢管，保护钢管从温度探头保护筒一端插入。

进一步的，所述保护钢管和温度探头保护筒之间设有双锥卡套和压紧螺钉。

本发明的有益效果是：

对磁定位、伽马、流量、温度和压力五个参数进行监测，可实现大孔道等复杂井况的监测，温度、压力仪为基于石英材料的光纤传感器，其寿命长、耐高温、耐腐蚀、尺寸小、传输距离长、不带电、耐恶劣环境和抗电磁干扰等，克服了电子传感不耐高温、不耐腐蚀、易漂移的缺点，非常适于对油气井监测应用。

附图说明

图1是光纤-电子复合测井传感器结构示意图。

图2是光纤温度压力仪结构示意图。

图中：1-进压筒，2-弹簧管，3-金属边形密封，4-o型圈密封，5-压力探头基座，6-温度探头基座，7-温度探头保护筒，8-双锥卡套，9-压紧螺钉，10-保护钢管，11-温度探头，12-压力探头，13-同位素释放器，14-流量计，15-伽马仪，16-测温仪，17-压力计，18-磁定位仪，19-遥传短节，20-扶正器。

具体实施方式

实施例一，一种光纤-电子复合测井传感器，由同位素释放器13、超声流量计14、伽马仪15、测温仪16、压力计17、磁定位仪18、遥传短节19联接组成，遥传短节19与同位素释放器13、流量计14、自然伽马仪15、测温仪16、压力计17、磁定位仪18电连接；如图1所示，遥测短节19将磁定位仪18、流量计14与伽马仪15的测量数据打包合并后，通过曼彻斯特编码传输，将数据包发送给地面系统。磁定位仪18通过丝扣与o型圈组合密封的方式进行外部密封，当其在井下管柱内工作时，感生电势产生电信号，转变为频率信号，进入遥测短节19的单片机定时计数器进行计数，定位井下管柱接箍和工具的位置。伽马仪15和流量计14通过丝扣与o型圈组合密封方式进行外部密封，伽马仪15测量地层伽马射线强度，流量计14通过超声波的传播速度差计算流体流量。同位素释放器13也通过丝扣与o型圈组合密封方式进行外部密封，用于井下同位素示踪剂的释放；扶正器20通过螺纹与其它部分联接，确保仪器串居中测量；流量计14为超声流量计，伽马仪15为自然伽马仪。

实施例二，光纤温度压力仪结构示意图如图2所示，图中，进压筒1、弹簧管2、金属变形密封3、o型圈密封4、压力探头基座5、温度探头基座6、温度探头保护筒7、双锥卡套8、压紧螺钉9、保护钢管10、温度探头11、压力探头12等组成。

进压筒1设计有进压口，用于被测介质进出，通过螺纹联接与5压力探头基座进行连接，通过金属变形密封3和o型圈密封4实现密封；压力探头基座5左端设计有第一小孔，与弹簧管2外径过渡配合，弹簧管2插入压力探头基座5左端第一小孔，通过氩弧焊或激光焊实现固定密封；压力探头基座5右端设计有第二孔，压力探头12插入压力探头基座5右端第二孔，通过金属变形实现密封；温度探头11通过高温胶粘接在温度探头6两端，成弓状，温度探头基座6通过螺纹联接与压力探头12联接；温度探头保护筒7通过螺纹联接与压力探头基座5实现连接，通过o型圈密封4实现密封，同时对温度探头实现保护。

弹簧管2管内与压力探头基座5孔内填充对石英腐蚀性小的保护介质，实现压力探头12与被测介质的直接接触，同时可进行压力传导；温度探头11与压力探头12为基于石英材料的光纤传感器，两者串联，通过光纤实现信号传输，光纤通过保护钢管10实现保护；压紧螺钉9与温度探头保护筒7为螺纹联接，保护钢管10通过压紧螺钉9旋转压紧双锥卡套8，使双锥卡套8发生金属变形，从而实现对保护钢管的固定密封。

技术特征：

1.一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，由同位素释放器、超声流量计、自然伽马仪、测温仪、压力计、磁定位仪、遥传短节联接组成，遥传短节与同位素释放器、超声流量计、自然伽马仪、测温仪、压力计、磁定位仪电连接。

2.根据权利要求1所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，还包括至少一个扶正器。

3.根据权利要求1所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述测温仪与压力计通过光纤串联。

4.根据权利要求1所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述温度仪、压力计为基于石英材料的光纤传感器。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述压力计由压力探头基座与进压筒联接组成，进压筒设有进压口，压力探头基座左端设有第一小孔，压力探头基座右端设有第二孔，压力探头插接于第二孔，第一小孔与第二孔连通。

6.根据权利要求5所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述压力计还包括弹簧管，弹簧管一端插接于第一小孔。

7.根据权利要求1-4任一所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述测温仪包括与压力探头基座联接的温度探头保护筒，温度探头基座与压力探头联接；温度探头呈弓形固定于温度探头基座。

8.根据权利要求6所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述弹簧管与第一小孔之间设有金属密封。

9.据权利要求7所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述温度探头保护筒还设有保护钢管，保护钢管从温度探头保护筒一端插入。

10.据权利要求9所述的一种光纤-电子复合测井传感器，其特征是，所述保护钢管和温度探头保护筒之间设有双锥卡套和压紧螺钉。

技术总结
光纤‑电子复合测井传感器由遥测短节、流量计、温度仪、压力计、伽马仪，磁性定位器组成，其中温度仪与压力计为光纤式传感器，其监测信号通过光纤直接传输到井上；流量计与伽马仪为电子式传感器，磁性定位器、流量计与伽马仪发送测量数据给遥测短节，遥测短节将测量数据打包合并后，通过曼彻斯特编码传输，将数据包发送给地面系统，最终完成井下数据的采集。压力仪通过弹簧管实现与被测介质的隔离以及压力传导，温度仪光纤成弓形通过高温胶粘接在温度仪基座的两端，保证温度、压力测量精度及准确度。

技术研发人员：臧德福;张付明;黄玉科;张守伟;侯伟东;管林华
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化胜利石油工程有限公司;中石化胜利石油工程有限公司测井公司
技术研发日：2018.10.30
技术公布日：2020.05.26