[發明專利]基于煤層氣雙套管雙循環的壓力監控系統

無效

• 申請號: 201310259138.9
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103277083A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 梁海波;趙金洲;胡紅;張禾;古冉
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B44/02
• 分類號: E21B44/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤氣井監控裝置，特別是一種基于煤層氣雙套管雙循環的壓力監控系統。

背景技術

煤層氣賦存于煤層中，由于煤層與常規油、氣儲集層不同，具有儲層埋藏淺，極易垮塌、污染，壓力敏感性強等特征，在鉆井時普遍采用欠平衡鉆井工藝，對于壓力的監控就成為此工藝的關鍵技術。

目前，采用的煤層氣欠平衡鉆井工藝多為充氣鉆井工藝，其現階段相對于煤層氣的開發存在以下局限性：

1.?注氣壓力波動大：一是，由于煤層極易坍塌，當技術套管到洞穴井裸眼段發生坍塌后，會出現大肚子井眼，造成氣體堆積，當達到臨界壓力時氣體突然釋放，造成井底壓力迅速降低；二是，一旦地層發生嚴重垮塌，巖屑大量進入環空，造成環空憋堵，泵壓升高，氣壓憋高，注氣壓力不穩，出現周期性波動，井口返出氣液量也伴隨出現周期性變化，嚴重的甚至發生斷流。

2.充氣欠平衡鉆井工藝十分復雜，需要進行造穴和穿針等高成本、高風險、耗時的工藝。同時，無法解決連通和洞穴井的垮塌問題。

3.?為了滿足煤層氣充氣欠平衡鉆井中的壓力和攜巖要求，需要對充氣工藝進一步優化，這相當的復雜、繁瑣，同時，煤層氣充氣欠平衡壓力控制的安全問題一直是行業中公認的難題，需要專業的軟件才能進行，無形中增加了成本。

4.為規避上述3點局限，采用了雙管雙循環工藝，但沒有能應用于此工藝的壓力監測系統，使得現在無法進行有效的安全鉆井。

發明內容

為了克服現有煤層氣壓力監控裝置的不足，本發明提供一種基于煤層氣雙套管雙循環的壓力監控系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：基于煤層氣雙套管雙循環的壓力監控系統，包括泵沖轉盤傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，其特征在于，還包括數據采集模塊、數據傳輸模塊、觸摸式液晶顯示臺、電源箱和上位機；所述的上位機內設有總線接口，上位機通過總線接口與數據采集模塊、數據傳輸模塊聯接；所述數據采集模塊和數據傳輸模塊分別與泵沖轉盤傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器聯接；所述的觸摸式液晶顯示臺與上位機聯接；所述的電源箱分別聯接數據采集模塊、數據傳輸模塊、觸摸式液晶顯示臺和上位機。

結合煤層氣雙管雙循環鉆井工藝要求，基于煤層氣水平井易發生垮塌、卡鉆、鉆具事故和鉆頭事故等特點，通過相關的傳感器配套及采集系統配套，數據采集和處理計算機；其中測量以及錄入的參數為大鉤懸重、大鉤高度、轉盤扭矩、轉盤轉速、泵沖速、立管壓力、套管壓力、鉆井液出口流量、注氣量、井口回壓、吊鉗扭矩、泥漿池體積、鉆時、井深、泥漿溫度、泥漿密度等。

本系統配備觸摸式液晶顯示臺、電源箱、打印機、及輔助設備，在井場上通過以太網組建局域網，進行有線傳輸，實現多屏實時監測。

配套的采集系統采用多路數據采集功能，采集系統硬件主要包括各類傳感器、數據采集模塊、傳輸總線，工作流程為：傳感器將采集到的現場數據轉換為電信號，傳至數據采集模塊中進行A/D轉換、放大，最后，經過總線傳輸與上位機聯接，將實時采集到的監測數據進行集中存儲與分析顯示，建立各傳感器與監測軟件系統的連接。

進一步，建立數據庫，包括煤層氣鉆井實時采集動態數據庫，煤層氣鉆井設計與實鉆靜態數據庫，煤層氣鉆井標準與規范數據庫。

上位機采用基于VB開發一套煤層氣雙套管雙循環壓力監測與控制分析軟件，該軟件包括參數實時采集軟件、煤層氣雙套管雙循環壓力實時監測分析軟件。而煤層氣雙套管雙循環壓力實時監測分析軟件包含：煤層氣水平井流體流動參數分析模塊；煤層氣水平井井筒流動參數分析模塊；煤層氣雙套管雙循環壓力實時監測與控制分析模塊。

本系統基于現場煤層氣鉆井實際工況，應用煤層氣雙套管雙循環壓力監控系統配套的硬件系統，縮減鉆井成本，利用配套軟件系統實現現場鉆進狀況的實時監測與實時分析。針對煤層氣的垮塌，卡鉆，攜巖性差等風險，及時的進行實時分析、風險判定。