一種油氣井分布式光纖測溫裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣開采領(lǐng)域，涉及油氣田開發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種分布式光纖測溫裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式光纖溫度測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于危險(xiǎn)區(qū)域的溫度測量和監(jiān)控、重要區(qū)域的溫度測量和監(jiān)控、壓力容器表面溫度測量和監(jiān)控、大面積大范圍的溫度測量和監(jiān)控以及交通運(yùn)輸領(lǐng)域的溫度測量和監(jiān)控等方面。
[0003]在石油行業(yè)中，分布式光纖測溫技術(shù)可提供實(shí)時(shí)、全井段的溫度檢測數(shù)據(jù)，適用于確定油氣層溫度，確定產(chǎn)液、產(chǎn)氣位置以及檢測管柱泄露等方面工作。同時(shí)，光纖傳感具有電絕緣、耐腐蝕、抗電磁干擾以及本質(zhì)安全等特點(diǎn)，因此更適合在油氣開采過程中使用。
[0004]根據(jù)光纖安裝位置的不同，分布式光纖測溫技術(shù)可以實(shí)測到三種溫度剖面:
I)地層溫度:油氣藏的原始地層溫度，與油氣藏的地溫梯度及熱傳導(dǎo)物性相關(guān)。
[0005]2)流入溫度:油氣藏流體在(流入井筒前)砂面處的溫度，也可稱其為油氣藏砂面溫度。由于壓差使流體在多孔介質(zhì)中流動(dòng)產(chǎn)生粘滯耗散及熱膨脹等熱效應(yīng)，因此，在流體流入的這一點(diǎn)的溫度會(huì)與原始地層溫度不相同。相反，如果地層中沒有流體流動(dòng)，那么此時(shí)分布式光纖測溫及時(shí)測量到的氣藏流入溫度就與氣藏地層溫度非常接近或相等。
[0006]3)井筒溫度:流體從流入點(diǎn)流入井筒，與井筒流體混合后的溫度。
[0007]但是現(xiàn)有的油氣井分布式光纖測溫裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號源不穩(wěn)定，使用壽命短，耐極端環(huán)境的能力差，現(xiàn)有的測溫方法存在操作繁瑣，穩(wěn)定性差，精度不高的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種油氣井分布式光纖測溫裝置及其方法，油氣井分布式光纖測溫裝置結(jié)構(gòu)簡單，信號源穩(wěn)定，使用壽命長，耐極端環(huán)境的能力強(qiáng)，油氣井分布式光纖測溫方法操作簡便，穩(wěn)定性好，精度高。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種油氣井分布式光纖測溫裝置，包括傳感探頭、光纖、光電轉(zhuǎn)換器、中央處理器，所述傳感探頭與光纖連接，所述光纖與光電轉(zhuǎn)換器連接，所述光電轉(zhuǎn)換器與中央處理器連接，所述中央處理器上設(shè)置顯示屏，所述中央處理器通過電源控制器與電源連接，所述電源與顯示屏連接，所述電源控制器與傳感探頭連接。
[0010]所述傳感探頭包括外部的護(hù)套，所述護(hù)套內(nèi)壁設(shè)置有真空管，所述真空管內(nèi)部設(shè)置有安裝架，所述安裝架內(nèi)底部設(shè)置有激光發(fā)生器，所述激光發(fā)生器下部設(shè)置有連接觸點(diǎn)，所述安裝架內(nèi)上部設(shè)置有激光接收器，所述激光接收器下方設(shè)置有凸透鏡，所述連接觸點(diǎn)底部設(shè)置有熱電偶。
[0011]一種油氣井分布式光纖測溫方法，包括以下步驟:
I)傳感探頭上的熱電偶設(shè)置在待測溫區(qū)，通過熱電偶獲得測量信號； 2)將測量信號通過連接觸點(diǎn)傳達(dá)給激光發(fā)生器，激光發(fā)生器將測量信號轉(zhuǎn)化成激光信號，然后通過凸透鏡將激光信號發(fā)送到激光接收器，激光接收器將激光信號通過光纖傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器上；
3)光電轉(zhuǎn)換器將激光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過中央處理器將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，然后通過顯示屏將測量數(shù)據(jù)顯示出來。
[0012]所述熱電偶校正方法是，將熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱端置于相同的溫度處，進(jìn)行一系列不同的溫度點(diǎn)的測定，同時(shí)讀取mV數(shù)，借助于標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的電動(dòng)勢與溫度的關(guān)系而獲得待校熱電偶溫度計(jì)的一系列mV-T關(guān)系，即為工作曲線。
[0013]所述標(biāo)準(zhǔn)熱電偶為鉑-鉑銠熱電偶。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
1.油氣井分布式光纖測溫裝置結(jié)構(gòu)簡單，信號源穩(wěn)定，使用壽命長，耐極端環(huán)境的能力強(qiáng)，油氣井分布式光纖測溫方法操作簡便，穩(wěn)定性好，精度高。
[0015]2.加入了熱電偶，把熱電偶和傳感器的效果結(jié)合，熱電偶對那一點(diǎn)的溫度測量比較準(zhǔn)確，主要對傳感器的測量起到比較校正的作用，從而判斷溫度測量的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明傳感探頭的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明分布式光纖測溫方法的流程圖。
[0017]圖中，1、傳感探頭；2、光纖；3、光電轉(zhuǎn)換器；4、中央處理器；5、電源控制器；6、電源；7、顯示器；11、護(hù)套；12、真空管；13、安裝架；14、激光發(fā)生器；15、連接觸點(diǎn)；16、激光接收器；17、凸透鏡；18、熱電偶。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)例，對本發(fā)明申請所述的一種油氣井分布式光纖測溫裝置及其方法進(jìn)行描述和說明，目的是為了公眾更好的理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，而不是對所述技術(shù)內(nèi)容的限制，在相同或近似的原理下，對所述工藝步驟進(jìn)行的改進(jìn)，包括反應(yīng)條件、所用試劑改進(jìn)和替換，達(dá)到相同的目的，則都在本發(fā)明申請所要求保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。
[0019]如圖1、2所示，一種油氣井分布式光纖測溫裝置，包括傳感探頭1、光纖2、光電轉(zhuǎn)換器3、中央處理器4，所述傳感探頭I與光纖2連接，所述光纖2與光電轉(zhuǎn)換器3連接，所述光電轉(zhuǎn)換器3與中央處理器4連接，所述中央處理器4上設(shè)置顯示屏7，所述中央處理器4通過電源控制器5與電源6連接，所述電源6與顯示屏7連接，所述電源控制器5與傳感探頭I連接。
[0020]所述傳感探頭I包括外部的護(hù)套11，所述護(hù)套11內(nèi)壁設(shè)置有真空管12，所述真空管12內(nèi)部設(shè)置有安裝架13，所述安裝架13內(nèi)底部設(shè)置有激光發(fā)生器14，所述激光發(fā)生器14下部設(shè)置有連接觸點(diǎn)15，所述安裝架13內(nèi)上部設(shè)置有激光接收器16，所述激光接收器16下方設(shè)置有凸透鏡17，所述連接觸點(diǎn)15底部設(shè)置有熱電偶18。
[0021]一種油氣井分布式光纖測溫方法，包括以下步驟:
1)傳感探頭I上的熱電偶18設(shè)置在待測溫區(qū)，通過熱電偶獲得測量信號；
2)將測量信號通過連接觸點(diǎn)15傳達(dá)給激光發(fā)生器14，激光發(fā)生器14將測量信號轉(zhuǎn)化成激光信號，然后通過凸透鏡17將激光信號發(fā)送到激光接收器16，激光接收器16將激光信號通過光纖2傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器3上；
3)光電轉(zhuǎn)換器3將激光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過中央處理器將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，然后通過顯示屏7將測量數(shù)據(jù)顯示出來。
[0022]所述熱電偶18校正方法是，將熱電偶18與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱端置于相同的溫度處，進(jìn)行一系列不同的溫度點(diǎn)的測定，同時(shí)讀取mV數(shù)，借助于標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的電動(dòng)勢與溫度的關(guān)系而獲得待校熱電偶溫度計(jì)的一系列mV-T關(guān)系，即為工作曲線。
[0023]所述標(biāo)準(zhǔn)熱電偶為鉑-鉑銠熱電偶。
[0024]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油氣井分布式光纖測溫裝置，其特征在于，包括傳感探頭(I)、光纖(2)、光電轉(zhuǎn)換器(3)、中央處理器(4)，所述傳感探頭(I)與光纖(2)連接，所述光纖(2)與光電轉(zhuǎn)換器(3)連接，所述光電轉(zhuǎn)換器(3)與中央處理器(4)連接，所述中央處理器(4)上設(shè)置顯示屏(7)，所述中央處理器⑷通過電源控制器(5)與電源(6)連接，所述電源(6)與顯示屏(7)連接，所述電源控制器(5)與傳感探頭(I)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井分布式光纖測溫裝置，其特征在于，所述傳感探頭(I)包括外部的護(hù)套(11)，所述護(hù)套(11)內(nèi)壁設(shè)置有真空管(12)，所述真空管(12)內(nèi)部設(shè)置有安裝架(13)，所述安裝架(13)內(nèi)底部設(shè)置有激光發(fā)生器(14)，所述激光發(fā)生器(14)下部設(shè)置有連接觸點(diǎn)(15)，所述安裝架(13)內(nèi)上部設(shè)置有激光接收器(16)，所述激光接收器(16)下方設(shè)置有凸透鏡(17)，所述連接觸點(diǎn)(15)底部設(shè)置有熱電偶(18)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井分布式光纖測溫方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)傳感探頭(I)上的熱電偶(18)設(shè)置在待測溫區(qū)，通過熱電偶獲得測量信號； 2)將測量信號通過連接觸點(diǎn)(15)傳達(dá)給激光發(fā)生器(14)，激光發(fā)生器(14)將測量信號轉(zhuǎn)化成激光信號，然后通過凸透鏡(17)將激光信號發(fā)送到激光接收器(16)，激光接收器(16)將激光信號通過光纖(2)傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器(3)上； 3)光電轉(zhuǎn)換器(3)將激光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過中央處理器將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，然后通過顯示屏(7)將測量數(shù)據(jù)顯示出來。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣井分布式光纖測溫方法，其特征在于，所述熱電偶(18)校正方法是，將熱電偶(18)與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱端置于相同的溫度處，進(jìn)行一系列不同的溫度點(diǎn)的測定，同時(shí)讀取mV數(shù)，借助于標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的電動(dòng)勢與溫度的關(guān)系而獲得待校熱電偶溫度計(jì)的一系列mV-T關(guān)系，即為工作曲線。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種油氣井分布式光纖測溫方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)熱電偶為鉑-鉑銠熱電偶。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油氣井分布式光纖測溫裝置及其方法，屬于油氣開采領(lǐng)域。包括傳感探頭、光纖、光電轉(zhuǎn)換器、中央處理器，傳感探頭與光纖連接，光纖與光電轉(zhuǎn)換器連接，光電轉(zhuǎn)換器與中央處理器連接，中央處理器上設(shè)置顯示屏，中央處理器通過電源控制器與電源連接，電源與顯示屏連接，電源控制器與傳感探頭連接，本發(fā)明還提供了一種油氣井分布式光纖測溫方法。油氣井分布式光纖測溫裝置結(jié)構(gòu)簡單，信號源穩(wěn)定，使用壽命長，耐極端環(huán)境的能力強(qiáng)，油氣井分布式光纖測溫方法操作簡便，穩(wěn)定性好，精度高。
【IPC分類】G01K11/32
【公開號】CN105203227
【申請?zhí)枴緾N201510639880
【發(fā)明人】蔡珺君
【申請人】蔡珺君
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月30日