一种智能井下数据采集装置的制作方法

本实用新型涉及石油领域，具体地说，是一种智能井下数据采集装置。

背景技术：

压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。油气层压裂工艺过程用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油气层的渗透能力，以增加注水井的注水量或油井的产油量。常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。

在油田开采的过程中，井温、井筒压力是生产中必不可少的测量参数，几乎所有的组合测井都包括此项测量内容。准确的井温、井筒压力测量对于地质资料解释和油井监测等都具有十分重要的意义，可以用来确定地热梯度、出液点、液体注入(或漏失)层的位置、人工压裂的层位以及串槽部位等。同时温度和压力在压裂作业后的恢复过程也对施工工艺的优化有促进意义。

随着石油测井技术的深入发展，在油田勘探过程中对井下参数的监测的可靠性、准确性提出了更高的要求。由于井下环境具有高温、高压、化学腐蚀以及强电磁干扰等特点，测井光纤传感器以其良好的电绝缘性和强抗电磁干扰能力，在油气井应用中得到广泛的认可。

但是，由于光纤安装工艺复杂，维修耗时长、成本高，永久性安装机动性差等问题，并没有在油田大范围推广使用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能井下数据采集装置，用于减少测定井下参数的成本以及难度。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能井下数据采集装置，包括内设有空腔的密封容器和设置在容器空腔内且用于采集数据并储存数据的数据采集系统；所述的数据采集系统包括用于采集数据的数据采集装置和与数据采集装置电连接且用于供电的供电装置和储存数据的数据储存装置。

本实用新型的有益效果是：不需要使用光纤进行检测，避免使用光纤导致的场地限制、机动性差、作业成本高等问题，并具有适用范围广、使用方便、维护成本低等优点。便于利用现有成熟的技术手段对数据进行采集和存储，降低生产成本以及难度。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的数据采集装置包括用于测量压力和温度的压力温度一体传感器，所述压力温度一体传感器的检测端露出所述容器的表面，并与所述容器密封连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于通过采用现有的传感器来检测相关的数据，降低生产制造的成本以及难度，通过集成多种的传感器得到更多的井下相关数据从而更为精准地判断井下工况，同时，将压力温度一体传感器的检测端露出所述容器的表面，便于准确探测井液的温度和压力。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的数据采集装置还包括磁感应装置。

采用上述进一步方案的有益效果是：在井中设有套管，套管和套管之间的接箍处通过金属连接件连接，磁感应装置通过检测金属连接件的个数来确认容器在井中的位置。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的数据采集系统电连接有用于供电的电源模块。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用电源模块持续供电以维持系统的正常运行。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的数据采集系统电连接有用于存储数据的存储模块。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用存储模块实时存储数据避免数据丢失。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的容器为球形、椭球型或胶囊型。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够利用弧形的外表面使冲击力分散，降低容器移动时的阻力，并减小容器的磨损。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的容器采用耐腐蚀、抗高温高压材料制成。

采用上述进一步方案的有益效果是：提高容器的耐腐蚀性能，在高温高压环境下有利于延长容器的使用寿命。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的数据采集系统通讯连接有数据发送装置。

采用上述进一步方案的有益效果是：以此实现对数据采集系统采集到的数据进行接收处理。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述容器上密封设置有与所述数据采集系统与外部进行电连接的数据传输接口。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置数据传输接口，直接通过数据线的物理连接方式，将数据采集系统中检测到的数据取出，进行数据分析。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述容器为可拆卸的密封结构，所述数据采集系统可拆卸的设置在所述容器的内部。

采用上述进一步方案的有益效果是：方便在现场操作和重复使用，以及后期的维护保养。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为数据采集系统的原理框图；

图3为本方案的使用示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、容器，2、数据采集系统，3、接箍处。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例中，一种智能井下数据采集装置，包括内设有空腔的密封容器1和密封设置在容器1空腔内且用于采集数据并传输数据的数据采集系统2，所述的数据采集系统2包括用于采集数据的数据采集装置和与数据采集装置电连接且用于供电的供电装置和储存数据的数据储存装置。将能够采集并发送数据的数据采集系统2集成在能够释放并回收的容器1内，将容器1放入石油井下利用数据采集系统2采集数据并将采集到的数据储存然后通过其他方式读取。

在压裂石油井或天然气井的过程中，为了方便对施工过程进行监控，需要采集压裂液的相关数据作为指导或预警，防止发生事故。利用光纤跟随工程进度采集数据，需要在采集数据时重新调整光纤的伸入长度，并在数据采集完成之后将光纤取出，光纤的伸入长度难以准确控制，并且需要套管等额外的辅助结构，增加了施工成本以及时间成本。通过将数据采集系统2集成在容器1内的方式，能够快速地将带有数据采集系统2的容器1投入到石油井或天然气井内，压裂完成后可将容器1收回采集数据，具有灵活性高的优点，不需要进行额外的操作，例如装卸套管等辅助结构，有利于减少施工成本以及时间成本。

利用容器1能够对数据采集系统2起到固定以及保护的作用，在使用过程中，防止数据采集系统2因为碰撞等原因而受到损伤，从而保证使用寿命。为了提高延长使用寿命，所述的容器1采用耐腐蚀、抗高温高压材料制成，并避免在容器1的外表面形成尖角和棱角，以此减小容器1受到的磨损和腐蚀。需要取回容器1时，通过泵出压裂液的方式带动容器1一起移动，从而实现容器1的回收。

在具体实施例中，耐腐蚀、抗高温高压材料可以选取常用的钛钢材料。

在具体实施例中，所述容器1为可拆卸的密封结构，所述数据采集系统2可拆卸的设置在所述容器1的内部。方便在现场操作和重复使用，以及后期的维护保养。

本实施例中，利用数据采集系统2采集数据为本领域技术人员的公知常识以及惯用技术手段，本领域技术人员根据本方案记载的内容并根据具体的需要选用合适数据采集系统2即可实现上述功能，此处不对数据采集系统2的具体结构和工作原理进行赘述。

在桥塞射孔联作工艺，需要密封桥塞时，通过泵入压裂球来堵塞桥塞，将容器1设计为球形，能够利用容器1代替压裂球，增加了本方案的功能，并减少压裂球的使用，有利于减少施工作业中的设备使用成本以及设备管理成本。

实施例2：

如图2、图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，一种智能井下数据采集装置的使用方法，包括以下几个步骤：

步骤S1：将数据传输系统2集成在容器1内。

步骤S2：将容器1从井口放入井内，并驱动容器1向井下移动，在移动的过程中，利用数据采集系统2采集井内液体的数据。所述的井内液体一般为压裂液。所述的数据包括利用压力传感器检测到的井下液体的压力、利用温度传感器检测到的井下液体的温度、利用位移传感器检测到的容器1的移动速度、利用加速度传感器检测到的容器1的加速度中的一种或多种；其中所述压力温度一体传感器的检测端露出所述容器1的表面，并与所述容器1密封。利用超声波传感器检测到井径或套管内径，所有数据均储存在存储模板中。

利用压力传感器能够实时检测压裂液的液压并产生压力信号，当数据采集系统2跟随容器1移动时，能够实时检测井下不同位置压裂液的压力。本实施例中，所述的压力传感器采用在石油行业惯用的成熟现有的压力传感器，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，本领域技术人员根据本方案记载的内容能够实现上述效果，此处不对压力传感器的具体结构和工作原理进行赘述。

利用温度传感器能够检测压裂液的温度并产生温度信号。本实施例中，所述的温度传感器采用在石油行业惯用的成熟现有的温度传感器，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，本领域技术人员根据本方案记载的内容能够实现上述效果，此处不对温度传感器的具体结构和工作原理进行赘述。

为了便于实现数据采集，使压力传感器或温度传感器的探头，即检测端穿过容器1与外界接触，检测端与容器1密封连接，从而当容器1进入石油井或天然气井之后使压力传感器或温度传感器的即检测端能够直接与压裂液接触，从而获取准确的信息。即检测端与容器1之间设置密封结构来防止压裂液进入到容器1内部。所述的密封结构采用胶封或密封件。具体的密封手段为本领域技术人员的惯用技术手段，并且不作为本方案的改进点，本领域技术人员根据具体需要选用任一种密封方式即可实现上述效果，此处不对密封结构的具体实施方式和工作原理进行赘述。

利用加速度传感器能够测量容器1移动时的加速度并产生加速度信号。

数据采集装置还包括速度传感器，利用速度传感器来测量容器1移动时的速度并产生速度信号。

所述的数据采集装置电连接有计时器，利用计时器记录容器1进入石油井下的时长并产生时间信号，根据计时器记录的时间结合加速度传感器测量到的加速度和/或速度传感器测量到的速度计算容器1的移动距离，从而便于了解容器1下降的深度以及位置。从而在确定容器1所在的位置之后，借由压力传感器和温度传感器所测得数据判断该位置的压裂液压力和温度。从而判断压力和温度的恢复情况。

本实施例中，所述的加速度传感器、速度传感器与计时器为现有技术条件下成熟惯用的技术手段，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，本领域技术人员根据本方案记载的内容选用现有的加速度传感器、速度传感器与计时器即可实现上述效果，此处不对加速度传感器、速度传感器与计时器的具体结构和工作原理进行赘述。

步骤S3：利用数据采集系统2将采集到的数据存储以便之后读取数据。

本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

实施例3：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的数据采集系统2电连接有电源模块，利用电源模块为数据采集系统2的运行提供电力。以此有利于实现数据采集系统2的长时间运行。为了减少冗余结构，可利用无线充电技术为电源模块进行充电，避免在容器上设置接口而增加密封的难度，或者使电源模块外接电线而导致容器1的最大行程受到电线的限制。

本实施例中，利用电源模块供电为本领域技术人员的公知常识，本方案的改进点不在于电源模块本身的结构和工作原理，本领域技术人员根据具体的需要选用现有技术条件下成熟的电源模块即可实现上述效果，此处不对电源模块的具体结构和工作原理进行赘述。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

实施例4：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的数据采集系统2电连接有存储模块，利用存储模块对数据采集系统2采集到的数据进行存储，将数据采集系统2采集到的数据进行储存，避免数据丢失。存储模块连接的接口也可直接外接读取设备而读取存储模块内部的数据。

本实施例中，利用存储模块存储数据为本领域技术人员的公知常识，本方案的改进点不在于存储模块本身的结构和工作原理，本领域技术人员根据具体的需要选用现有技术条件下成熟的存储模块即可实现上述效果，此处不对存储模块的具体结构和工作原理进行赘述。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

实施例5：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的容器1设计为球形、椭球型或胶囊型，容器1的内部空间与容器1的外部空间密封隔绝。所述的胶囊型为中间为圆柱、两端为半球的形状。将容器1设计为球形、椭球型或胶囊型，能够利用弧形的外表面使冲击力分散，降低容器1移动时的阻力。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

实施例6：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的容器1内集成数据采集系统2之后，使容器1整体的密度满足容器1能够在压裂液内悬浮的要求。使容器1压裂液内悬浮能够控制容器1在石油井或天然气井下所在的位置，便于实现在任意位置采集所需的数据。需要驱动容器1时，通过注入压裂液带动容器1一起向下移动，根据计时器记录的时间、加速度传感器检测到的数据和/或速度传感器检测到的数据计算容器1的位移量，从而判断容器1所在的位置。在停止注入压裂液之后，由于容器1能够在压裂液内保持悬浮，所以容器1的位置不再发生变化，需要使其位置移动来测量其他位置的数据时，通过注入压裂液或泵出压裂液的方式来调整容器1的位置。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

实施例7：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的数据采集系统还包括微处理器，使数据采集装置、供电模块和存储模块分别与微处理器电连接，在数据采集装置、本身不具备数据处理的功能时，利用微处理器对数据进行处理并转化为数据存储装置能够存储的信号。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。