感器11和/或光纖壓力傳感器12表面設(shè)有金屬鍍層，該金屬鍍層是金、銀、銅、鋁的其中一種或多種。對(duì)光纖溫度傳感器11和/或光纖壓力傳感器12鍍金屬處理，提高感溫能力及反應(yīng)速度，減少利用溫差推導(dǎo)熱量時(shí)產(chǎn)生的誤差。
[0055]如圖2和圖3所示，上述井下光纜3就通過多個(gè)光纜保護(hù)器5固定在該井下管柱4上，多個(gè)該光纜保護(hù)器5沿該井下光纜3的延伸方向分布。其中，井下管柱4包括油管、連續(xù)油管、抽油桿、套管6等。該光纜保護(hù)器5的數(shù)量和設(shè)置位置是不定的，例如，圖2中就使用了兩個(gè)光纜保護(hù)器5將井下光纜3固定在井下管柱4上，而圖3中就使用了四個(gè)光纜保護(hù)器5將井下光纜3固定在井下管柱4上。當(dāng)然，只要能夠達(dá)到精確的固定效果，任意數(shù)量的光纜保護(hù)器5及其布置方式均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0056]上述井下光纜3單獨(dú)下井時(shí)，需采用專用配重機(jī)構(gòu)。該專用配重機(jī)構(gòu)能夠保證井下光纜3不卡頓，不繞圈，不磨損，并不影響其光學(xué)傳感及信號(hào)傳輸性能。且結(jié)合該專用配重機(jī)構(gòu)，還必須有專用的下井工藝，從而保證該井下光纜3及其中的光纖傳感器在下井過程中的安全及性能。
[0057]再參閱圖2和圖3，該井下光纜3穿越井口 7的裝置與地面光纜9連接時(shí)，在穿越過程中設(shè)置有專用密封裝置對(duì)井口 7進(jìn)行密封，以滿足該井下光纜3長(zhǎng)期耐壓不低于150MPa，長(zhǎng)期耐溫最高300°C的要求。此外，為了安全起見，在穿越過程中井口 7處還設(shè)置有光纜防噴裝置。且一般情況下，井口 7處還設(shè)置有流量等儀表8。
[0058]再參閱圖1，該井上處理設(shè)備2包括光電轉(zhuǎn)換器21、A/D轉(zhuǎn)換器23和DSP數(shù)字處理器23。該光電轉(zhuǎn)換器21與該井下采集設(shè)備1相連，其主要用于接收該井下采集設(shè)備1的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。該A/D轉(zhuǎn)換器23與該光電轉(zhuǎn)換器21相連，其主要用于將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出。該DSP數(shù)字處理器23與該A/D轉(zhuǎn)換器23相連，其主要用于接收該數(shù)字信號(hào)并處理。
[0059]進(jìn)一步地，該井上處理設(shè)備2還包括與該DSP數(shù)字處理器23相連的FPGA芯片24。該FPGA芯片24的主要作用在于對(duì)經(jīng)過DSP數(shù)字處理器23數(shù)字處理器23初步運(yùn)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算。
[0060]該井上處理設(shè)備2的工程流程如下:
[0061]井下光纜3采集到井下溫度、壓力等信息通過地面光纜9傳輸?shù)骄咸幚碓O(shè)備2中，該井上處理設(shè)備2通過光電轉(zhuǎn)換器21，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，隨后通過A/D轉(zhuǎn)換器23進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入DSP數(shù)字處理器23中進(jìn)行運(yùn)算，DSP數(shù)字處理器23初步運(yùn)算后的數(shù)據(jù)傳入FPGA芯片24中進(jìn)行最終計(jì)算，得出井下分布式多相流量、溫度、壓力等信息。
[0062]且一般情況下，上述井上處理設(shè)備2為光學(xué)解調(diào)儀，光學(xué)解調(diào)儀可以是多臺(tái)也可以是集成式。主要是能對(duì)井下光纜3傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)出井下分布式的溫度、壓力、聲波等信息，到井下光纜3可到達(dá)的井端為止。
[0063]在一些實(shí)施例中，參閱圖1，該井上處理設(shè)備2還包括時(shí)鐘模塊25。該時(shí)鐘模塊25與該井下采集設(shè)備1相連，且該時(shí)鐘模塊25的控制端與該DSP數(shù)字處理器23相連，以由該DSP數(shù)字處理器23控制該時(shí)鐘模塊25記錄或讀取采集時(shí)間。
[0064]在一些實(shí)施例中，參閱圖1，該井上處理設(shè)備2還可包括整形器26和計(jì)數(shù)器27。其中，整形器26與該光電轉(zhuǎn)換器21相連，該整形器26主要用于將該電壓信號(hào)整形為脈沖信號(hào)。計(jì)數(shù)器27的輸入端與該整形器26相連，計(jì)數(shù)器27的輸出端與該DSP數(shù)字處理器23相連，該計(jì)數(shù)器27主要用于對(duì)該脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)并傳輸至該DSP數(shù)字處理器23。
[0065]在一些實(shí)施例中，該井上處理設(shè)備2還可包括顯示模塊，該顯示模塊的主要作用在于對(duì)井下分布式多相流量、井下壓力、溫度等信息進(jìn)行顯示，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。
[0066]綜上，本實(shí)用新型中的分布式光纖井下流量計(jì)具有以下有益效果:
[0067]該分布式光纖井下流量計(jì)無需對(duì)井下流體進(jìn)行分離即可實(shí)現(xiàn)井下流量、溫度、壓力等多參數(shù)測(cè)量。
[0068]該分布式光纖井下流量計(jì)可以在無需移動(dòng)井下光纜3及其中的光纖傳感器的情況下，實(shí)現(xiàn)全井測(cè)量。
[0069]該分布式光纖井下流量計(jì)本身耐高溫高壓150MPa，300°C。該分布式光纖井下流量計(jì)的集成度高，對(duì)井下干預(yù)少，一般以1/4英寸長(zhǎng)度的井下光纜3下井，一次下井，永久監(jiān)測(cè)。
[0070]該分布式光纖井下流量計(jì)的一根井下光纜3上可以集成多種光學(xué)傳感器。
[0071]該分布式光纖井下流量計(jì)適合直井、大斜度井，水平井，可以測(cè)量多相，二相，單相等。
[0072]該分布式光纖井下流量計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，適合油氣井下井現(xiàn)場(chǎng)操作。即該分布式光纖井下流量計(jì)可以減少相應(yīng)的工作時(shí)間，提高工作效率，降低下井時(shí)間、人力、物力。
[0073]圖4還示出了本實(shí)用新型中的一種井下監(jiān)測(cè)方法，該井下監(jiān)測(cè)方法主要用于上述的分布式光纖井下流量計(jì)。
[0074]圖4是本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的井下監(jiān)測(cè)方法的流程圖。如圖4所示，該井下監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟:
[0075]S1、利用井下采集設(shè)備1中的光纖溫度傳感器11和光纖壓力傳感器12對(duì)井下溫度數(shù)據(jù)和井下壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的井下溫度數(shù)據(jù)和井下壓力數(shù)據(jù)通過地面光纜9傳輸?shù)骄咸幚碓O(shè)備2中；
[0076]S2、井上處理設(shè)備2根據(jù)獲取到的井下溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算得出井下流量信息；
[0077]具體的，井下溫度數(shù)據(jù)為直接測(cè)量可得，測(cè)得的溫度信息經(jīng)過計(jì)算得到井下流量。其原理如下:
[0078]井下光纜3布置后，被井下流體全部浸泡在井下流體中，流體的流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致井下溫度發(fā)生變化。光纖溫度傳感器11采集到井下流體的溫度信息并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算后得到其變化值，此值與流體的流速(流量)成正比關(guān)系(如圖5).將各個(gè)光纖溫度傳感器11采集到的信息進(jìn)行空間上的排列，即可得到井下分布式流量信息。
[0079]S3、井上處理設(shè)備2根據(jù)獲取到的井下壓力數(shù)據(jù)，對(duì)井下流量信息進(jìn)行修正，得到井下實(shí)際流量信息。
[0080]可以理解的，以上實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，可以對(duì)上述技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行自由組合，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；因此，凡跟本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分布式光纖井下采集設(shè)備，其特征在于，包括井下管柱(4)、井下光纜(3)、光纖溫度傳感器(11); 所述井下光纜(3)的全部沿所述井下管柱(4)繞制成螺旋狀，或者所述井下光纜(3)的一部分沿所述井下管柱(4)繞制成螺旋狀、另一部分直線設(shè)置在所述井下管柱(4) 一側(cè)的管壁上； 所述光纖溫度傳感器(11)集成到所述井下光纜(3)，分布式沿所述井下光纜(3)的延伸方向設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光纖井下采集設(shè)備，其特征在于，所述井下光纜(3)的外部鎧裝材料包括金、銀、銅、鋁的其中一種或多種；所述光纖溫度傳感器(11)表面設(shè)有金屬鍍層，所述金屬鍍層是金、銀、銅、鋁的其中一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光纖井下采集設(shè)備，其特征在于，所述井下光纜(3)通過一個(gè)或多個(gè)光纜保護(hù)器(5)固定在所述井下管柱(4)上，多個(gè)所述光纜保護(hù)器(5)沿所述井下光纜(3)的延伸方向分布。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光纖井下采集設(shè)備，其特征在于，所述分布式光纖井下采集設(shè)備還包括光纖壓力傳感器(12); 所述光纖壓力傳感器(12)集成到所述井下光纜(3)，分布式沿所述井下光纜(3)的延伸方向設(shè)置，所述光纖壓力傳感器(12)表面設(shè)有金屬鍍層，所述金屬鍍層是金、銀、銅、鋁的其中一種或多種。5.一種分布式光纖井下流量計(jì)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的井下采集設(shè)備(1)和井上處理設(shè)備(2); 所述井下采集設(shè)備(1)通過地面光纜(9)與所述井上處理設(shè)備(2)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布式光纖井下流量計(jì)，其特征在于，所述井上處理設(shè)備(2)包括 光電轉(zhuǎn)換器(21)，與所述井下采集設(shè)備(1)相連，用于接收所述井下采集設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； A/D轉(zhuǎn)換器(22)，與所述光電轉(zhuǎn)換器(21)相連，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出； 運(yùn)算處理器，與所述A/D轉(zhuǎn)換器(22)相連，用于接收所述數(shù)字信號(hào)并運(yùn)算處理。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式光纖井下流量計(jì)，其特征在于，所述運(yùn)算處理器包括與所述A/D轉(zhuǎn)換器(22)相連的DSP數(shù)字處理器(23)、與所述DSP數(shù)字處理器(23)相連的FPGA 芯片(24)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分布式光纖井下流量計(jì)，其特征在于，所述井上處理設(shè)備(2)還包括時(shí)鐘模塊(25)； 所述時(shí)鐘模塊(25)與所述井下采集設(shè)備(1)相連，且所述時(shí)鐘模塊(25)的控制端與所述DSP數(shù)字處理器(23)相連，以由所述DSP數(shù)字處理器(23)控制所述時(shí)鐘模塊記錄或讀取米集時(shí)間。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分布式光纖井下流量計(jì)，其特征在于，所述井上處理設(shè)備(2)還包括 整形器(26)，與所述光電轉(zhuǎn)換器(21)相連，用于將所述電信號(hào)整形為脈沖信號(hào)； 計(jì)數(shù)器(27)，輸入端與所述整形器(26)相連，輸出端與所述DSP數(shù)字處理器(23)相連，用于對(duì)所述脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)并傳輸至所述DSP數(shù)字處理器(23)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種分布式光纖井下采集設(shè)備及井下流量計(jì)，包括井下管柱、井下光纜、光纖溫度傳感器；所述井下光纜的全部沿所述井下管柱繞制成螺旋狀，或者所述井下光纜的一部分沿所述井下管柱繞制成螺旋狀、另一部分直線設(shè)置在所述井下管柱一側(cè)的管壁上；所述光纖溫度傳感器集成到所述井下光纜，分布式沿所述井下光纜的延伸方向設(shè)置。本實(shí)用新型還涉及一種分布式光纖井下流量計(jì)。本實(shí)用新型提供的分布式光纖井下采集設(shè)備，通過將井下光纜沿井下管柱繞制成螺旋狀，加密單位空間采集點(diǎn)數(shù)，提高分辨率，從而達(dá)到更好的測(cè)量效果；通過將光纖溫度傳感器分布式沿井下光纜的延伸方向設(shè)置，無需對(duì)井下流體分離即可實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量，實(shí)現(xiàn)全井測(cè)量無需移動(dòng)井下光纜及傳感器。
【IPC分類】E21B47/12, E21B47/06, E21B47/00, E21B47/07
【公開號(hào)】CN205063941
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520664924
【發(fā)明人】閆正和, 黃正宇, 唐圣來, 羅東紅, 曹琴, 于曉輝, 李四華, 張偉, 李鋒, 高曉飛, 梁衛(wèi), 杜河泉
【申請(qǐng)人】中國(guó)海洋石油總公司, 中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司, 北京蔚藍(lán)仕科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日