[發明專利]一種分布式光纖井下采集設備、井下流量計及井下監測方法

在審

• 申請號: 201510544089.2
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105041300A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 閆正和;黃正宇;唐圣來;羅東紅;曹琴;于曉輝;李四華;張偉;李鋒;高曉飛;梁衛;杜河泉
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油（中國）有限公司深圳分公司;北京蔚藍仕科技有限公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B47/07;E21B47/12;E21B47/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;張秋紅

技術領域

本發明涉及井下監測領域，更具體地說，涉及一種分布式光纖井下采集設備、井下流量計及井下監測方法。

背景技術

一般情況下，油氣井在生產時只在地面井口或者采油廠集中進行計量，一般只監測流量，只能對井下產液產氣進行地面上的統一記錄。對于井下實際的多相流量，溫度、壓力等特性無法做到在線監測，尤其涉及到井下多層合采，更是無法監測。

目前井下也有少量的電子式、多儀器組合型的井下流量計，但是一般情況下不能長期放置在井下監測；此外，只能進行點式測量，不能分布式測量。如果需要對全井進行測量，還需頻繁起下儀器，造成工程上很多不便，延長了作業時間，對井下干預大。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種分布式光纖井下采集設備、井下流量計及井下監測方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種分布式光纖井下采集設備。

在本發明所述的分布式光纖井下采集設備中，包括井下管柱、井下光纜、光纖溫度傳感器；

所述井下光纜的全部沿所述井下管柱繞制成螺旋狀，或者所述井下光纜的一部分沿所述井下管柱繞制成螺旋狀、另一部分直線設置在所述井下管柱一側的管壁上；

所述光纖溫度傳感器集成到所述井下光纜，分布式沿所述井下光纜的延伸方向設置。

優選地，所述井下光纜的外部鎧裝材料包括金、銀、銅、鋁的其中一種或多種；所述光纖溫度傳感器表面設有金屬鍍層，所述金屬鍍層是金、銀、銅、鋁的其中一種或多種。

優選地，所述井下光纜通過一個或多個光纜保護器固定在所述井下管柱上，多個所述光纜保護器沿所述井下光纜的延伸方向分布。

優選地，所述分布式光纖井下采集設備還包括光纖壓力傳感器；

所述光纖壓力傳感器集成到所述井下光纜，分布式沿所述井下光纜的延伸方向設置，所述光纖壓力傳感器表面設有金屬鍍層，所述金屬鍍層是金、銀、銅、鋁的其中一種或多種。

在本發明所述的分布式光纖井下流量計中，包括上文所述的任一種井下采集設備和井上處理設備；

所述井下采集設備通過地面光纜與所述井上處理設備連接。

優選地，所述井上處理設備包括

光電轉換器，與所述井下采集設備相連，用于接收所述井下采集設備的數據，并將其轉換為電信號；

A/D轉換器，與所述光電轉換器相連，用于將所述電信號轉換成數字信號并輸出；

運算處理器，與所述A/D轉換器相連，用于接收所述數字信號并運算處理。

優選地，所述運算處理器包括與所述A/D轉換器相連的DSP數字處理器、與所述DSP數字處理器相連的FPGA芯片。

優選地，所述井上處理設備還包括時鐘模塊；

所述時鐘模塊與所述井下采集設備相連，且所述時鐘模塊的控制端與所述DSP數字處理器相連，以由所述DSP數字處理器控制所述時鐘模塊記錄或讀取采集時間。

優選地，所述井上處理設備還包括

整形器，與所述光電轉換器相連，用于將所述電信號整形為脈沖信號；

計數器，輸入端與所述整形器相連，輸出端與所述DSP數字處理器相連，用于對所述脈沖信號進行計數并傳輸至所述DSP數字處理器。

在本發明所述的井下監測方法中，包括如下步驟：

S1、利用井下采集設備中的光纖溫度傳感器和光纖壓力傳感器對井下溫度數據和井下壓力數據進行采集，并將采集到的所述井下溫度數據和所述井下壓力數據通過地面光纜傳輸到井上處理設備中；

S2、所述井上處理設備根據獲取到的所述井下溫度數據，計算得出井下流量信息；

S3、所述井上處理設備根據獲取到的所述井下壓力數據，對所述井下流量信息進行修正，得到井下實際流量信息。

實施本發明的分布式光纖井下采集設備、井下流量計及井下監測方法，具有以下有益效果：本發明提供的分布式光纖井下采集設備，通過將井下光纜沿井下管柱繞制成螺旋狀，加密單位空間采集點數，提高分辨率，從而達到更好的測量效果；通過將光纖溫度傳感器分布式沿井下光纜的延伸方向設置，無需對井下流體分離即可實現分布式測量，實現全井測量無需移動井下光纜及傳感器。

進一步的，井下光纜的外部鎧裝材料選用高熱傳導系數的材料，提高感溫能力及反應速度，減少利用溫差推導熱量時產生的誤差。

進一步的，添加光纖壓力傳感器，對利用溫度推導的流量信息進行修正，提高測量的準確度。