一種毛細管測壓系統(tǒng)及其補償裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種毛細管測壓系統(tǒng)及其補償裝置，涉及一種SAGD井井下壓力數(shù)據(jù)采集的毛細管測壓系統(tǒng)，所述補償裝置包括：其輸入端連接毛細管測壓系統(tǒng)的壓力變送器的井口壓力輸出端的第一濾波放大器，用于對井口壓力信號進行濾波和放大處理；其輸入端連接毛細管測壓系統(tǒng)的壓力變送器的井下壓力輸出端的第二濾波放大器，用于對井下基準壓力信號進行濾波和放大處理；其第一信號輸入端和第二信號輸入端分別連接所述第一濾波放大器和第二濾波放大器的數(shù)據(jù)采集單元，用于采集經(jīng)過濾波和放大處理的井口壓力信號和井下壓力信號。本實用新型能夠通過對采集到的壓力數(shù)據(jù)進行補償計算，使得所計算出的井下指定位置的壓力值更加精確。
【專利說明】一種毛細管測壓系統(tǒng)及其補償裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種蒸汽輔助重力泄油（SAGD :Steam Assisted Gravity Drainage)井井下壓力數(shù)據(jù)采集的毛細管測壓系統(tǒng)，特別一種涉及基于補償算法的毛細管 測壓系統(tǒng)及其補償裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] SA⑶是國際開發(fā)超稠油的一項前沿技術(shù)。其理論最初是基于注水采鹽原理，即注 入淡水將鹽層中固體鹽溶解，濃度大的鹽溶液由于其密度大而向下流動，而密度相對較小 的水溶液浮在上面，通過持續(xù)向鹽層上部注水，將鹽層下部連續(xù)的高濃度鹽溶液采出。將這 一原理應(yīng)用于注蒸汽熱采過程中，就產(chǎn)生了重力泄油的概念。SAGD就是蒸汽驅(qū)開采方式，即 向注汽井連續(xù)注入高溫、高干度蒸汽，首先發(fā)育蒸汽腔，再加熱油層并保持一定的油層壓力 (補充地層能量），將原油驅(qū)至周圍生產(chǎn)井中，然后采出。
[0003] 目前國內(nèi)油田每對SAGD油井的控制系統(tǒng)包括井口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、井下數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)、蒸汽計量系統(tǒng)和抽油機控制系統(tǒng)。其中，井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采集壓力數(shù)據(jù)的算法存 在計算精度不高的問題，難以形成針對SAGD油井工藝需求的智能化控制與管理，系統(tǒng)的穩(wěn) 定性降低，故障率高。在很大程度上制約了 SAGD井的大規(guī)模建設(shè)。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種毛細管測壓系統(tǒng)的補償裝置，能夠解決SAGD油 井井下壓力數(shù)據(jù)的采集存在算法計算精度不高的問題。
[0005] 根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種毛細管測壓系統(tǒng)的補償裝置，包括：
[0006] 其輸入端連接毛細管測壓系統(tǒng)的壓力變送器的井口壓力輸出端的第一濾波放大 器，用于對井口壓力信號進行濾波和放大處理；
[0007] 其輸入端連接毛細管測壓系統(tǒng)的壓力變送器的井下壓力輸出端的第二濾波放大 器，用于對井下基準壓力信號進行濾波和放大處理；
[0008] 其第一信號輸入端和第二信號輸入端分別連接所述第一濾波放大器和第二濾波 放大器的數(shù)據(jù)采集單元，用于采集經(jīng)過濾波和放大處理的井口壓力信號和井下壓力信號。 [0009] 優(yōu)選地，還包括：用來轉(zhuǎn)換所述數(shù)據(jù)采集單元輸出的井下對應(yīng)深度的壓力值信號 電平的電平轉(zhuǎn)換器。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一濾波放大器包括：
[0011] 第一阻容濾波電路，用于對井口壓力輸出端輸出的井口壓力值信號進行濾波，抑 制噪聲；
[0012] 第一運算放大器，連接所述阻容濾波電路的輸出端，用于放大所采集到的井口壓 力值信號。
[0013] 優(yōu)選地，所述第二濾波放大器包括：
[0014] 第二阻容濾波電路，用于對井下壓力輸出端輸出的井下壓力值信號進行濾波，抑 制噪聲；
[0015] 第二運算放大器，連接所述阻容濾波電路的輸出端，用于放大所采集到的井口壓 力值信號。
[0016] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集單元包括：
[0017] 模數(shù)變換器，連接所述第一濾波放大器和第二濾波放大器的輸出端，用于將所采 集到的井口壓力模擬信號和井下壓力模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到井口壓力數(shù)字信號和井 下壓力數(shù)字信號；
[0018] 計算器，與所述模數(shù)變換器相連，用于根據(jù)來自模數(shù)變換器的井口壓力數(shù)字信號 和井下壓力數(shù)字信號，得到井下對應(yīng)深度的壓力值信號；
[0019] 信號發(fā)送器，與所述計算器和電平轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，用于將來自計算器的井 下對應(yīng)深度的壓力值信號發(fā)送給所述電平轉(zhuǎn)換器。
[0020] 優(yōu)選地，還包括：用于將轉(zhuǎn)換后的井下對應(yīng)深度的壓力值信號輸出給毛細管測壓 系統(tǒng)的主控設(shè)備的串口通訊接口。
[0021] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集單元是型號為MSP430F5438的單片機。
[0022] 根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種毛細管測壓系統(tǒng)，包括所述補償裝置。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果在于：能夠通過對采集到的壓力數(shù)據(jù) 進行補償計算，使得所計算出的井下指定位置的壓力值更加精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型實施例提供的毛細管測壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖2是本實用新型實施例提供的毛細管測壓系統(tǒng)的補償裝置的原理圖。

【具體實施方式】
[0026] 以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應(yīng)當理解，以下所說明 的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027] 為了克服現(xiàn)有SAGD井井下壓力采集精度低導致的諸多問題，通過對SAGD井井下 壓力數(shù)據(jù)采集的軟硬件進行整合優(yōu)化，通信鏈路與協(xié)議的統(tǒng)一，對采集壓力的算法進行創(chuàng) 新應(yīng)用，提高所采壓力的精度，為SAGD井控制系統(tǒng)的判斷提供有力依據(jù)。
[0028] 圖1是本實用新型實施例提供的毛細管測壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，SAGD井毛 細管測壓系統(tǒng)主要由地面部分（包括：氮氣源、氮氣控制裝置、壓力變送器、數(shù)據(jù)處理模塊、 SAGD井智能控制主控設(shè)備）和井下部分（包括：毛細鋼管、傳壓筒）組成。工作時，毛細鋼 管和傳壓筒中均充滿氮氣，傳壓筒底端開孔與井筒連通，其內(nèi)容積比毛細鋼管內(nèi)容積大幾 十倍，為壓力數(shù)據(jù)的采集提供驅(qū)氣容積，使其在井下壓力變化時，保持傳壓筒內(nèi)氣-液兩相 界面深度基本穩(wěn)定。
[0029] 井下測壓點處的壓力作用在傳壓筒內(nèi)的氮氣柱上，由氮氣傳遞壓力至井口。壓力 變送器測得地面一端毛細鋼管中的氮氣壓力后，將信號傳送到數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單 元根據(jù)測壓深度和溫度值完成井下氮氣柱壓力的計算及井下壓力的校正，并將矯正好的井 下壓力數(shù)據(jù)顯示并存儲起來，記錄下來的井下實測數(shù)據(jù)通過補償計算方法計算完成后用標 準信號經(jīng)由本地連接的個人計算機PC或者4G/WI-FI傳送到主控設(shè)備。
[0030] 獲取井下壓力值的具體算法如下：由于在毛細管測壓系統(tǒng)中，氮氣處于高溫高壓 環(huán)境中，屬于非理想氣體，因此采用與真實氣體相近的范德瓦爾斯方程：
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種毛細管測壓系統(tǒng)的補償裝置，其特征在于，包括： 其輸入端連接毛細管測壓系統(tǒng)的壓力變送器的井口壓力輸出端的第一濾波放大器，用 于對井口壓力信號進行濾波和放大處理； 其輸入端連接毛細管測壓系統(tǒng)的壓力變送器的井下壓力輸出端的第二濾波放大器，用 于對井下基準壓力信號進行濾波和放大處理； 其第一信號輸入端和第二信號輸入端分別連接所述第一濾波放大器和第二濾波放大 器的數(shù)據(jù)采集單元，用于采集經(jīng)過濾波和放大處理的井口壓力信號和井下壓力信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補償裝置，其特征在于，還包括：用來轉(zhuǎn)換所述數(shù)據(jù)采集單元 輸出的井下對應(yīng)深度的壓力值信號電平的電平轉(zhuǎn)換器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的補償裝置，其特征在于，所述第一濾波放大器包括： 第一阻容濾波電路，用于對井口壓力輸出端輸出的井口壓力值信號進行濾波，抑制噪 聲； 第一運算放大器，連接所述阻容濾波電路的輸出端，用于放大所采集到的井口壓力值 信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的補償裝置，其特征在于，所述第二濾波放大器包括： 第二阻容濾波電路，用于對井下壓力輸出端輸出的井下壓力值信號進行濾波，抑制噪 聲； 第二運算放大器，連接所述阻容濾波電路的輸出端，用于放大所采集到的井口壓力值 信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的補償裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括： 模數(shù)變換器，連接所述第一濾波放大器和第二濾波放大器的輸出端，用于將所采集到 的井口壓力模擬信號和井下壓力模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到井口壓力數(shù)字信號和井下壓 力數(shù)字信號； 計算器，與所述模數(shù)變換器相連，用于根據(jù)來自模數(shù)變換器的井口壓力數(shù)字信號和井 下壓力數(shù)字信號，得到井下對應(yīng)深度的壓力值信號； 信號發(fā)送器，與所述計算器和電平轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，用于將來自計算器的井下對 應(yīng)深度的壓力值信號發(fā)送給所述電平轉(zhuǎn)換器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的補償裝置，其特征在于，還包括：用于將轉(zhuǎn)換后的井下對 應(yīng)深度的壓力值信號輸出給毛細管測壓系統(tǒng)的主控設(shè)備的串口通訊接口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的補償裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元是型號為 MSP430F5438的單片機。
8. -種毛細管測壓系統(tǒng)，其特征在于，所述毛細管測壓系統(tǒng)包括權(quán)利要求1-7任意一 項所述的補償裝置。
【文檔編號】E21B47/06GK204152502SQ201420381180
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】袁文祥, 魏新春, 孫長江, 謝欣岳, 楊建權(quán), 李志明 申請人:新疆金牛能源科技有限責任公司