[實用新型]基于煤層氣充氣欠平衡的壓力監控裝置

有效

• 申請號: 201320371644.2
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN203335064U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 梁海波;趙金洲;胡紅;張禾;古冉;倪元勇;郎淑敏;田偉
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;中國石油天然氣股份有限公司華北油田分公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種煤氣井監控裝置，特別是一種基于煤層氣充氣欠平衡的壓力監控裝置。

背景技術

目前，煤層氣作為一種新型清潔能源，其開發利用一方面可在一定程度上彌補常規油氣資源的不足，另一方面還可有效降低煤礦瓦斯災害程度。在我國乃是世界都有廣闊的應用前景。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，在鉆井時普遍采用充氣欠平衡鉆井工藝，對于壓力的監控就成為此工藝的關鍵技術。但是，目前在常規油氣井鉆井過程中使用的壓力監控裝置直接運用于煤層氣鉆井井底壓力監控存在以下局限性：

一、?由于煤層氣具有易塌、易污染等特性，常規的鉆井工藝無法適用，而對于煤層氣所采用的充氣欠平衡工藝技術，常規的壓力監測與控制系統并不適用。

二、?由于充氣欠平衡工藝十分復雜，鉆進工程中，井筒內狀況復雜，存在著氣液兩相流，而流型不易判定，但在鉆井過程中流型對于井壁穩定以及攜巖能力有著較大的影響，常規的壓力監測與控制系統卻無法對這些狀況進行判斷。

三、?對于煤層氣充氣欠平衡中存在的安全隱患問題，通常都是依靠鉆井人員自身經驗來判定的。這在很大程度上依賴于從事煤層氣鉆井人員的從事時間及其鉆井經驗，具有很大的依賴性，風險判定效率低。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，常規的監控系統并不能及時的預測、判定鉆井過程中的風險。

國內早期的壓力監控硬件及配套監控軟件僅適用于常規油氣井的井底壓力監控，而用于非常規天然氣開采，尤其是煤層氣開采時，國內目前應用的常規油氣井壓力監控系統則存在上述局限性，不能充分滿足煤層氣鉆井現場壓力監控的需求。經過調研發現，目前國內外還沒有一套完整的專門用于煤層氣充氣欠平衡鉆井的壓力監測與控制系統。

實用新型內容

為了克服現有煤層氣壓力監控裝置的不足，本實用新型提供一種基于煤層氣充氣欠平衡的壓力監控裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：基于煤層氣充氣欠平衡的壓力監控裝置，包括壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、密度傳感器、電導率傳感器，還包括數據采集模塊、數據傳輸模塊和上位機，上位機通過總線接口與數據采集模塊、數據傳輸模塊聯接，數據采集模塊、數據傳輸模塊分別與壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、密度傳感器、電導率傳感器聯接。

所述的上位機內設有監測模塊和總線接口。

所述的數據采集模塊內設有多路開關和A/D轉換器。

所述的數據傳輸模塊內設有串口。

結合煤層氣充氣欠平衡鉆井工藝要求，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、泥漿電導率等。

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，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連接，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。

基于現場煤層氣鉆井實際工況，應用煤層氣充氣欠平衡監測系統與控制分析系統，實現現場鉆進狀況的實時監測與實時監控分析。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。

通過相關傳感器配套及采集系統配套搭建的硬件系統，更能有利于煤層氣充氣欠平衡鉆進過程中及時的實時監測與分析計算。從而達到對煤層氣充氣欠平衡鉆井實時鉆井狀況的及時預測，以及風險的實時判定。

通過搭建的煤層氣充氣欠平衡監測與控制系統及配套的新型鉆井參數采集儀，能夠實現煤層氣充氣欠平衡監測與控制的軟硬件結合。可以實時的進行監測與分析。軟硬件結合方式搭建系統主要是為了做到實時性、準確性。通過以上兩個系統，實現對煤層氣充氣欠平衡鉆井實時鉆進狀況監測分析的目的。

本實用新型的有益效果是：基于現場煤層氣鉆井實際工況，實現現場鉆進狀況的實時監測與實時監控分析。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。更能有利于煤層氣充氣欠平衡鉆進過程中及時的實時監測與分析計算。從而達到對煤層氣充氣欠平衡鉆井實時鉆井狀況的及時預測，以及風險的實時判定。不但保證煤層氣鉆井的安全，也使得煤層氣鉆井的風險判定更加系統化，專業化。

附圖說明