一种用于智能光纤完井的模拟实验系统的制作方法

本发明涉及一种用于智能光纤完井的模拟实验系统，属于石油天然气工业、机械工程。

背景技术：

1、目前基于光纤技术的智能完井系统距离大规模应用还有相当的距离，国外也是处于小规模推广阶段，尤其是复杂的系统组成和较高的成本限制了其应用。但随着关键工具及其控制系统的完善以及数据采集传输技术的发展，为智能完井降低成本、推广应用提供了条件。对于光纤传感技术，国外重点发展了分布式光纤和可溶光纤技术。国内在光纤传感技术研究方面起步较晚，目前主要依托或参考国外技术进行研究和应用。

2、国内没有专门针对智能完井应用的光纤传感实验室，已建相关实验室和国外同类相比仍有较大差距，并且目前国内的相关实验时均未涉及智能光纤完井技术的研究。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种用于智能光纤完井的模拟实验系统，安装多类型光纤传感器，进行油气井完井方式模拟、实时在线监测和永久监测试验与研究，满足新型高端光纤传感器研发、智能光纤系统模拟、完井工具与测试仪器检测标定、油气井完井方式的优化决策等功能。

2、本发明提出了一种用于智能光纤完井的模拟实验系统，包括：

3、井筒模拟装置，所述井筒模拟装置上设置有光纤，并且构造成模拟井下井筒环境；

4、油气水三相输入装置，其连接所述井筒模拟装置并向所述井筒模拟装置输送油气水三相混合流体；

5、监控与数据处理系统，控制其他装置并处理实验数据。

6、本发明的进一步改进在于，所述井筒模拟装置还连接有油气水三相回收装置，所述井筒模拟装置排出的混合流体进入所述油气水三相回收装置，并将混合流体中的油、气和水分离开来。

7、本发明的进一步改进在于，所述光纤连接有光纤传感测试系统，所述光纤传感测试系统连接所述监控与数据处理系统，并将测试的数据传递给所述监控与数据处理系统。

8、本发明的进一步改进在于，所述光纤包括das光纤和dts光纤，所述光纤传感测试系统包括dts解调仪、das解调仪、光纤多相流量计和光纤光栅温压传感器。

9、本发明的进一步改进在于，所述油气水三相输入装置包括油气水三相流微型程控液压站和油气水三相混合装置；

10、其中，所述油气水三相流微型程控液压站包括高压注气设备、高压注水设备和高压注油设备；所述高压注气设备、高压注水设备和高压注油设备均通过所述油气水三相混合装置连接所述井筒模拟装置。

11、本发明的进一步改进在于，所述油气水三相混合装置包括若干油气水混合罐；

12、所述油气水三相流微型程控液压站还包括连接所述井筒模拟装置的高温加热设备。

13、本发明的进一步改进在于，所述井筒模拟装置包括承压釜体，所述承压釜体的中部设置有安装套管的安装孔；所述套管上设置所述光纤。

14、本发明的进一步改进在于，所述承压釜体包括设置有高压流体通道的岩石层，所述岩石层的内侧通过水泥层连接套管，所述岩石层的外侧设置有导热层和加热层；

15、其中，所述加热层通过加热管入口和加热管出口连接所述高温加热设备，所述高压流体通道连接所述油气水三相混合装置。

16、本发明的进一步改进在于，所述承压釜体的底部的一端设置有支撑架，另一端设置有支撑液压，所述支撑液压通过伸缩调节所述承压釜体的角度。

17、本发明的进一步改进在于，所述油气水三相回收装置包括冷却装置，所述冷却装置连接气液分离器，所述气液分离器连接油水分离器。

18、本发明的进一步改进在于，所述监控与数据处理系统包括若干不同功能的仪表、传感器、自动控制阀、控制硬件、监控软件以及计算机。

19、与现有技术相比，本发明的优点在于：

20、本发明所述一种用于智能光纤完井的模拟实验系统，安装多类型光纤传感器，进行油气井完井方式模拟、实时在线监测和永久监测试验与研究，满足新型高端光纤传感器研发、智能光纤系统模拟、完井工具与测试仪器检测标定、油气井完井方式的优化决策等功能，为非常规油气、特深层油气、东部老油田高效开发以及新能源开发利用提供新技术研发与试验平台。

技术特征：

1.一种用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述井筒模拟装置(1)还连接有油气水三相回收装置(4)，所述井筒模拟装置(1)排出的混合流体进入所述油气水三相回收装置(4)，并将混合流体中的油、气和水分离开来。

3.根据权利要求2所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述光纤连接有光纤传感测试系统(33)，所述光纤传感测试系统(33)连接所述监控与数据处理系统(3)，并将测试的数据传递给所述监控与数据处理系统(3)。

4.根据权利要求3所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述光纤包括das光纤(31)和dts光纤(32)，所述光纤传感测试系统(33)包括dts解调仪、das解调仪、光纤多相流量计和光纤光栅温压传感器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述油气水三相输入装置(2)包括油气水三相流微型程控液压站(20)和油气水三相混合装置(24)；

6.根据权利要求5所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述油气水三相混合装置(24)包括若干油气水混合罐；

7.根据权利要求6所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述井筒模拟装置(1)包括承压釜体(10)，所述承压釜体(10)的中部设置有安装套管(15)的安装孔；所述套管(15)上设置所述光纤。

8.根据权利要求7所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述承压釜体(10)包括设置有高压流体通道的岩石层(11)，所述岩石层(11)的内侧通过水泥层(12)连接套管(15)，所述岩石层(11)的外侧设置有导热层(14)和加热层(13)；

9.根据权利要求8所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述承压釜体(10)的底部的一端设置有支撑架(18)，另一端设置有支撑液压(17)，所述支撑液压(17)通过伸缩调节所述承压釜体(10)的角度。

10.根据权利要求2所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述油气水三相回收装置(4)包括冷却装置(41)，所述冷却装置(41)连接气液分离器(42)，所述气液分离器(42)连接油水分离器(43)。

11.根据权利要求1所述的用于智能光纤完井的模拟实验系统，其特征在于，所述监控与数据处理系统(3)包括若干不同功能的仪表、传感器、自动控制阀、控制硬件、监控软件以及计算机。

技术总结
本发明提出了一种用于智能光纤完井的模拟实验系统，包括井筒模拟装置，所述井筒模拟装置上设置有光纤，并且构造成模拟井下井筒环境；油气水三相输入装置，其连接所述井筒模拟装置并向所述井筒模拟装置输送油气水三相混合流体；监控与数据处理系统，控制其他装置并处理实验数据。本发明能够进行油气井完井方式模拟、实时在线监测和永久监测试验与研究，满足新型高端光纤传感器研发、智能光纤系统模拟、完井工具与测试仪器检测标定、油气井完井方式的优化决策等功能。

技术研发人员：何祖清,彭汉修,刘承诚,孙鹏,何同,秦星,段友智,岳慧,邸德家
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13