遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置的製作方法
2023-04-30 21:16:06
專利名稱：遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及試油井下管柱工作參數測量技術領域，是一種遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置。
背景技術：
為了保證井下管柱在試油過程中安全高效地工作，需實時、準確了解管柱的軸向力、內外壓力及溫度等工作參數。目前獲取試油井下管柱工作參數的方法有理論估算法及現場測試法。理論估算法是通過相關管柱理論計算獲得試油井下管柱工作參數的，因地層的不確定性及管柱在井下受力與變形的複雜性，試油井下管柱力學理論計算的準確性缺乏現場試驗驗證。現場測試法多採用存儲式測量裝置；將帶有存儲功能的測量裝置與管柱一同下井，測試並存儲試油井下管柱的工作參數；待試油結束，該裝置與管柱出井後，方可回放存儲的測量數據。此方法不能實時讀取井下管柱工作參數，無法實時監測井下管柱的工作狀態，具有一定的局限性。
發明內容本實用新型提供了一種遙測式試油 井下管柱工作參數實時監測裝置，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有裝置無法實時監測井下管柱工作參數的問題。本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的:一種遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，包括位於井口下方且能夠連接靠近井口處的上下兩段油管的測試短節、能夠固定在井口上方設備上的數據發送裝置，以及安裝在安全距離以外監控室內的數據接收分析裝置；測試短節的內部有測試節內腔，測試短節上安裝有傳感檢測裝置，傳感檢測裝置的信號輸出端子通過數據線纜與數據發送裝置的輸入端子電連接在一起，數據發送裝置上有無線信號發射天線，數據接收分析裝置上有能夠接收無線信號發射天線發出的數據信號的無線信號接收天線。下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進:上述測試短節可包括本體和外套筒；測試節內腔位於本體的內部，在本體的上部外側固定有上凸臺，在本體的下部外側固定有下凸臺，外套筒的上端固定安裝在上凸臺的下部外側，外套筒的下端套裝在下凸臺的上部外側，外套筒和本體的中部形成環形安裝腔，傳感檢測裝置固定安裝在環形安裝腔內，在本體內有至少一個出線孔，出線孔內部安裝有數據線纜，數據線纜的一端與傳感檢測裝置的信號輸出端子電連接在一起，數據線纜的另一端與數據發送裝置的輸入端子電連接在一起。上述傳感檢測裝置可包括電路板、軸向應變片、溫度傳感器、內壓傳感器和外壓傳感器，在電路板上可有控制採集與信號放大變送模塊、輸入端子、輸出端子和電源端子；軸向應變片和溫度傳感器分別固定安裝在環形安裝腔的下部內壁上，電路板固定安裝在應變片和溫度傳感器的外側，在環形安裝腔的底端面上分別有內壓傳感器安裝槽和外壓傳感器安裝槽，在內壓傳感器安裝槽內固定安裝有內壓傳感器，在外壓傳感器安裝槽內固定安裝有外壓傳感器，在本體的下部體內有連通內壓傳感器安裝槽底部與測試節內腔的內壓傳壓孔，在本體的下部體內有連通外壓傳感器安裝槽底部與本體外部的外壓傳壓孔，軸向應變片、溫度傳感器、內壓傳感器和外壓傳感器的接線端子分別與電路板的輸入端子電連接在一起，電路板的輸出端子及電源端子分別通過數據線纜及電源線纜與數據發送裝置電連接在一起，數據線纜及電源線纜安裝在出線孔內部。上述數據發送裝置可包括數據發射器、電源、電源開關和工作指示燈；無線信號發射天線、電源、電源開關和工作指示燈固定安裝在數據發射器上，在數據發射器內部固定有信號中繼模塊，電源通過電源開關和電源線纜與電路板的電源端子電連接在一起；數據接收分析裝置包括數據接受器和計算機，無線信號接受天線固定安裝在數據接受器上，數據接受器的輸出端子和計算機的輸入端子通過線纜電連接在一起。上述在靠近內壓傳感器上方的環形安裝腔內壁上可固定安裝有緩衝塊。上述在本體的上部可有內螺紋或外螺紋；在本體的下部可有內螺紋或外螺紋。上述外套筒和本體可通過螺紋固定安裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上可有螺紋，內壓傳感器通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上可有螺紋，外壓傳感器通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。上述在外套筒的上端和本體之間可固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間可固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側可有環形密封安裝槽。本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，通過本體、套筒、內壓傳感器、外壓傳感器、軸向應變片、溫度傳感器、電路板、數據信號發射裝置和數據接收分析裝置的配合使用，實現井下管柱工作參數實時監測的目的，具有安全可靠和適用範圍廣的特點，方便了操作，提高了工作效率。
附圖1為本實用新型最佳實施例的主視局部剖視結構示意圖。附圖2為附圖1的A-A向剖視結構示意圖。附圖3為附圖2的B-B向剖視結構示意圖。附圖4為數據發送裝置的主視結構示意圖。附圖5為數據接收分析裝置的主視結構示意圖。附圖中的編碼分別為:1為無線信號發射天線，2為無線信號接收天線，3為本體，4為外套筒，5為上凸臺,6為下凸臺，7為環形安裝腔,8為出線孔,9為電路板,10為軸向應變片，11為溫度傳感器，12為內壓傳感器，13為外壓傳感器，14為內壓傳壓孔，15為外壓傳壓孔，16為數據發射器，17為電源，18為電源開關，19為工作指示燈，20為數據接受器，21為計算機，22為緩衝塊，23為環形密封安裝槽。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。在本實用新型中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、後、上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述:如附圖1、4、5所示，該遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置包括位於井口下方且能夠連接靠近井口處的上下兩段油管的測試短節、能夠固定在井口上方設備上的數據發送裝置，以及安裝在安全距離以外監控室內的數據接收分析裝置；測試短節的內部有測試節內腔，測試短節上安裝有傳感檢測裝置，傳感檢測裝置的信號輸出端子通過數據線纜與數據發送裝置的輸入端子電連接在一起，數據發送裝置上有無線信號發射天線I，數據接收分析裝置上有能夠接收無線信號發射天線I發出的數據信號的無線信號接收天線2。將測試短節直接連接在靠近井口的管柱上，測試短節上的傳感檢測裝置進行實時監控，得到的檢測數據由數據發送裝置通過無線數據信號發送至監控室，由監控室內的數據接收分析裝置收取並進行分析處理。可根據實際需要，對上述遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置作進一步優化或/和改進:如附圖1、2、3所示，測試短節包括本體3和外套筒4 ;測試節內腔位於本體3的內部，在本體3的上部外側固定有上凸臺5，在本體3的下部外側固定有下凸臺6，外套筒4的上端固定安裝在上凸臺5的下部外側，外套筒4的下端套裝在下凸臺6的上部外側，外套筒4和本體3的中部形成環形安裝腔7，傳感檢測裝置固定安裝在環形安裝腔7內，在本體3內有至少一個出線孔8，出線孔8內部安裝有數據線纜，數據線纜的一端與傳感檢測裝置的信號輸出端子電連接在一起，數據線纜的另一端與數據發送裝置的輸入端子電連接在一起。如附圖1、2、3所示，傳感檢測裝置包括電路板9、軸向應變片10、溫度傳感器11、內壓傳感器12和外壓傳感器13,在電路板9上有控制米集與信號放大變送模塊、輸入端子、輸出端子和電源端子；軸向應變片10和 溫度傳感器11分別固定安裝在環形安裝腔7的下部內壁上，電路板9固定安裝在應變片10和溫度傳感器11的外側，在環形安裝腔7的底端面上分別有內壓傳感器安裝槽和外壓傳感器安裝槽，在內壓傳感器安裝槽內固定安裝有內壓傳感器12，在外壓傳感器安裝槽內固定安裝有外壓傳感器13，在本體3的下部體內有連通內壓傳感器安裝槽底部與測試節內腔的內壓傳壓孔14，在本體3的下部體內有連通外壓傳感器安裝槽底部與本體3外部的外壓傳壓孔15，軸向應變片10、溫度傳感器11、內壓傳感器12和外壓傳感器13的接線端子分別與電路板9的輸入端子電連接在一起，電路板9的輸出端子及電源端子分別通過數據線纜及電源線纜與數據發送裝置電連接在一起，數據線纜及電源線纜安裝在出線孔8內部。控制採集與信號放大變送模塊為現有公知公用的信號採集放大裝置。如附圖4、5所示，數據發送裝置包括數據發射器16、電源17、電源開關18和工作指示燈19 ;無線信號發射天線1、電源17、電源開關18和工作指示燈19固定安裝在數據發射器16上，在數據發射器16內部固定有信號中繼模塊，電源17通過電源開關18和電源線纜與電路板9的電源端子電連接在一起；數據接收分析裝置包括數據接受器20和計算機
21,無線信號接受天線2固定安裝在數據接受器20上，數據接受器20的輸出端子和計算機21的輸入端子通過線纜電連接在一起。信號中繼模塊為現有公知公用的信號中繼放大裝置。如附圖1所示，在靠近內壓傳感器12上方的環形安裝腔7內壁上固定安裝有緩衝塊22。如附圖1所示，在本體3的上部有內螺紋或外螺紋；在本體3的下部有內螺紋或外螺紋。這樣，便於本體3與上方油管及下方油管的安裝和拆卸。如附圖1所示，外套筒4和本體3通過螺紋固定安裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，內壓傳感器12通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，外壓傳感器13通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。外套筒4和本體3使用螺紋連接便於外套筒4和本體3之間的安裝和拆卸，內壓傳感器12通過螺紋安裝在內壓傳感器安裝槽內便於內壓傳感器12的安裝和拆卸，外壓傳感器13通過螺紋安裝在外壓傳感器安裝槽內便於外壓傳感器13的安裝和拆卸。如附圖1、3所示，在外套筒4的上端和本體3之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒4的下端和本體3之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體3的下部外側有環形密封安裝槽23。外套筒4和本體3之間的密封圈便於外套筒4和本體3之間保持密封。以上技術特徵構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。本實用新型最佳實施例的使用過程:安裝使用時，數據發送裝置通過磁鐵固定在井口上方設備上，如試油用的控制頭或採油樹上方的油管壁外側，數據接收分析裝置安裝在距井口安全距離以外的監控室內，兩者通過無線傳輸數據信號，數據接受器20將所測數據傳輸至帶有相應數據處理、監測軟體的計算機21中，即可在監控室對計算機21進行操作，對數據進行處理和實時監測， 完成數據顯示、數據存儲、安全預警及圖表列印等工作。
權利要求1.一種遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於包括位於井口下方且能夠連接靠近井口處的上下兩段油管的測試短節、能夠固定在井口上方設備上的數據發送裝置，以及安裝在安全距離以外監控室內的數據接收分析裝置；測試短節的內部有測試節內腔，測試短節上安裝有傳感檢測裝置，傳感檢測裝置的信號輸出端子通過數據線纜與數據發送裝置的輸入端子電連接在一起，數據發送裝置上有無線信號發射天線，數據接收分析裝置上有能夠接收無線信號發射天線發出的數據信號的無線信號接收天線。
2.根據權利要求1所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於傳感檢測裝置包括電路板、軸向應變片、溫度傳感器、內壓傳感器和外壓傳感器，在電路板上有控制採集與信號放大變送模塊、輸入端子、輸出端子和電源端子；軸向應變片和溫度傳感器分別固定安裝在環形安裝腔的下部內壁上，電路板固定安裝在應變片和溫度傳感器的外偵牝在環形安裝腔的底端面上分別有內壓傳感器安裝槽和外壓傳感器安裝槽，在內壓傳感器安裝槽內固定安裝有內壓傳感器，在外壓傳感器安裝槽內固定安裝有外壓傳感器，在本體的下部體內有連通內壓傳感器安裝槽底部與測試節內腔的內壓傳壓孔，在本體的下部體內有連通外壓傳感器安裝槽底部與本體外部的外壓傳壓孔，軸向應變片、溫度傳感器、內壓傳感器和外壓傳感器的接線 端子分別與電路板的輸入端子電連接在一起，電路板的輸出端子及電源端子分別通過數據線纜及電源線纜與數據發送裝置電連接在一起，數據線纜及電源線纜安裝在出線孔內部。
3.根據權利要求2所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於靠近內壓傳感器上方的環形安裝腔內壁上固定安裝有緩衝塊 根據權利要求1或2或3所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於測試短節包括本體和外套筒；測試節內腔位於本體的內部,在本體的上部外側固定有上凸臺，在本體的下部外側固定有下凸臺，外套筒的上端固定安裝在上凸臺的下部外側，夕卜套筒的下端套裝在下凸臺的上部外側，外套筒和本體的中部形成環形安裝腔，傳感檢測裝置固定安裝在環形安裝腔內，在本體內有至少一個出線孔，出線孔內部安裝有數據線纜，數據線纜的一端與傳感檢測裝置的信號輸出端子電連接在一起，數據線纜的另一端與數據發送裝置的輸入端子電連接在一起。
4.根據權利要求1或2或3所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於數據發送裝置包括數據發射器、電源、電源開關和工作指示燈；無線信號發射天線、電源、電源開關和工作指示燈固定安裝在數據發射器上，在數據發射器內部固定有信號中繼模塊，電源通過電源開關和電源線纜與電路板的電源端子電連接在一起；數據接收分析裝置包括數據接受器和計算機，無線信號接受天線固定安裝在數據接受器上，數據接受器的輸出端子和計算機的輸入端子通過線纜電連接在一起。
5.根據權利要求4所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於數據發送裝置包括數據發射器、電源、電源開關和工作指示燈；無線信號發射天線、電源、電源開關和工作指示燈固定安裝在數據發射器上，在數據發射器內部固定有信號中繼模塊，電源通過電源開關和電源線纜與電路板的電源端子電連接在一起；數據接收分析裝置包括數據接受器和計算機，無線信號接受天線固定安裝在數據接受器上，數據接受器的輸出端子和計算機的輸入端子通過線纜電連接在一起。
6.根據權利要求2或3所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於本體的上部有內螺紋或外螺紋；在本體的下部有內螺紋或外螺紋。
7.根據權利要求4所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於本體的上部有內螺紋或外螺紋；在本體的下部有內螺紋或外螺紋。
8.根據權利要求5所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於本體的上部有內螺紋或外螺紋；在本體的下部有內螺紋或外螺紋。
9.根據權利要求2或3所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒和本體通過螺紋固定安裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，內壓傳感器通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，夕卜壓傳感器通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。
10.根據權利要求4所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒和本體通過螺紋固定安裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，內壓傳感器通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，外壓傳感器通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。
11.根據權利要求5所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒和本體通過螺紋固定安裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，內壓傳感器通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，外壓傳感器通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。
12.根據權利要求6所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒和本體通過螺紋固定安裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，內壓傳感器通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，外壓傳感器通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。
13.根據權利要求7所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒和本體通過螺紋固定安 裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，內壓傳感器通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，外壓傳感器通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。
14.根據權利要求8所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒和本體通過螺紋固定安裝在一起；在內壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，內壓傳感器通過螺紋固定安裝在內壓傳感器安裝槽內；在外壓傳感器安裝槽的內壁上有螺紋，外壓傳感器通過螺紋固定安裝在外壓傳感器安裝槽內。
15.根據權利要求2或3所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
16.根據權利要求4所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
17.根據權利要求5所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
18.根據權利要求6所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
19.根據權利要求7所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
20.根據權利要求8所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
21.根據權利要求9所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
22.根據權利要求10所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
23.根據權利要求11所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
24.根據權利要求12所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
25.根據權利要求13所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體 之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
26.根據權利要求14所述的遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置，其特徵在於外套筒的上端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本體之間固定安裝有至少一道密封圈，在本體的下部外側有環形密封安裝槽。
專利摘要本實用新型涉及試油井下管柱工作參數測量技術領域，是一種遙測式試油井下管柱工作參數實時監測裝置；其包括位於井口下方且能夠連接靠近井口處的上下兩段油管的測試短節、能夠固定在井口上方設備上的數據發送裝置，以及安裝在安全距離以外監控室內的數據接收分析裝置；測試短節的內部有測試節內腔，測試短節上安裝有傳感檢測裝置。本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，通過本體、套筒、內壓傳感器、外壓傳感器、軸向應變片、溫度傳感器、電路板、數據信號發射裝置和數據接收分析裝置的配合使用，實現井下管柱工作參數實時監測的目的，具有安全可靠和適用範圍廣的特點，方便了操作，提高了工作效率。
文檔編號E21B47/00GK203097863SQ20122058574
公開日2013年7月31日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者王新河, 凌立蘇, 竇益華, 許江文, 魏少波, 陳超峰, 米紅學, 李國亮, 王木祥 申請人:中國石油集團西部鑽探工程有限公司