一種煤層氣的毛細管壓力測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤層氣的毛細管壓力測試系統(tǒng)，包括：傳壓筒，用于形成氣水界面，將井筒中的液柱高度產生的壓力傳送到毛細管中；毛細管，用于將下入深度的壓力傳送到井口；毛細管保護器，用于保護井筒中的毛細管，并使毛細管貼緊油管外壁；毛細管四通連接器；吹掃子系統(tǒng)，與所述毛細管四通連接器相連，用于將所述傳壓筒中的空氣或水從毛細管中吹出，并充入氮氣，以保持毛細管中介質的純凈；壓力表，與所述毛細管四通連接器相連接，用于實時顯示毛細管傳輸?shù)矫簩託饩诘膲毫Γ粩?shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，與所述毛細管四通連接器相連接，用于采集所述毛細管傳遞上來的壓力信號，進行處理并顯示。本發(fā)明是一種適合于煤層氣井生產的長久壓力測試監(jiān)測系統(tǒng)。
【專利說明】一種煤層氣的毛細管壓力測試系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤層氣的毛細管壓力測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在煤層氣生產中需要對煤層的但在使用早期，只有地面壓力表顯示測試結果。由于壓力表的壓力數(shù)值精度較低，且無法進行數(shù)據(jù)自動采集，因此不方便數(shù)據(jù)采集，需要人工到現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集，使人工成本增加。尤其由于我國煤層氣井多位于山區(qū)，冬季雨雪和夏季雷雨季節(jié)很多時間都無法到現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集，影響了煤層氣生產的正常進行。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種煤層氣的毛細管壓力測試系統(tǒng)，比目前常用的回聲儀測試方法精度高，比電子壓力計的成本低，能夠滿足工程實際需求。
[0004]本發(fā)明的一種煤層氣的毛細管壓力測試系統(tǒng)包括:
[0005]傳壓筒，用于形成氣水界面，將井筒中的液柱高度產生的壓力傳送到毛細管中；
[0006]毛細管，用于將下入深度的壓力傳送到井口 ；
[0007]毛細管保護器，用于保護井筒中的毛細管，并使毛細管貼緊油管外壁；
[0008]毛細管四通連接器；
[0009]吹掃子系統(tǒng)，與所述毛細管四通連接器相連，用于將所述傳壓筒中的空氣或水從毛細管中吹出，并充入氮氣，以保持毛細管中介質的純凈；
[0010]壓力表，與所述毛細管四通連接器相連接，用于實時顯示毛細管傳輸?shù)矫簩託饩诘膲毫Γ?br> [0011]數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，與所述毛細管四通連接器相連接，用于采集所述毛細管傳遞上來的壓力信號，進行處理并顯示。
[0012]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:
[0013]壓力變送器，一端通過所述毛細管四通連接器與所述毛細管相連，用于將毛細管測試的井口壓力轉變?yōu)閴毫Φ臄?shù)字信號，另一端與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，將壓力的數(shù)字信號傳送給數(shù)據(jù)處理芯片；
[0014]數(shù)據(jù)處理芯片，與所述壓力變送器相連，用于數(shù)據(jù)變化處理，對不同井深的數(shù)據(jù)的重新整理和換算，轉化為測試位置的壓力，另外兩端分別與所述顯示單元和數(shù)據(jù)接口相連；
[0015]存儲單元，與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，用于將經過所述數(shù)據(jù)處理芯片處理后的數(shù)據(jù)信息進行存儲；
[0016]顯示單元，與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，用于在線顯示煤層氣井中毛細管傳壓筒所在的測試位置的壓力的數(shù)字信號；
[0017]接口單元，與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，用于外接數(shù)據(jù)傳輸設備。[0018]優(yōu)選地，所述吹掃子系統(tǒng)包括高壓氣瓶、減壓閥以及接口連線。
[0019]優(yōu)選地，所述接口單元為:USB接口、GPS遠程傳輸接口、485接口或232接口。
[0020]優(yōu)選地，所述傳壓筒包括:
[0021]中間油管，通過上下接箍與用于煤層氣排水用的中心油管相連接；
[0022]環(huán)空外管，套設在中間油管上；
[0023]單向定壓差導通閥，設置在所述環(huán)空外管的底部；
[0024]毛細管接口，設置在所述環(huán)空外管的頂部。
[0025]優(yōu)選地，所述傳壓筒包括:
[0026]中間過渡管，用于作為傳壓筒的緩沖空間，避免毛細管進水影響測試結果，其長度可根據(jù)煤層氣井的深度進行優(yōu)化；
[0027]上接箍，上端設置有與用于抽采煤層中水的油管相連接螺紋孔，下端設置有與所述中間過渡管相連接的螺紋孔，在所述上接箍的側壁還設置有用于與毛細管相連接的毛細管接口 ；
[0028]下接箍，上端設置有與所述中間過渡管相連接的螺紋孔，下端安裝有與該螺紋孔相連的單向閥，所述單向閥用于下入過程中防止水進入中間過渡管，進而進入毛細管而影響測量精度。
[0029]優(yōu)選地，所述下接箍的下端面還設置有用于過濾的篩管。
[0030]本發(fā)明將煤層井毛細管測試的壓力信號通過壓力表進行在線實時顯示，并通過壓力變送器轉換為數(shù)字信號進行在線實時顯示，和遠程無線傳送以及存儲，這樣，就能夠實現(xiàn)煤層壓力的在線自動數(shù)據(jù)采集，即使在人無法現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的情況下，也能夠將煤層的壓力數(shù)據(jù)及時傳送出來，從而確保煤層生產的正常運行，是一種適合于煤層氣井生產的長久壓力測試監(jiān)測系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明結構示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的結構示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明吹掃子系統(tǒng)的結構示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明采用的一種傳壓筒的結構示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明采用的另外一種實施方式的傳壓筒的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036]如圖1所示，本發(fā)明包括:傳壓筒1、毛細管2、毛細管保護器3、毛細管四通連接器
5、吹掃子系統(tǒng)8、壓力表6和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)7。
[0037]傳壓筒I用于形成氣水界面，將井筒中的液柱高度產生的壓力傳送到毛細管2中。毛細管2用于將下入深度的壓力傳送到井口。毛細管保護器3用于保護井筒中的毛細管3，并使毛細管3貼緊油管4外壁。吹掃子系統(tǒng)8與毛細管四通連接器3相連，用于將傳壓筒I中的空氣或水從毛細管2中吹出，并充入氮氣，以保持毛細管2中介質的純凈。毛細管四通連接器5還設置有用于控制毛細管3與吹掃子系統(tǒng)8相導通或是關閉的開關12。壓力表6與毛細管四通連接器5相連接，用于實時顯示毛細管2傳輸?shù)矫簩託饩诘膲毫?，毛細管四通連接器5上設置有用于控制毛細管3與壓力表6導通或是關閉的開關51。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)7與毛細管四通連接器5相連接，用于采集毛細管2傳遞上來的壓力信號，進行處理并顯示。毛細管四通連接器5上設置有用于控制毛細管3與數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)7相導通或是關閉的開關53。
[0038]如圖2所示，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)7進一步包括:壓力變送器71、數(shù)據(jù)處理芯片72、存儲單元73、接口單元74、顯示單元75。
[0039]壓力變送器71通過毛細管四通連接器5與毛細管3相連，用于將毛細管3測試的氣壓轉變?yōu)閴毫Φ臄?shù)字信號。
[0040]數(shù)據(jù)處理芯片72與壓力變送器71相連，用于數(shù)據(jù)變化處理，對不同井深的數(shù)據(jù)的
重新整理和換算。
[0041]存儲單元73與數(shù)據(jù)處理芯片72相連，用于將經過數(shù)據(jù)處理芯片72處理后的信息進行存儲，便于日后進行數(shù)據(jù)拷貝等操作。
[0042]顯示單元5與數(shù)據(jù)處理芯片72相連，用于在線顯示壓力的數(shù)字信號。
[0043]接口單元74與數(shù)據(jù)處理芯片72相連，用于外接數(shù)據(jù)傳輸設備。在本發(fā)明實施例中，接口單元74為:USB接口、GPS遠程傳輸接口、485接口或232接口。這樣，就能夠及時地將采集的壓力信號無線傳輸出來，便于及時掌握煤層的壓力情況。
[0044]如圖3所示，吹掃子系統(tǒng)8包括高壓氣瓶81、減壓閥82以及接口連線83。
[0045]本發(fā)明使用時，毛細管3另一端通過傳壓筒I下放到煤層井下，先將開關51、53關閉，開啟開關52，并通過吹掃子系統(tǒng)8將傳壓筒I中的空氣吹出，充入氮氣。然后關閉開關52,開啟開關51和53,由于傳壓筒I出的井筒的水壓與傳壓筒I內的氣壓相等，這樣氣體的壓力就通過毛細管2傳導至毛細管四通連接器5，壓力表6就能夠在線顯示煤層井筒的壓力，而通過壓力變送器71等，就能夠在線進行壓力的數(shù)值顯示以及無線遠程傳輸。
[0046]在上述實施例中，傳壓筒I可以采用各種不同形式的結構，保證具有傳壓能力即可。下面通過例子來進行說明傳壓筒I。
[0047]如圖4所示的結構。具體是:
[0048]如圖2所示，傳壓筒I包括:中間油管91、環(huán)空外管92、單向定壓差導通閥93和毛細管接口 94。中間油管91通過上接箍95與下接箍96與用于煤層氣排水用的中心油管相連接。由于中間油管91與排水的中心油管是一樣尺寸的管，這樣就可以根據(jù)需要將本發(fā)明安裝在油管的預定位置而下到預定的位置，且不受安裝位置的約束。例如，可以設置在油管的安裝管式泵的上部，也可以是在安裝管式泵的下部，并且同時可以安裝多個傳壓筒。
[0049]環(huán)空外管92套設在中間油管91上。環(huán)空外管92的內徑比中間油管91的外徑大，這樣就能夠形成一定空間的環(huán)空。另外，環(huán)空外管92的上下端面除了安裝下述的毛細管接口與單向定壓差導通閥以外，均形成密閉結構。
[0050]單向定壓差導通閥93設置在環(huán)空外管92的底部，毛細管接口 94設置在環(huán)空外管92的頂部。
[0051]這樣，當將本發(fā)明的傳壓筒通過上下接箍95、96安裝在油管上時，毛細管壓力測試系統(tǒng)的毛細管安裝毛細管接口 94上，并隨著油管下放而下到煤層底下。當下到預定位置時，通過外接的吹掃裝置從毛細管中吹入氮氣，使毛細管、環(huán)空外管92的空氣均通過單向定壓差導通閥93被吹出。關閉吹掃裝置，使壓力測試系統(tǒng)與毛細管相導通。此時，由于傳壓筒的單向定壓差導通閥93處的壓力與外部水壓相同，這樣通過毛細管就能夠將壓力回傳，從而通過壓力測試系統(tǒng)就能夠很方便地測量該位置的煤層壓力。
[0052]本發(fā)明通過設置與用于煤層氣排水用的中心油管相連接的中間油管91，并在中間油管91上套設具有一定環(huán)空空間的環(huán)空外管92，環(huán)空外管92底部設置單向定壓差導通閥93，環(huán)空外管92頂部設置毛細管接口 94，這樣，就可以將本發(fā)明安裝在煤層排水的油管的任意位置，進而在對該位置進行壓力測試時使用，不僅結構簡單而且使用方便。
[0053]本發(fā)明所用傳壓筒I可以采用不同方式的傳壓裝置，例如還可以是下面的方式。
[0054]如圖5所示，傳壓筒I包括:中間過渡管11、上接箍12和下接箍13。
[0055]中間過渡管11的管徑大致與用于抽采煤層中水的油管相當，可以采用不同長度的油管或油管短節(jié)或多根油管來替代。中間過渡管11的作用是作為存水的緩沖空間，當進行壓力測試時，存在中間過渡管11中的水通過吹掃排出管外。
[0056]上接箍12的上端設置有與用于抽采煤層中水的油管相連接螺紋孔14，下端設置有與中間過渡管11相連接的螺紋孔15，在上接箍12的側壁還設置有用于與毛細管相連接的毛細管接口 16。毛細管接口 16通過開設在上接箍12上的通道與螺紋孔15相導通。
[0057]下接箍13的上端設置有與中間過渡管11相連接的螺紋孔17，下端安裝有與該螺紋孔17相連的單向閥18。
[0058]另外，在下接箍13的下端面還設置有用于過濾的篩管19。
[0059]本發(fā)明在使用時，通過上接箍12接到用于抽采煤層中水的油管上，并位于管式泵下方的位置，然后中間過渡管11接在上接箍12下，再接上下接箍13，毛細管壓力測試系統(tǒng)的毛細管安裝毛細管接口 16上，并隨著油管下放而所要測試的煤層位置或煤層以上所要求測試的位置。當下到預定位置時，通過外接的吹掃裝置從毛細管中吹入氮氣，使毛細管、中間過渡管11的空氣均通過單向閥18被吹出。關閉吹掃子系統(tǒng)8，使壓力測試系統(tǒng)與毛細管相導通。此時，由于傳壓筒的單向閥18處的壓力與外部有套環(huán)空的壓力相同，這樣通過毛細管就能夠將該壓力回傳到地面壓力測試裝置，從而通過壓力測試系統(tǒng)就能夠很方便地測量該位置的壓力。
[0060]本發(fā)明通過設置與用于抽采煤層中水的油管相連接的上接箍12，和安裝有單向閥18的下接箍13，在上下接箍12、13之間套設中間過渡管11，毛細管通過設置在上接箍12上的毛細管接口 16與上接箍12相連，這樣就可以將本發(fā)明安裝在煤層排水的管式泵之下，下放到所測試煤層的位置或煤層以上所要求測試的位置，進而在該位置進行壓力測試時使用，該裝置不僅結構簡單而且使用方便。
[0061]本發(fā)明通過將煤層壓力采集的毛細管3的壓力信號利用壓力表6進行在線顯示，并通過壓力變送器71轉換為數(shù)字信號進行在線顯示和遠程無線傳送以及存儲，這樣，就能夠實現(xiàn)煤層壓力的在線自動數(shù)據(jù)采集，即使在人無法現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的情況下，也能夠將煤層的壓力數(shù)據(jù)及時傳送出來，從而確保煤層生產的正常運行。
【權利要求】
1.一種煤層氣的毛細管壓力測試系統(tǒng)，其特征在于，包括: 傳壓筒，用于形成氣水界面，將井筒中的液柱高度產生的壓力傳送到毛細管中； 毛細管，用于將下入深度的壓力傳送到井口 ； 毛細管保護器，用于保護井筒中的毛細管，并使毛細管貼緊油管外壁； 毛細管四通連接器； 吹掃子系統(tǒng)，與所述毛細管四通連接器相連，用于將所述傳壓筒中的空氣或水從毛細管中吹出，并充入氮氣，以保持毛細管中介質的純凈； 壓力表，與所述毛細管四通連接器相連接，用于實時顯示毛細管傳輸?shù)矫簩託饩诘膲毫Γ? 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，與所述毛細管四通連接器相連接，用于采集所述毛細管傳遞上來的壓力信號，進行處理并顯示。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括: 壓力變送器，一端通過所述毛細管四通連接器與所述毛細管相連，用于將毛細管測試的井口壓力轉變?yōu)閴毫Φ臄?shù)字信號，另一端與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，將壓力的數(shù)字信號傳送給數(shù)據(jù)處理芯片； 數(shù)據(jù)處理芯片，與所述壓力變送器相連，用于數(shù)據(jù)變化處理，對不同井深的數(shù)據(jù)的重新整理和換算，轉化為測試位置的壓力，另外兩端分別與所述顯示單元和數(shù)據(jù)接口相連； 存儲單元，與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，用于將經過所述數(shù)據(jù)處理芯片處理后的數(shù)據(jù)信息進行存儲； 顯示單元，與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，用于在線顯示煤層氣井中毛細管傳壓筒所在的測試位置的壓力的數(shù)字信號； 接口單元，與所述數(shù)據(jù)處理芯片相連，用于外接數(shù)據(jù)傳輸設備。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述吹掃子系統(tǒng)包括高壓氣瓶、減壓閥以及接口連線。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接口單元為:USB接口、GPS遠程傳輸接口、485 接口或 232 接口。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳壓筒包括: 中間油管，通過上下接箍與用于煤層氣排水用的中心油管相連接； 環(huán)空外管，套設在中間油管上； 單向定壓差導通閥，設置在所述環(huán)空外管的底部； 毛細管接口，設置在所述環(huán)空外管的頂部。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳壓筒包括: 中間過渡管，用于作為傳壓筒的緩沖空間，避免毛細管進水影響測試結果，其長度可根據(jù)煤層氣井的深度進行優(yōu)化； 上接箍，上端設置有與用于抽采煤層中水的油管相連接螺紋孔，下端設置有與所述中間過渡管相連接的螺紋孔，在所述上接箍的側壁還設置有用于與毛細管相連接的毛細管接Π ； 下接箍，上端設置有與所述中間過渡管相連接的螺紋孔，下端安裝有與該螺紋孔相連的單向閥，所述單向閥用于下入過程中防止水進入中間過渡管，進而進入毛細管而影響測量精度。
7.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述下接箍的下端面還設置有用于過濾的篩管。`
【文檔編號】E21B47/06GK103742128SQ201310697940
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】劉曰武, 孫賀東, 牛叢叢, 歐陽偉平, 萬義釗 申請人:中國科學院力學研究所