專(zhuān)利名稱(chēng)：固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油工業(yè)的開(kāi)采配套設(shè)備，特別是固井參數(shù)綜合采集系 統(tǒng)，可用于鉆井、固井及采油工程，為鉆井液、水泥漿、原油的壓力和流量 提供可靠的分析研究資料和數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
在石油工業(yè)的鉆井和固井工程中，對(duì)泥漿的壓力和流量的采集通常使用 壓力表和流量計(jì)，通過(guò)人工記錄進(jìn)行的，存在的問(wèn)題如下流量計(jì)是鉆井和 固井施工中的不可缺少的計(jì)量?jī)x器，它為鉆井和固井技術(shù)人員提供注水泥 量、替漿量，并可以提前預(yù)報(bào)碰壓，為固井施工的連續(xù)性和安全性、固井人 員自身安全提供保障。目前對(duì)固井水泥漿或泥漿流量參數(shù)的測(cè)量記錄采用人 工記錄，實(shí)時(shí)性較差，無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，壓力和流量數(shù)據(jù)不能保留、存 儲(chǔ)，不能給固井分析和研究提供可靠和全面的資料、數(shù)據(jù)，難以進(jìn)行固井過(guò) 程分析與研究。隨著固井技術(shù)的發(fā)展，固井新工藝、新技術(shù)不斷采用，施工 壓力對(duì)雙級(jí)固井，尾管懸掛固井，脹封隔器等工藝井顯得尤為重要。而目前 固井施工技術(shù)人員對(duì)固井的壓力參數(shù)測(cè)量?jī)H僅局限在觀察立管的機(jī)械式壓力 表，來(lái)判斷和分析井下分級(jí)箍與懸掛器的工作情況是不夠的，觀測(cè)讀取也很 不方便，人為誤差較大，無(wú)法應(yīng)對(duì)新技術(shù)、新工藝的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中的上 述缺陷，將壓力和流量參數(shù)綜合采集處理，為鉆井和固井工程提供可靠和全 面的資料和數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足不斷發(fā)展的技術(shù)需要。本技術(shù)解決方案可達(dá)上述目的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)包括壓力傳感器 總成、流量變送器、綜合采集儀和計(jì)算機(jī)，壓力傳感器總成和流量變送器通 過(guò)壓力通訊電纜和流量通訊電纜與綜合采集儀連接，再經(jīng)串口通訊電纜與計(jì) 算機(jī)連接。
本實(shí)用新型具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)本系統(tǒng)將被測(cè)管道內(nèi)流體的壓力、流 量變化情況經(jīng)壓力傳感器總成和流量變送器中的壓力傳感器和信號(hào)放大器轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)，送至綜合采集儀輸入接口，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換或計(jì)數(shù)，由模擬量或 脈沖量通過(guò)綜合采集儀的CPU運(yùn)算處理后變計(jì)算機(jī)可識(shí)別的編碼通過(guò)串口通 訊口送至計(jì)算機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。輸出方式為數(shù)字打印和顯示，顯示參數(shù)有 壓力、流量及累計(jì)值。選用便攜式計(jì)算機(jī)作為附加系統(tǒng)為系統(tǒng)提供參數(shù)修 正、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)回放、數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口與綜合采集 儀進(jìn)行通訊。具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、智能記憶采集和本地通 訊等功能，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤壓力、流量等參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。本系統(tǒng)是一套智能 儀表系統(tǒng)，可以完成固井過(guò)程中的瞬時(shí)壓力、瞬時(shí)流量和累積流量的測(cè)試工 作，用在固井作業(yè)中可反映井下注替情況，指導(dǎo)雙級(jí)固井、尾管懸掛固井、 脹封隔器等特殊工藝井的施工達(dá)到遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)和安全施工，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化固井和 科學(xué)固井，能夠適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展需要。本系統(tǒng)適用于海上和陸地的固井測(cè) 試以及其它施工的壓力測(cè)試。如在鉆井作業(yè)中測(cè)量鉆井液壓力，在采油井的 計(jì)量站上使用可以測(cè)量和監(jiān)控管線(xiàn)壓力。


附圖1是本實(shí)用新型流量變送器的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本實(shí)用新型壓力傳感器總成的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖3是本實(shí)用新型連接安裝示意框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述參閱附圖3，固井參數(shù)
綜合采集系統(tǒng)包括壓力傳感器總成16、流量變送器18、綜合采集儀20和計(jì) 算機(jī)22，壓力傳感器總成16和流量變送器18通過(guò)壓力通訊電纜17和流量 通訊電纜19與綜合采集儀20連接，再經(jīng)串口通訊電纜21與計(jì)算機(jī)22連 接。參見(jiàn)附圖2，壓力傳感器總成16包括壓力傳遞機(jī)構(gòu)和壓力計(jì)短節(jié)，壓力 傳遞機(jī)構(gòu)和壓力計(jì)短節(jié)通過(guò)聯(lián)接套12連接。壓力傳遞機(jī)構(gòu)包括三通6、平衡 液缸7、平衡活塞8和單流閥9，平衡活塞8裝在平衡液缸7內(nèi)；單流閥9 內(nèi)裝有彈簧10和閥球11;三通6與平衡液缸7和單流閥9順序連接。壓力 計(jì)短節(jié)包括壓力計(jì)13、壓力計(jì)罩14和壓力傳感器15，壓力計(jì)13 —端與聯(lián) 接套12連接，另一端外圓安裝壓力計(jì)罩14，將壓力傳感器15安裝在壓力計(jì) 罩14內(nèi)與壓力計(jì)13靠緊。單流閥9的作用是隔離泥漿、水泥漿與壓力傳感 器15的直接接觸和減震。壓力信號(hào)是由液體介質(zhì)推動(dòng)平衡液缸7中的平衡 話(huà)塞8上下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)彈簧10改變單流閥9內(nèi)的壓力并傳遞給壓力傳感器 15。壓力信號(hào)是電壓信號(hào)，為了有利于遠(yuǎn)距離傳輸，通過(guò)電壓/電流轉(zhuǎn)換技 術(shù)和電流/電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)，將壓力信號(hào)通過(guò)壓力傳感器15傳送到綜合采集 儀20進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)處理。參見(jiàn)附圖l，流量變送器18包括高壓接頭1、流 量傳遞機(jī)構(gòu)和信號(hào)放大器5，流量傳遞機(jī)構(gòu)兩端安裝高壓接頭l，在流量傳 遞機(jī)構(gòu)的殼體外側(cè)安裝信號(hào)放大器5。流量傳遞機(jī)構(gòu)包括前導(dǎo)流件2、工作 葉輪3和后導(dǎo)流件4，工作葉輪3固定在輪軸上，輪軸由前導(dǎo)流件2和后導(dǎo) 流件4支撐。壓力傳感器總成16和流量變送器18是通過(guò)壓力傳感器15和 信號(hào)放大器5與壓力通訊電纜17和流量通訊電纜19聯(lián)接后再與綜合采集儀 20連接。
使用時(shí)，將壓力傳感器總成16通過(guò)壓力通訊電纜17和綜合采集儀20 連接，流量變送器18通過(guò)流量通訊電纜19和20連接，綜合采集儀20通過(guò) 串口通訊電纜21和計(jì)算機(jī)22連接。將壓力傳感器總成16中的三通6兩個(gè)
6連接端， 一端與被測(cè)管道的高壓旋塞閥連接，另一端與流量變送器18的高 壓接頭1連通，壓力傳感器15的端部通過(guò)壓力通訊電纜17與綜合采集儀20 連接。流量變送器18的信號(hào)放大器5通過(guò)流量通訊電纜19與綜合采集儀20 連接，流量變送器18另一端的高壓接頭1與泥漿輸送管道連通。固井泥漿 從泥漿輸送管道進(jìn)入，流經(jīng)流量變送器18和壓力傳感器總成16，從高壓旋 塞閥進(jìn)入被測(cè)管道。根據(jù)固井工藝要求，在施工中采集壓力和流量參數(shù)，這 些非電物理量通過(guò)流量變送器18與壓力傳感器總成16轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送至綜 合采集儀20的輸入接口，在接口電路內(nèi)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換或脈沖計(jì)數(shù)，由模擬 量或脈沖量變?yōu)閿?shù)字量至綜合采集儀20的CPU,由其CPU處理儲(chǔ)存數(shù)據(jù)并由 串口通訊電纜21傳輸至計(jì)算機(jī)22進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)由綜合 采集儀20存儲(chǔ)并由其面板顯示，同時(shí)還被送至計(jì)算機(jī)22進(jìn)行界面控制，顯 示壓力與流量曲線(xiàn)。
在鉆井作業(yè)中使用本系統(tǒng)，可把壓力傳感器總成16和流量變送器18連 接在泥漿泵的出口管線(xiàn)上，把泥漿返出口與流量變送器18另一端的高壓接 頭1連通，本系統(tǒng)可以對(duì)鉆井液壓力測(cè)定記錄，還可以對(duì)泥漿是否漏失做出 準(zhǔn)確判斷。
在采油井的計(jì)量站中使用本系統(tǒng)，可把壓力傳感器總成16和流量變送 器18接在輸油出口管線(xiàn)上，把計(jì)量站的入口管線(xiàn)與流量變送器18另一端的 高壓接頭l連通，可對(duì)管線(xiàn)壓力和管線(xiàn)是否漏失進(jìn)行監(jiān)控。
權(quán)利要求1、固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，其特征是本系統(tǒng)包括壓力傳感器總成(16)、流量變送器(18)、綜合采集儀(20)和計(jì)算機(jī)(22)，壓力傳感器總成(16)和流量變送器(18)通過(guò)壓力通訊電纜(17)和流量通訊電纜(19)與綜合采集儀(20)連接，再經(jīng)串口通訊電纜(21)與計(jì)算機(jī)(22)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，其特征是壓力傳感器 總成(16)包括壓力傳遞機(jī)構(gòu)和壓力計(jì)短節(jié)，壓力傳遞機(jī)構(gòu)和壓力計(jì)短節(jié)通 過(guò)聯(lián)接套(12)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，其特征是壓力傳遞機(jī) 構(gòu)包括三通(6)、平衡液缸(7)、平衡活塞(8)和單流閥(9)，平衡活 塞(8)裝在平衡液缸(7)內(nèi)；單流閥(9)內(nèi)裝有彈簧(10)和閥球(11);三通(6)與平衡液缸(7)和單流閥(9)順序連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，其特征是壓力計(jì)短節(jié) 包括壓力計(jì)(13)、壓力計(jì)罩(14)和壓力傳感器(15)，壓力計(jì)(13) — 端與聯(lián)接套(12)連接，另一端外圓安裝壓力計(jì)罩(14)，將壓力傳感器(15)安裝在壓力計(jì)罩(14)內(nèi)與壓力計(jì)(13)靠緊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，其特征是流量變送器 (18)包括高壓接頭(1)、流量傳遞機(jī)構(gòu)和信號(hào)放大器(5)，流量傳遞機(jī)構(gòu)兩端安裝高壓接頭(1)，在流量傳遞機(jī)構(gòu)的殼體外側(cè)安裝信號(hào)放大器 (5)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，其特征是流量傳遞機(jī) 構(gòu)包括前導(dǎo)流件(2)、工作葉輪(3)和后導(dǎo)流件(4)，工作葉輪(3)固 定在輪軸上，輪軸由前導(dǎo)流件(2)和后導(dǎo)流件(4)支撐。
7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，其特征在于壓力傳感 器總成(16)和流量變送器(18)是通過(guò)壓力傳感器(15)和信號(hào)放大器 (5)與壓力通訊電纜(17)和流量通訊電纜(19)連接后再與綜合采集儀 (20)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種石油工業(yè)使用的固井參數(shù)綜合采集系統(tǒng)，可用于鉆井、固井及采油工程，為鉆井液、水泥漿、原油的壓力和流量提供可靠的分析研究資料和數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)包括壓力傳感器總成、流量變送器、綜合采集儀和計(jì)算機(jī)，壓力傳感器總成和流量變送器通過(guò)壓力通訊電纜和流量通訊電纜與綜合采集儀連接，再經(jīng)串口通訊電纜與計(jì)算機(jī)連接。本系統(tǒng)是一套智能儀表系統(tǒng)，可以完成固井過(guò)程中的瞬時(shí)壓力、瞬時(shí)流量和累積流量的測(cè)試工作，用在固井作業(yè)中可反映井下注替等情況，適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化固井和科學(xué)固井。
文檔編號(hào)E21B47/06GK201246157SQ20082002743
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者喬俊福, 劉東清, 森 周, 張培榮, 徐長(zhǎng)喜, 曹守宏, 楊國(guó)偉, 欒述文 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局海洋鉆井公司