[發(fā)明專利]油氣井井下套管串分布式光纜全程在線應(yīng)力檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310006040.2
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103061746A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳軍;解寶江
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;新疆石油學(xué)院
• 主分類號: E21B47/007
• 分類號: E21B47/007
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標(biāo)事務(wù)所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣井井下套管柱應(yīng)力檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種油氣井井下套管柱分布式光纜全程在線應(yīng)力檢測裝置。

背景技術(shù)

目前，油氣井井下套管柱的應(yīng)變與應(yīng)力檢測技術(shù)主要包括MFC多臂井徑檢測技術(shù)、超聲波井下成像檢測技術(shù)和磁法檢測技術(shù)，以上檢測技術(shù)只能對井下油氣井套管柱永久性的塑性變形量進(jìn)行檢測，而對于套管柱在彈性范圍內(nèi)的變形量無法進(jìn)行檢測，并且無法應(yīng)用于正常服役油氣井套管柱的應(yīng)變檢測與應(yīng)力檢測。同時，采用以上檢測技術(shù)必須在油氣井眼內(nèi)下入儀器，從而中斷了油氣井的正常生產(chǎn)，傳統(tǒng)套管柱應(yīng)力檢測技術(shù)具有以下特點：“點式”測量、無法精確定位、采用電測傳感器易受電磁干擾、測量距離短、后期維護(hù)工作量大。較新的應(yīng)力檢測技術(shù)為井下套管柱光纜-光柵測試技術(shù)，它是以光柵為系統(tǒng)檢測元件，以光纜為信息傳輸通道，對井下服役套管柱的應(yīng)力進(jìn)行檢測，其特點是通過光柵只能檢測到光柵安裝點的套管柱應(yīng)力信息，無法檢測井下全井深套管柱上的應(yīng)力信息，造成技術(shù)人員不能根據(jù)所獲得的應(yīng)力信息，優(yōu)化區(qū)塊井下套管實際需求的鋼級和壁厚，從而影響人們對井下服役的套管柱安全性的有效判斷，只能在井下套管柱設(shè)計時大幅提高套管的鋼級和壁厚，這樣就增加了油氣井開發(fā)與生產(chǎn)的綜合成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種油氣井井下套管柱分布式光纜全程在線應(yīng)力檢測裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有油氣井井下套管柱應(yīng)力檢測裝置在實際使用過程中存在的無法檢測彈性范圍內(nèi)的變形量、無法對正常服役的套管柱進(jìn)行在線應(yīng)力檢測、無法對井下全井深套管柱上的應(yīng)力進(jìn)行檢測的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種油氣井井下套管柱分布式光纜全程在線應(yīng)力檢測裝置，包括布里淵光時域分析儀、聯(lián)入式檢測短節(jié)和至少四根的套管；在其中至少兩對相鄰套管之間固定安裝有聯(lián)入式檢測短節(jié)，剩余相鄰套管通過接箍固定安裝在一起，在套管、聯(lián)入式檢測短節(jié)和接箍外側(cè)固定安裝有至少二根分別呈U形并軸向?qū)ΨQ的軸向光纜，其中一根軸向光纜的一段呈螺旋狀纏繞固定在套管上，每根軸向光纜的一端與布里淵光時域分析儀的泵浦光端口連接在一起，每根軸向光纜的另一端與布里淵光時域分析儀的連續(xù)光端口連接在一起。

下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

上述軸向光纜可為兩根，一根軸向光纜與另一根軸向光纜間隔九十度分布在套管、聯(lián)入式檢測短節(jié)和接箍上。

上述一根軸向光纜的一段呈螺旋狀纏繞并通過固結(jié)劑固定在套管上，其旋升角可為四十五度。

上述聯(lián)入式檢測短節(jié)可包括本體；在本體的內(nèi)側(cè)有通孔，在本體的中部有外凸臺，在外凸臺上圓周分布有至少四個的軸向檢測光纜埋入槽，軸向光纜通過固結(jié)劑固定安裝在軸向檢測光纜埋入槽內(nèi)。

上述在本體的上端可有錐形內(nèi)螺紋，在本體的下端有錐形外螺紋，外凸臺的上部呈上窄下寬的錐臺形，外凸臺的下部呈上寬下窄的錐臺形，軸向檢測光纜埋入槽的底部呈圓弧狀。

上述在接箍外側(cè)可有光纜過接箍保護(hù)器，該光纜過接箍保護(hù)器包括左半環(huán)和右半環(huán)；左半環(huán)和右半環(huán)通過緊固裝置固定安裝在一起，左半環(huán)和右半環(huán)的中部內(nèi)壁上分別有徑向并且能夠相互連通的接箍環(huán)槽，在左半環(huán)和右半環(huán)組成的圓環(huán)內(nèi)壁上間隔分布有至少四個的與軸向檢測光纜埋入槽對應(yīng)的軸向光纜槽。

上述左半環(huán)和右半環(huán)的上端前側(cè)和后側(cè)分別可有凹槽，左半環(huán)和右半環(huán)的下端前側(cè)和后側(cè)分別有凹槽，與凹槽對應(yīng)的左半環(huán)和右半環(huán)通過緊固裝置固定在一起，緊固裝置為緊固螺栓，與凹槽對應(yīng)的左半環(huán)和右半環(huán)上分別有螺紋安裝孔，緊固螺栓固定安裝在螺紋安裝孔內(nèi)，左半環(huán)和右半環(huán)的前端外側(cè)和后端外側(cè)分別有倒角。

上述在套管外側(cè)可通過光纜固定器固定安裝有至少二根分別呈U形并軸向?qū)ΨQ的軸向光纜，該光纜固定器為應(yīng)力測試光纜固定保護(hù)器，應(yīng)力測試光纜固定保護(hù)器包括兩個半環(huán)體和固定裝置，半環(huán)體通過固定裝置固定在一起，半環(huán)體內(nèi)側(cè)沿圓周分布有不少于四個的與軸向檢測光纜埋入槽對應(yīng)的軸向光纜固定槽。

上述固定裝置可為螺栓和螺母或固定螺栓，在兩個半環(huán)體的上端前側(cè)和后側(cè)分別有環(huán)體凹槽，在兩個半環(huán)體的下端前側(cè)和后側(cè)分別有環(huán)體凹槽，半環(huán)體的兩個端部均外側(cè)有倒角。??