[實用新型]水合物開采全生產管柱內流動安全實時監測系統

有效

• 申請號: 202022772612.6
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN214221162U
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 李曉蓉;郭放;馮永存;劉旭豐;王鑫棟;牛澤宇;王艷;岳琦;段夢蘭
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B47/001
• 分類號: E21B47/001;E21B47/07;E21B47/10;E21B47/12;E21B47/01;E21B47/135
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本實用新型涉及一種水合物開采全生產管柱內流動安全實時監測系統，其包括：電磁固定裝置和光纖檢測裝置；所述光纖檢測裝置的檢測端由所述電磁固定裝置固定在井下生產管柱內，通過DAS和DTS技術實現對全生產管柱內流體動態溫度、固體顆粒含量及泄漏點的監測；所述電磁固定裝置包括電磁鐵控制器和電磁吸塊；所述電磁鐵控制器位于生產油井的外部，所述電磁鐵控制器經過電纜與所述電磁吸塊連接，由所述電磁鐵控制器控制所述電磁吸塊的充磁和消磁。本實用新型能實現全生產管柱內固體顆粒含量、溫度及泄漏點監測，可以廣泛在海域天然氣水合物開采技術領域中應用。

技術領域

本實用新型涉及一種海域天然氣水合物開采技術領域，特別是關于一種基于DAS、DTS雙通道技術的水合物開采全生產管柱內流動安全實時監測系統。

背景技術

在海域天然氣水合物試采和生產過程中，生產管柱內面臨水合物分解再生成以及地層砂沖蝕、破裂等流動安全問題。其中：海域水合物開采中流入井底的水合物會在生產管柱內隨壓力降低溫度升高而分解，同時生成的天然氣會在低溫高壓生產管柱段再生成水合物嚴重時造成堵塞管柱；水合物開采過程中儲層釋放的天然氣、水會帶動大量顆粒進入井底甚至井筒生產管柱，加劇生產管柱磨損腐蝕；不同因素引起的井筒環控帶壓、地層大變形、管道腐蝕等都會導致生產管柱破裂損壞等。為了探究水合物開采生產管柱內流動機制和保證生產管柱流動安全，設計出實時監測溫度、固體顆粒含量、泄漏點的全生產管柱內流動安全監測系統十分必要。

目前，傳統的出砂監測技術包括超聲波監測、電阻技術檢測、地面檢測、井下探砂儀檢測技術等。現有檢測技術存在無法檢測多個出砂點、對多原管道有損害、工藝復雜、精確度不高等問題。現有生產管柱泄漏檢測技術有多臂井徑測井、電磁探傷測井、轉子流量計、梯度井溫測井、井下照相機和噪聲測井等,但對很難檢測小泄漏點引起的泄漏。因此常規的監測手段根本無法實現實時監測溫度、固體顆粒含量、泄漏點的全生產管柱內流動安全監測需求，而近年來發展起來的分布式光纖聲波傳感(Distributed Acoustic Sensor,DAS)、分布式光纖溫度傳感(Distributed Temperature Sensor,DTS)技術可以沿著生產管柱布設傳感光纜，從而對全生產管柱進行監測。

分布式光纖聲波傳感(Distributed Acoustic Sensor,DAS)、分布式光纖溫度傳感(Distributed Temperature Sensor,DTS)技術都是通過檢測光脈沖在光纖中背向散射效應。DAS監測技術是通過記錄瑞利背向散射光的強度和相位來反映光纖所處環境的時空應變狀態，從而揭示應力響應事件發生的時間、位置及程度。 DTS監測技術可通過光纖傳感記錄的斯托克斯和反斯托克斯光強的比值來判斷事件溫度的變化。DAS、DTS檢測技術是一種光纖本身既作為信號傳輸介質、又作為傳感器的監測技術，能通過光纖布置實現全生產管柱內流動安全實時監測。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種水合物開采全生產管柱內流動安全實時監測系統，其能實現全生產管柱內溫度、固體顆粒含量、泄漏點的流動安全實時監測。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種水合物開采全生產管柱內流動安全實時監測系統，其包括：電磁固定裝置和光纖檢測裝置；所述光纖檢測裝置的檢測端由所述電磁固定裝置固定在井下生產管柱內，通過DAS和DTS 技術實現對全生產管柱固體顆粒及溫度的監測；所述電磁固定裝置包括電磁鐵控制器和電磁吸塊；所述電磁鐵控制器位于生產油井的外部，所述電磁鐵控制器經過電纜與所述電磁吸塊連接，由所述電磁鐵控制器控制所述電磁吸塊的充磁和消磁。

進一步，所述電磁吸塊設置為多個，各所述電磁吸塊串聯連接在所述電纜上。

進一步，所述電磁吸塊的個數根據生產管柱的長度進行設置，相鄰兩所述電磁吸塊之間的距離根據生產管柱進行調整。

進一步，位于所述電纜的末端設置有所述配重塊。

進一步，所述電磁吸塊采用弧形結構。