專利名稱：一種用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油井出砂點(diǎn)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種井下檢測(cè)油井出砂的裝置。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)井中，由于套管、防砂管本身質(zhì)量問(wèn)題，井下流體的腐蝕，鉆井、完井、采油及增產(chǎn)措施等原因都可能引起套管、防砂管的損壞。其損壞的結(jié)果是造成地層與井筒的竄通導(dǎo)致油井出砂。嚴(yán)重的油井出砂會(huì)造成油氣層砂埋、油管砂堵、地面管匯積砂等后果，直接影響油氣井的正常生產(chǎn)。需要找到一種手段檢測(cè)油氣井出砂并確定井下出砂點(diǎn)位置的方法，實(shí)現(xiàn)以便捷方式找出故障位置，為制定合理的修井方法、節(jié)約修井成本奠定基礎(chǔ)。因此， 研發(fā)一種能夠有效檢測(cè)油井出砂點(diǎn)位置的設(shè)備，對(duì)于油井修復(fù)，恢復(fù)油井正常生產(chǎn)非常重要。資料調(diào)研表明，目前國(guó)內(nèi)外出砂檢測(cè)方法主要分為地面檢測(cè)方法和井下檢測(cè)方法兩類。其中地面檢測(cè)方法主要有振動(dòng)檢測(cè)法，即在生產(chǎn)管路中安裝振動(dòng)探測(cè)裝置，當(dāng)含砂油氣井開(kāi)采時(shí)砂粒撞擊振動(dòng)傳感器探頭產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理判斷油氣井出砂狀況；基于ER(Electrical Resistant)技術(shù)的電阻檢測(cè)法，當(dāng)探頭受用通道中砂粒沖蝕后阻抗增加，敏感元件的阻值變化轉(zhuǎn)化為出砂密度，用以檢測(cè)出砂量；超聲波檢測(cè)法，即將超聲波探頭貼在管壁上，通過(guò)接受超聲波信號(hào)檢測(cè)出砂信息。井下檢測(cè)方法主要有井下電視法，即通過(guò)井下儀器的攝像頭對(duì)套管內(nèi)壁和井筒進(jìn)行攝像，通過(guò)單芯同軸電纜或多芯電纜將其送至地面接收器，進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；超聲波探測(cè)儀，即將裝有超聲波傳感器的探測(cè)儀下入井下，當(dāng)砂子撞擊探測(cè)儀的時(shí)候，超聲波傳感器接收聲波信號(hào)，通過(guò)電纜傳輸?shù)降孛妫袛喑錾靶畔ⅰＦ渲校孛鏅z測(cè)法主要用于檢測(cè)出砂量、出砂速度等信息。井下檢測(cè)法除了出砂量、出砂速度外，還能檢測(cè)出砂點(diǎn)位置，為后續(xù)管串維修提供依據(jù)。因此，出砂點(diǎn)位置檢測(cè)是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的空白，提供一種用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置，具體技術(shù)方案為一種用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置，包括探測(cè)儀、井口裝置、絞車、光纖光柵解調(diào)儀、計(jì)算機(jī)，用傳輸線相連。所述探測(cè)儀通過(guò)電纜絞車放入井筒內(nèi)，其底部設(shè)有測(cè)量短節(jié)，測(cè)量短節(jié)下方安裝有金屬網(wǎng)導(dǎo)向頭，金屬網(wǎng)內(nèi)安裝有電機(jī)和旋轉(zhuǎn)葉片。測(cè)量短節(jié)內(nèi)有兩排傳感器，分別為光纖光柵加速度傳感器和超聲波傳感器，每排傳感器按周向每隔90°安裝一個(gè)。所述測(cè)量短節(jié)上面有兩段負(fù)載塊，所述負(fù)載塊上面有光纜連接頭，所述測(cè)量短節(jié)和負(fù)載塊之間設(shè)有扶正器，所述負(fù)載塊和負(fù)載塊之間設(shè)有扶正器，探測(cè)儀各部分通過(guò)螺紋連接。本發(fā)明的特點(diǎn)在于所述葉片在電機(jī)帶動(dòng)下以一定的速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)葉片會(huì)與井筒內(nèi)流體中砂粒撞擊，受砂粒撞擊的旋轉(zhuǎn)葉片會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和聲音信號(hào)。利用所述的光纖光柵加速度和超聲傳感器感受葉片與砂粒碰撞產(chǎn)生的振動(dòng)和聲音信號(hào)，并通過(guò)光纖將信號(hào)傳輸?shù)降孛妫?jīng)地面計(jì)算機(jī)和專用軟件分析后，得到出砂點(diǎn)的位置及出砂量的大小。所述光纖光柵加速度和超聲傳感器耐溫大于等于125°C，耐壓大于等于lOOMPa，光纖光柵加速度傳感器的測(cè)量范圍可取2 10kHz，光纖光柵超聲傳感器的測(cè)量范圍可取5 20kHz，較之常規(guī)的電傳感器具有較強(qiáng)的溫度壓力適應(yīng)能力。進(jìn)一步優(yōu)選，所述測(cè)量短節(jié)端部安裝有金屬網(wǎng)、電機(jī)、旋轉(zhuǎn)葉片。進(jìn)一步優(yōu)選，所述測(cè)量短節(jié)內(nèi)安裝有光纖光柵加速度傳感器、超聲波傳感器、密封墊圈、環(huán)形密封圈、下接頭、傳感器安裝座、緊固螺帽和上接頭。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明可以將安裝有光纖光柵加速度和超聲傳感器的測(cè)量?jī)x通過(guò)測(cè)量電光纜下入井下，油流內(nèi)的砂粒撞擊探測(cè)儀產(chǎn)生振動(dòng)(聲音)，引起光纖光柵加速度和超聲傳感器感受的信號(hào)發(fā)生變化，光學(xué)信號(hào)經(jīng)光纜傳到地面，通過(guò)分析軟件顯示出信號(hào)變化。本發(fā)明除了檢測(cè)出砂量的變化信息外，還可以探測(cè)出砂點(diǎn)的位置，為管串維修提供依據(jù)。該裝置簡(jiǎn)單、 成本較低、操作方便，為油井出砂點(diǎn)的檢測(cè)提供了一種新的思路。


圖1為本發(fā)明用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述探測(cè)儀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述測(cè)量短節(jié)端部葉片及電機(jī)安裝示意圖；圖4為本發(fā)明所述測(cè)量短節(jié)傳感器安裝示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。參照?qǐng)D1、圖2，一種用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置，包括井下探測(cè)儀2、絞車6、光纖光柵解調(diào)儀8、計(jì)算機(jī)10，用傳輸電光纜3、5、7、9相連，所述探測(cè)儀2位于井筒1內(nèi)，其底部連接測(cè)量短節(jié)12，測(cè)量短節(jié)12下方安裝有金屬網(wǎng)導(dǎo)向頭11，所述測(cè)量短節(jié)12內(nèi)每隔90°安裝光纖光柵加速度及超聲傳感器。測(cè)量短節(jié)12上面安裝有負(fù)載塊16、20，所述負(fù)載塊20上面有光纜頭21，所述測(cè)量短節(jié)12和負(fù)載塊16之間設(shè)有扶正器14，所述負(fù)載塊16和負(fù)載塊20之間設(shè)有扶正器18，探測(cè)儀2各組成部分通過(guò)接頭13、15、17、19實(shí)現(xiàn)螺紋連接。所述光纖光柵加速度傳感器M和超聲傳感器沈用于感受葉片與砂粒碰撞產(chǎn)生的振動(dòng)和聲音信號(hào)。所述光纖光柵加速度傳感器和超聲傳感器要耐高溫，大于等于125°C，耐高壓，大于等于lOOMPa，光纖光柵加速度傳感器的測(cè)量范圍可取2 10kHz，光纖光柵超聲傳感器的測(cè)量范圍可取5 20kHz。所述探測(cè)儀可采用直徑相同外筒，但根據(jù)不同的測(cè)量井筒選裝有不同的扶正器。 探測(cè)儀主要適用于海上及陸上以電潛泵采油、氣舉采油的井和自噴井。可以在生產(chǎn)井中通過(guò)井口裝置4和油層套管內(nèi)下入井內(nèi)，用于油層出砂量檢測(cè)和出砂點(diǎn)檢測(cè)。參照?qǐng)D3所述的測(cè)量短節(jié)12端部包括金屬網(wǎng)22、旋轉(zhuǎn)葉片23、光纖光柵加速度傳感器24、電機(jī)25。
參照?qǐng)D4，所述的測(cè)量短節(jié)12包括金屬網(wǎng)22、旋轉(zhuǎn)葉片23、光纖光柵加速度傳感器 24、電機(jī)25、密封沈、超聲波傳感器27、環(huán)形密封圈觀、下接頭四、傳感器安裝座30、緊固螺帽31、上接頭32。所述短節(jié)之間、短節(jié)與負(fù)載塊之間、短節(jié)與傳感器安裝座之間使用螺紋密封連接。本發(fā)明的信號(hào)傳輸線使用光纜和電纜絞線，光纜用于傳輸振動(dòng)傳感器M和超聲傳感器27的信號(hào)，電纜用于為井下電機(jī)25供電。本發(fā)明的檢測(cè)過(guò)程是這樣完成的，使用絞車6通過(guò)光纜和電纜絞線將探測(cè)儀2通過(guò)井口裝置4下入井下，測(cè)量短節(jié)12內(nèi)中安裝有旋轉(zhuǎn)葉輪在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片會(huì)與流體中的砂粒產(chǎn)生撞擊，受到砂粒撞擊的旋轉(zhuǎn)葉片起到了對(duì)振動(dòng)和聲音信號(hào)放大的作用，利用的光纖光柵加速度傳感器和超聲傳感器感受砂粒撞擊產(chǎn)生的振動(dòng)和聲音，信號(hào)經(jīng)光纜傳到地面光纖光柵解調(diào)儀8進(jìn)行相應(yīng)的識(shí)別。在套管損壞處或篩管損壞附近，地層出砂會(huì)通過(guò)破損進(jìn)入井筒，相對(duì)于井筒的其他位置，砂子撞擊探測(cè)儀產(chǎn)生振動(dòng)和聲音幅值會(huì)出現(xiàn)峰值，檢測(cè)的信號(hào)經(jīng)由光纜傳到地面光纖光柵解調(diào)儀8，通過(guò)放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換傳遞給計(jì)算機(jī)10，利用分析軟件進(jìn)行功率譜密度分析，結(jié)合光纜和電纜絞線的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的井深信號(hào)，就可以識(shí)別出砂出砂量、出砂點(diǎn)深度的信息。本發(fā)明的實(shí)施例不限于此，任何形式的簡(jiǎn)單變換或者等效替換，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置，其特征在于，包括探測(cè)儀O)、絞車(6)、光纖光柵解調(diào)儀(8)、計(jì)算機(jī)(10)，用傳輸線(3、5、7、9)相連，所述探測(cè)儀(2)位于井筒(1)內(nèi)，其底部設(shè)有測(cè)量短節(jié)(12)，測(cè)量短節(jié)(1 下方安裝有金屬網(wǎng)導(dǎo)向頭(11)，所述測(cè)量短節(jié)(12) 內(nèi)每隔90°安裝光纖光柵加速度及超聲傳感器。測(cè)量短節(jié)(1 上面安裝有負(fù)載塊(16) (20)，所述負(fù)載塊(20)上面有光纜頭(21)，所述測(cè)量短節(jié)(12)和負(fù)載塊(16)之間設(shè)有扶正器(14)，所述負(fù)載塊(16)和負(fù)載塊00)之間設(shè)有扶正器(18)，探測(cè)儀( 各組成部分通過(guò)連接頭(13) (15) (17) (19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置，其特征在于，所述的測(cè)量短節(jié)(1 端部安裝有金屬網(wǎng)(22)、旋轉(zhuǎn)葉片(23)、光纖光柵加速度傳感器(M)、電機(jī)05)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置，其特征還在于，所述的測(cè)量短節(jié)(1 安裝有超聲波傳感器07)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于井下檢測(cè)油井出砂的裝置，包括井下和地面兩部分，包括探測(cè)儀、傳輸線路、光纖光柵解調(diào)儀、計(jì)算機(jī)等。測(cè)量短節(jié)安裝有光纖光柵加速度和超聲傳感器。使用絞車通過(guò)絞線將探測(cè)儀下入井下，在套管損壞處或篩管損壞附近，流體內(nèi)含有的砂子會(huì)撞擊探測(cè)儀內(nèi)安裝的旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生振動(dòng)和聲音，光纖光柵加速度和超聲傳感器會(huì)檢測(cè)到信號(hào)并經(jīng)由光纜傳到地面光纖光柵解調(diào)儀，通過(guò)放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換傳遞給計(jì)算機(jī)，利用分析軟件進(jìn)行功率譜密度分析，識(shí)別出砂出砂量和出砂點(diǎn)深度等信息。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、操作方便、適應(yīng)的溫度壓力范圍廣，為油井出砂點(diǎn)的檢測(cè)提供了一種新的方法。適用于油井出砂點(diǎn)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)E21B47/14GK102562043SQ20121000334
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者劉剛, 劉勍, 劉鵬濤, 周建良 申請(qǐng)人:劉剛