[實用新型]井下介質界面監測裝置

有效

• 申請號: 201220371077.6
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN202755964U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張建華;楊海軍;李龍;李建君
• 申請（專利權）人: 張建華
• 主分類號: E21B47/04
• 分類號: E21B47/04;E21B47/07
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史旭泰

技術領域

本實用新型是涉及井下介質界面監測裝置結構的改進。

背景技術

地下鹽穴儲氣庫用于儲存各種氣體介質。建造地下儲氣庫需要把淡水或不飽和鹵水注入地下鹽層，通過溶解巖鹽并排出鹵水，在地下形成特定形態的儲存空間。在建造地下鹽穴儲氣庫過程中，為了保證儲氣庫空間具有穩定的形態，需要在造腔外管與生產套管的環空空間內注入柴油或氮氣作為保護介質，由于注入的淡水或不飽和鹵水不能溶解保護介質中的巖鹽，從而有效控制了溶解巖鹽的體積形態。溶腔過程中需要實時準確監測保護介質與鹵水的界面，用于確認溶腔是否在設計的溶腔合理范圍內。因此準確及時的監測保護介質與鹵水的界面位置對鹽穴型儲氣庫造腔工程具有重要意義。

保護介質與鹵水的界面監測可以利用界面介質的不同物理化學特性來進行識別和定位。目前使用的主要有放射法、電阻率法、聲波法等。放射法一般是利用保護介質和鹵水對中子的俘獲能力不同而進行識別，根據測井電纜的深度進行定位，通常用于移動測量，不適合永久安裝測試。同時由于保護介質的環空厚度比較薄，識別比較困難，影響測試精度，成本也比較高。電阻法是利用保護介質和鹵水的電阻率不同進行識別，并根據電阻率的大小，確定界面位置。其缺點是探測位置范圍有限，當界面不在探測范圍內時無法得到準確位置。另外，由于傳感器需要在井下長期工作，存在鹵水結晶和腐蝕等問題，影響測試精度。

發明內容

本實用新型就是針對上述問題，提供一種適合永久安裝、探測范圍廣、測試精度高的井下介質界面監測裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案，本實用新型包括感溫光纖單元、加熱單元、分布溫度解調儀、監測控制器和加熱控制器，其結構要點監測控制器端口分別與分布溫度解調儀端口、加熱控制器端口相連，分布溫度解調儀端口與感溫光纖單元相連，加熱控制器端口與加熱單元相連；所述監測控制器接收經分布溫度解調儀解調的分布溫度數據，控制加熱控制器。

作為一種優選方案，本實用新型所述感溫光纖單元和加熱單元設置在不銹鋼管外鎧內。

作為一種優選方案，本實用新型所述感溫光纖單元包括外層不銹鋼管和內置光纖。

作為另一種優選方案，本實用新型所述加熱單元為絕緣加熱電阻線。

作為另一種優選方案，本實用新型所述絕緣加熱電阻線為2根或3根。

作為另一種優選方案，本實用新型所述分布溫度解調儀采用N4386B型溫度解調儀。

作為另一種優選方案，本實用新型所述監測控制器為電腦。

其次，本實用新型所述加熱控制器為開關器件。

另外，本實用新型所述開關器件端口分別與定時器端口、溫度檢測裝置端口相連，開關器件根據定時器和/或溫度檢測裝置的輸出信號開閉。

本實用新型有益效果：本實用新型采用分布式光纖溫度傳感技術，分布式光纖溫度傳感技術是一種用于實時測量光纖空間溫度場分布的傳感技術。該技術利用光時域反射原理、激光喇曼光譜原理，經波分復用器、光電檢測器等對采集的溫度信息進行處理，并將溫度信息實時地計算出來。分布式光纖溫度傳感技術具有抗電磁場干擾、工作頻率寬、動態范圍大等特點，它能夠連續測量光纖沿線各點的溫度，測量距離可在0～30km范圍內，空間定位精度達到0.15m之內，溫度分辨率達到0.5℃，能夠進行不間斷的自動測量的特點。

本實用新型利用保護介質與鹵水的熱導率不同而設計。通過加熱單元對保護介質和鹵水進行加熱，由于加熱的介質不同，其溫度變化也是不一樣的，即在介質界面產生溫度梯度，因而分辨出介質界面，并根據溫度梯度所在光纜的深度，定位介質界面位置。

本實用新型能夠實時在線監測井下介質界面如油水界面或氣液界面的界面位置和深度，界面監測范圍為從井口到感溫光纖單元、加熱單元所在井底的任何位置。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。本實用新型保護范圍不僅局限于以下內容的表述。

圖1為本實用新型地面介質界面監測系統結構示意圖。

圖2為本實用新型復合光纜橫截面結構示意圖。

圖3是本實用新型使用狀態圖。虛線為油水界面或氣液界面。箭頭所指是注入水的流動方向。