一种油井井下无缆测试系统 |
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| 申请号 | CN201210154062.9 | 申请日 | 2012-05-17 | 公开(公告)号 | CN102733798A | 公开(公告)日 | 2012-10-17 |
| 申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 刘德铸; 王晓华; 杨显志; 马春宝; 李广富; 徐恩宽; 宋志军; 杨志祥; 王洋; 穆磊; 高本成; 杨文军; 孙福群; 赵永仁; 袁天瑜; 于俊梅; 岳鹏飞; 王颖; 赵吉成; 杨晓莉; 唐明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 实施例 提供了一种油井井下无缆测试系统，包括无线测试装置以及自发电装置，所述的无线测试装置包括：井下测试仪，设置在所述的井下测试仪上的 传感器 组，与所述的传感器组相连接的井下测试端 电路 ，用于将所述的传感器组采集的生产数据进行放大、转换处理；与所述的井下测试端线路相连接的 电磁波 发射装置，用于将处理后的生产数据传输地面处理系统。通过在井下测试仪上设置传感器组、井下测试端电路及电磁波发射装置，实现了抽油机井下生产数据的无缆直读测试，解决了 现有技术 中存在的成本高以及施工难度大的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种油井井下无缆测试系统，其特征是，所述的系统包括无线测试装置以及自发电装置， |
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| 说明书全文 | 一种油井井下无缆测试系统技术领域[0001] 本发明关于油田井下监测技术，特别是关于油井井下直读监测技术，具体的讲是一种油井井下无缆测试系统。 背景技术[0002] 随着油田工艺技术的不断发展，原油的开采工艺日趋增多。在油田开发生产过程中，特别是一些重点井的生产过程中，需要通过井下测试仪器对井下的温度、压力、流量等生产数据进行实时采集，对井下进行实时监测，以便对油藏进行动态评价。 [0003] 现有技术中的井下直读监测技术一般通过如下方式进行：在井下作业过程中，将井下的测试仪器下入至泵下，并将测井电缆以捆绑的方式随油管一同下入井中。上述的井下直读监测技术存在以下缺陷：由于测试完成后的测井电缆不能重复利用，因此造成整个井下直读系统的生产成本高；由于直读监测技术中需要依靠测井电缆，而在作业过程中测井电缆容易发生卡断等现象，给整个直读监测过程造成了作业工作量大、安全性降低的缺陷。 发明内容[0004] 本发明实施例提供了一种油井井下无缆测试系统，通过在井下测试仪上设置传感器组、井下测试端电路及电磁波发射装置，实现了抽油机井下生产数据的无缆直读测试，解决了现有技术中存在的成本高以及施工难度大的问题。 [0005] 本发明的目的是，提供一种油井井下无缆测试系统，包括无线测试装置以及自发电装置， [0006] 其中，所述的无线测试装置包括：井下测试仪2，用于对井下的生产数据进行实时监测； [0007] 设置在所述的井下测试仪2上的传感器组11，用于采集所述的井下测试仪2的生产数据； [0008] 与所述的传感器组11相连接的井下测试端电路3，用于将所述的传感器组11采集的生产数据进行放大、转换处理； [0009] 与所述的井下测试端线路3相连接的电磁波发射装置17，用于将处理后的生产数据传输地面处理系统12； [0010] 内部设置有所述的传感器组11、井下测试端电路3以及电磁波发射装置17的无磁托筒4； [0011] 连接在所述的无磁托筒4上端的抽油泵5以及油管管柱8； [0012] 所述的自发电装置包括：连接在所述的无磁托筒4上端的无磁油管15，线圈组6等间距缠绕在无磁油管15的外部； [0013] 与所述的井下测试端电路3、传感器组11以及电磁波发射装置17相连接的电能转换装置16，用于向所述的井下测试端电路3、传感器组11以及电磁波发射装置17供电； [0014] 与抽油机10相连接的磁性抽油杆7，其上设置有抽油杆14。 [0015] 本发明的有益效果在于，通过在井下测试仪上设置传感器组、井下测试端电路及电磁波发射装置，电磁波将井下测试仪采集的生产数据以载波的形式经过地层发射到地面处理系统，进而实现了抽油机井下生产数据的无缆直读测试，解决了现有技术中存在的成本高以及施工难度大的问题。附图说明 [0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0017] 图1为本发明实施例提供的一种油井井下无缆测试系统的结构示意图； [0018] 图2为本发明实施例提供的一种油井井下无缆测试系统中磁性抽油杆的结构简图； [0019] 图3为本发明实施例提供的一种油井井下无缆测试系统中井下测试端电路的原理图； [0020] 图4为本发明实施例提供的一种油井井下无缆测试系统中电磁波发射装置的结构示意图； [0021] 图5为本发明实施例提供的一种油井井下无缆测试系统中地面处理系统的结构示意图。 具体实施方式[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0023] 图1为本发明实施例提供的一种油井井下无缆测试系统的结构示意图，由图1可知，本发明实施例提供一种油井井下无缆测试系统包括无线测试装置以及自发电装置，[0024] 其中，所述的无线测试装置包括：井下测试仪2，用于对井下的生产数据进行实时监测。在油井井下作业的实际应用中，设置在所述的井下测试仪2上的传感器组11，用于采集所述的井下测试仪2的生产数据。在油井井下作业的实际应用中，生产数据一般包括井下的温度、压力、流量等数据。 [0025] 与所述的传感器组11相连接的井下测试端电路3，用于将所述的传感器组11采集的生产数据进行放大、转换处理。图3为井下测试端电路的原理图，由图3可知，井下测试端电路是以Pic单片机为核心的直读式数据采集电路。Pic单片机对从RA0-RA3(待采集信号,可扩展)输入的传感器信号进行A/D转换。转换后的结果从pic单片机的TX（RB0引脚）输出，TX连接到信号发送到驱动模块（MOS开关），信号被耦合到12v的外接电缆上，并与电磁波井下接收装置连接形成通信。C3、R9、R10、R12、C4以及比较器还可构成信号接收电路，接收可电路把电磁波短距离电缆上的信号取出，从RX（RB1引脚）输入到Pic单片机。 [0026] 与所述的井下测试端线路3相连接的电磁波发射装置17，用于将处理后的生产数据传输地面处理系统12。根据电磁波无线传输理论，电磁波发射装置17在特定发频率下，将生产数据传输到地面处理系统。图4为电磁波发射装置的结构示意图，由图4可知，电磁波发射装置17包括发射接口171、数模转换器172、功率放大器173、编码器174、井下信号发射天线175，其中，所述的发射接口将井下测试仪2采集的信号传送到电磁波发射装置中，经数模转换器、功率放大器处理后，由编码器进行编码，在某一特定频率下（具体实施方式中可为5Hz~35Hz之间）由井下信号发射天线传送到地面处理系统12。 [0027] 图5为地面处理系统的结构示意图，由图5可知，所述的地面处理系统12包括地面信号接收天线121、地面信号数模转换器122、地面功率放大器123、滤波器124、解码器125、转换开关126以及数据处理器127。地面信号接收天线接收到井下信号后，由地面信号放大器、地面信号数模转换器及滤波器对该信号进行放大、数模转换、滤波及解码的操作，其后将信号发送至由数据处理器进行处理，得到所需的井下测试数据。 [0028] 所述的无线测试装置还包括内部设置有所述的传感器组11、井下测试端电路3以及电磁波发射装置17的无磁托筒4； [0029] 连接在所述的无磁托筒（4）上端的抽油泵（5）以及油管管柱（8）。 [0031] 与所述的井下测试端电路3、传感器组11以及电磁波发射装置17相连接的电能转换装置16，用于向所述的井下测试端电路3、传感器组11以及电磁波发射装置17供电。电能转换装置同时具有电刷换向功能和蓄电功能。 [0032] 与抽油机10相连接的磁性抽油杆7，其上设置有抽油杆14。 [0033] 由图1可知，油井井下无缆测试系统除了上述部件之外，还包括设置在套管9上的射孔管段1。 [0034] 图2为本发明实施例提供的一种油井井下无缆测试系统中磁性抽油杆的结构简图，由图2可知，所述的磁性抽油杆7的两端设置有连接螺纹19，所述的连接螺纹19上设置有扶正器18，所述的磁性抽油杆7上设置有永磁体20。如图2所示，在具体的实施方式中，所述的磁性抽油杆7可以为油井用磁防蜡装置，在该装置上设置永磁体20，永磁体20材料为钕铁硼或稀土钴，其表面磁场强度为5000GS以上，在磁性抽油杆7的两端连接螺纹19上安装磁性抽油杆扶正器18，防止杆、管偏磨，该装置在井下同时起到切割磁力线（发电）和油井防蜡及吸附铁屑的作用。 [0035] 如图1所示，将磁性抽油杆7上安装的磁性抽油杆扶正器18下入到一预定位置，即保证与无磁油管15上的多匝铜线圈6有一定的相对行程，磁性抽油杆7上安装抽油杆14，在抽油机10进行上下往复的运动过程中，带动磁性抽油杆7运动，从而引起多匝铜线圈 6内的磁场强度发生变化，图1中11为井口。在电能转换装置16的作用下，将产生的电能传送给传感器组11和电磁波发射装置17。井下测试端电路3将传感器组11采集的信号经过放大、转换处理后，利用电磁波无线传输理论，通过电磁波发射装置17在特定发射频率下，经由无磁托筒4、射孔管段1、地层和天线13后传送到地面处理系统12中，进而实现井下测试结果的无缆传输及直读监测。 [0036] 本发明可以实现井下生产数据的无缆、准确、在线传输，测试系统可以重复利用，有效的降低了生产作业成本，按平均下泵深度为1000m，井下测试电缆28元/m的成本进行计算，每口井可节约直接成本近30000多元，同时减少了作业时间、降低了工人的作业强度。 [0037] 综上所述，本发明的有益成果是：通过在井下测试仪上设置传感器组、井下测试端电路及电磁波发射装置，实现了抽油机井下生产数据的无缆直读测试，解决了现有技术中存在的成本高以及施工难度大的问题。 [0038] 本发明的优点是： [0039] 1.创造性地在抽油泵上的无磁油管上等间距的缠绕线圈组，配套的抽油杆为磁性抽油杆，利用抽油机井上下往复运动的特点和电磁感应原理，设计了一种可以为井下测试仪和电磁波发射装置提供电能的自发电装置，为油井井下无缆测试系统提供了电能输入。 [0040] 2.创造性地在井下测试仪上设置传感器组、井下测试端电路及电磁波发射装置，电磁波将井下测试仪采集的生产数据以载波的形式经过地层发射到地面处理系统，实现了抽油机井下生产数据的无缆直读测试，解决了现有技术中存在的成本高以及施工难度大的问题。 [0041] 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 |
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