耐高溫注汽多參數測井儀的製作方法

2023-10-05 01:31:04 1

專利名稱：耐高溫注汽多參數測井儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於石油生產測井領域，涉及一種耐高溫注汽多參數測井儀，尤其涉及一種主要用於注蒸汽井350°c以內高溫環境下所使用的多參數組合測井儀。
背景技術：
對於稠油的開採，需要採用注高溫蒸汽驅油的方法，即將高溫高壓的蒸汽注入地層以後悶井，再進行開採的方法。在對這種注蒸汽井進行多參數測井時，面臨比常規注入井高得多的溫度。常規多參數測井儀不採用保溫筒體進行保溫，電子元器件、導線、傳感器不能工作在注蒸汽井的高溫環境。而且儀器的結構也很難適應高溫測量的需要，其最高使用溫度一般都低於175°C，很難滿足需要，難以完成測試任務。國內多採用TPS-9000高溫測井系統進行注蒸汽井的測量，可同時測量溫度、壓力以及流量三個參數，下井電纜用耐高溫鋼管電纜代替常規電纜，井下儀器不含電路，原始測量信號傳輸至地面進行處理，測量偏差較 大且成本較高。

發明內容
為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供了一種耐高溫以及可獲取多組測井參數的耐高溫注汽多參數測井儀。本發明的技術解決方案是本發明提供了一種耐高溫注汽多參數測井儀，包括測井骨架，自上而下設置在測井骨架上的流量測量短節、溫度測量短節以及壓力測量短節，其特殊之處在於所述耐高溫注汽多參數測井儀還包括設置在測井骨架外部的保溫筒體，所述壓力測量短節設置在保溫筒體內部。上述保溫筒體是單端開口的保溫筒體。上述保溫筒體是單端開口的雙層真空結構的保溫筒體。上述保溫筒體的開口處設置有隔熱體。上述保溫筒體的底部設置有吸熱體。上述耐高溫注汽多參數測井儀還包括設置在保溫筒體內部並與壓力測量短節共同處於保溫筒體的軸向方向上的磁定位測量短節以及伽馬測量短節。上述耐高溫注汽多參數測井儀還包括設置在保溫筒體內部的數據存儲單元以及用於對各測量短節進行供電的電源。上述數據存儲單元採用高密度FLASH晶片；所述電源採用高效率高溫電源晶片。上述壓力測量短節包括壓力傳感器以及壓力毛細管；所述壓力毛細管的一端伸入保溫筒體內部並與壓力傳感器相貫通；所述溫度測量短節包括溫度傳感器；所述溫度傳感器是採用鉬電阻形成的溫度傳感器。上述流量測量短節包括集流傘、渦輪以及第一磁鋼；所述集流傘上設置有通孔；所述渦輪設置在流量測量短節的軸向位置上；所述第一磁鋼設置在渦輪旋轉時的運動軌跡上；所述第一磁鋼採用耐受高溫的磁性材料；所述磁性材料是釤鈷；所述集流傘耐高溫金屬質集流傘。本發明的優點是本發明提供了一種耐高溫注汽多參數測井儀，該測井儀在主體部分(測量骨架)安裝了保溫筒體；由外部的半集流渦輪與幹簧管測量流量數據；壓力傳感器使用毛細管導入壓力，避免了外部高溫對壓力測量精度的不利影響，大大提高了壓力測試的精度；鉬電阻測量環境溫度，採用耐高溫的封裝形式與焊線工藝，從而保證在350°C高溫環境內正常工作，現實在350°C注蒸汽井的多參數採集。保溫筒體外徑Φ35πιπι，一起整體最大外徑不超過Φ35_，更容易下井，不宜遇卡。採用耐高溫金屬集流傘，降低了流量測量的啟動排量。本發明所提供的耐高溫注汽多參數測井儀具有耐350°C高溫、存儲式、半集流、可以完成350°C注蒸汽井的測井任務。


圖1是本發明所提供的耐高溫注汽多參數測井儀的上部結構示意圖； 圖2是本發明所提供的耐高溫注汽多參數測井儀的下部結構示意圖；其中1-扶正器；2_集流傘；3_渦輪；4_第一磁鋼；5_幹簧管；6_溫度傳感器；7_壓力毛細管；8_隔熱體；9_保溫筒體；10_壓力傳感器；11_第二磁鋼；12_磁定位線圈；13_數據接口 ；14_電池開關；15_電路骨架；16_高壓模塊；17-光電倍增管；18_晶體；19_電池；20-吸熱體。
具體實施例方式參見圖1和圖2，本發明的350°C存儲式注汽多參數測井儀，由流量採集單元、壓力採集單元、溫度採集單元、伽馬採集單元、磁定位採集單元組成，在使用時，地面儀通過數據接口 13設置參數，打開電池開關14，儀器主體與保溫筒體9通過螺紋連接後，即可以進行正常的測試。與傳統儀器不同的是，儀器的保溫筒體9採用的特殊製作的保溫結構，由雙層真空筒體製備而成，很大程度上阻止了外部熱量向內部的傳遞。同時，在儀器的內部安裝了特殊的吸熱材料，也就是設置於電池19下端的吸熱體20，其可以有效地吸收外部傳來的熱量，同時，在保溫筒體9的開口部位還設置了隔熱體8，隔熱體8可以進一步阻止熱量的傳遞。本發明所涉及的流量採集單元包集流傘2、渦輪3、第一磁鋼4以及幹簧管5 ;第一磁鋼4設置於渦輪3的軸承上；第一磁鋼4的材質是耐受高溫的磁性材料；耐受高溫的磁性材料是釤鈷；第一磁鋼4單端距離幹簧管5表面的距離固定；集流傘2設置於扶正器I以內流體入口窗口以下，集流傘2是一種耐高金屬質集流傘。隔熱體8、壓力傳感器10、高壓模塊16、光電倍增管17、晶體18、第二磁鋼11、磁定位線圈12、數據接口 13、電池開關14、電池19、吸熱體20安裝在保溫筒體9內；第二磁鋼11和幹簧管5組成流量傳感器；保溫筒體9單端開口，金屬硬錐面密封；溫度傳感器6為鉬電阻，焊接密封成一體；壓力毛細管7將壓力導入保溫筒體9內由壓力傳感器10採集壓力，電子元器件均選用高溫低功耗器件。保溫筒體9內部布局從下到上隔離體8、壓力傳感器10、磁定位線圈12、數據接口 13、電池開關14、電路板、晶體18、光電倍增管17、高壓模塊16、電池19、吸熱體20。流量測量採用半集流渦輪結構，第一磁鋼4和幹簧管5組成流量傳感器。第一磁鋼4安裝在渦輪的軸承上，第一磁鋼4單端距離幹簧管表5面的距離固定。保溫筒體9單端開口，金屬硬錐面密封,採用不導磁材料,最大外徑Φ 35mm,最大內徑Φ22ι πι。溫度傳感器6為鉬電阻，鉬電阻和引線採用了無焊錫焊接工藝。保證在350°C下可以正常工作。電子元器件均選用高溫低功耗器件，保證在高溫環境下的續航能力以及可靠的工作。溫度探頭6在外部與井液接觸測量環境溫度，溫度傳感器採用鉬電阻，採用耐高溫的封裝形式與焊線工藝，保證在350°C高溫環境下精確測量溫度。壓力傳感器10、第二磁鋼11、磁定位線圈12、高壓模塊16、光電倍增管17、晶體18等均放置在保溫筒體內部，這樣的設計可以有效避免外部高溫對壓力傳感器10測量精度的影響。同時，儀器內部還設置了壓力傳感器10的溫度測量，用來給壓力傳感器10進行溫度補償，有效避免了常規採用井溫傳感器進行補償時所產生的誤差。本發明採用的壓力傳感器10的專用溫度測量方法，即與壓力傳感器10相連通的壓力毛細管7，該方式有效避免了外部溫度突變引起的補償錯誤， 提高了測量資料的準確性。儀器內部具有吸熱體20，可以保證在高溫環境下工作時，內部溫度能夠穩定在測量電路的最高允許溫度以下。電路板在滿足參數測量性能的同時，採用了低工作電壓、低功耗AD轉換晶片採集信號、控制電源輸出等措施降低電路板功耗，為存儲測井時的大量數據，採用了高密度FLASH。電池19是大容量高溫鋰電池，採用高效率高溫電源晶片，有效的提高了儀器的續航能力。磁定位傳感器由第二磁鋼11和磁定位線圈12組成，裝入保溫筒內，磁定位信號進過低通濾波和放大處理後送單片機進行AD採樣記錄。伽馬處理電路採用低電壓供電，高壓模塊選用高效率模塊，以降低電路功耗，光倍增管輸出信號經過射隨、電壓比較和脈衝整形等處理後送單片機進行計數採集。流量信號經過去毛刺和脈衝整形後單片機進行計數。溫度與壓力傳感器的信號送入高精度AD進行採樣後，送入單片機計數。高密度FLASH晶片採用SPI接口與單片機通訊。本發明在作業時，首先拆下保溫筒體9，地面儀連接到數據接口 13進行參數設置後，打開電池開關14，最後裝上保溫筒體9準備下井。扶正器I起到扶正作用的同時，保護了集流傘2。集流傘2下井後自動打開開始測井，測量數據存入高密度flash晶片。本儀器採用保溫筒體、隔熱體以及吸熱體的保溫結構，在350°C的注蒸汽井內可以可靠的工作。
權利要求
1.一種耐高溫注汽多參數測井儀，包括測井骨架，自上而下設置在測井骨架上的流量測量短節、溫度測量短節以及壓力測量短節，其特徵在於所述耐高溫注汽多參數測井儀還包括設置在測井骨架外部的保溫筒體，所述壓力測量短節設置在保溫筒體內部。
2.根據權利要求1所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述保溫筒體是單端開口的保溫筒體。
3.根據權利要求2所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述保溫筒體是單端開口的雙層真空結構的保溫筒體。
4.根據權利要求3所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述保溫筒體的開口處設置有隔熱體。
5.根據權利要求3所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述保溫筒體的底部設置有吸熱體。
6.根據權利要求1-5任一權利要求所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述耐高溫注汽多參數測井儀還包括設置在保溫筒體內部並與壓力測量短節共同處於保溫筒體的軸向方向上的磁定位測量短節以及伽馬測量短節。
7.根據權利要求6所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述耐高溫注汽多參數測井儀還包括設置在保溫筒體內部的數據存儲單元以及用於對各測量短節進行供電的電源。
8.根據權利要求7所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述數據存儲單元採用高密度FLASH晶片；所述電源採用高效率高溫電源晶片。
9.根據權利要求8所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述壓力測量短節包括壓力傳感器以及壓力毛細管；所述壓力毛細管的一端伸入保溫筒體內部並與壓力傳感器相貫通；所述溫度測量短節包括溫度傳感器；所述溫度傳感器是採用鉬電阻形成的溫度傳感器。
10.根據權利要求9所述的耐高溫注汽多參數測井儀，其特徵在於所述流量測量短節包括集流傘、渦輪以及第一磁鋼；所述集流傘上設置有通孔；所述渦輪設置在流量測量短節的軸向位置上；所述第一磁鋼設置在渦輪旋轉時的運動軌跡上；所述第一磁鋼採用耐受高溫的磁性材料；所述磁性材料是釤鈷；所述集流傘耐高溫金屬質集流傘。
全文摘要
本發明涉及一種耐高溫注汽多參數測井儀，包括測井骨架，自上而下設置在測井骨架上的流量測量短節、溫度測量短節以及壓力測量短節，該耐高溫注汽多參數測井儀還包括設置在測井骨架外部的保溫筒體，壓力測量短節設置在保溫筒體內部。本發明提供了一種耐高溫以及可獲取多組測井參數的耐高溫注汽多參數測井儀。
文檔編號E21B47/07GK102996117SQ20121055947
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者程誠, 殷兵雲, 黃世幸, 孫大偉, 羅培華, 李永振 申請人:西安思坦儀器股份有限公司