油氣井井下套管柱分布式光纖全程在線應(yīng)力檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣井井下套管柱應(yīng)力檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種油氣井井下套管柱分布式光纖全程在線應(yīng)力檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式檢測光纖用于油氣井井下服役套管柱應(yīng)力的在線實(shí)時(shí)檢測，是一項(xiàng)近期發(fā)展起來的新型檢測技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)通過對油氣井井下服役套管柱服役全程應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)時(shí)連續(xù)檢測，獲得井下套管柱的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)，為油氣井井下套管柱的力學(xué)強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供第一手的檢測數(shù)據(jù)，為確保油氣井井下套管柱的安全可靠和結(jié)構(gòu)合理提供直接的設(shè)計(jì)依據(jù)。分布式檢測光纖在油氣井井下套管柱上只能采用后期鋪設(shè)的方式進(jìn)行安裝，其安裝方式為將分布式檢測光纖分段卡裝并附著在套管柱的外圓柱面上。當(dāng)油氣井注水泥后，環(huán)空水泥凝固時(shí)，由于鋪設(shè)在套管柱外圓柱面上的分布式檢測光纖處于水泥環(huán)和套管柱之間，當(dāng)井下套管柱發(fā)生應(yīng)變變形時(shí)，鋪設(shè)在套管柱外圓柱面上的分布式檢測光纖隨著套管柱發(fā)生應(yīng)變變形，采用分布式檢測光纖獲得的應(yīng)變數(shù)據(jù)由于受到水泥環(huán)的影響而產(chǎn)生測試誤差，降低了分布式檢測光纖對井下套管柱應(yīng)變數(shù)據(jù)的檢測精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供了一種油氣井井下套管柱分布式光纖全程在線應(yīng)力檢測裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決采用檢測光纖采集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)受到水泥環(huán)的干擾而造成應(yīng)變數(shù)據(jù)的測試精度下降的問題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種油氣井井下套管柱分布式光纖全程在線應(yīng)力檢測裝置，包括應(yīng)變測試裝置和至少三節(jié)的套管，在至少一對相鄰的套管之間固定安裝有埋入式檢測短節(jié)，其余相鄰的套管固定安裝在一起，在套管的外側(cè)間隔固定安裝有至少兩根分別呈U型并軸向?qū)ΨQ的光纖，光纖的一段呈螺旋狀固定安裝在埋入式檢測短節(jié)上，呈螺旋狀的光纖的螺旋升角為四十五度，每根光纖的信號輸入端與應(yīng)變測試裝置的信號輸出端電連接在一起，每根光纖的信號輸出端與應(yīng)變測試裝置的信號輸入端電連接在一起。
[0005]下面是對上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0006]上述光纖可為兩根，一根光纖與另一根光纖間隔九十度分布在套管和埋入式檢測短節(jié)上，位于同一橫截面上的每一根光纖的兩端呈軸對稱分布。
[0007]上述埋入式檢測短節(jié)可包括短節(jié)本體，在短節(jié)本體的內(nèi)側(cè)有通孔，在短節(jié)本體的中部外側(cè)有外凸臺，在外凸臺上間隔分布有至少四個(gè)上下相通并呈螺旋狀的光纖埋入通槽，光纖通過固結(jié)劑固定安裝在光纖埋入通槽內(nèi)，在短節(jié)本體的上部和下部有外螺紋或內(nèi)螺紋。
[0008]上述每個(gè)光纖埋入通槽的螺旋升角可為四十五度，每個(gè)光纖埋入通槽上端的進(jìn)口與其下端的出口上下對應(yīng)。
[0009]上述外凸臺上可間隔九十度分布有四個(gè)光纖埋入通槽。
[0010]上述光纖埋入通槽的橫截面可呈開口朝向外側(cè)的U型；或/和，外凸臺的上部呈上窄下寬的錐臺形，外凸臺的下部呈上寬下窄的錐臺形；或/和，短節(jié)本體的上部有內(nèi)螺紋，在短節(jié)本體的下部有外螺紋，位于短節(jié)本體上部的套管與短節(jié)本體的上部通過螺紋固定安裝在一起，位于短節(jié)本體下部的套管與短節(jié)本體的下部通過螺紋固定安裝在一起。
[0011 ] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其在對套管柱進(jìn)行應(yīng)變檢測的過程中，埋入式檢測短節(jié)的設(shè)置能夠防止光纖發(fā)生移位，保障了光纖的安裝方位，提高了檢測獲得的全井段套管柱應(yīng)變數(shù)據(jù)的測試精度，同時(shí)，將水泥環(huán)與光纖進(jìn)行隔離，避免了水泥環(huán)對光纖采集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)造成的干擾，進(jìn)一步提高了檢測獲得的全井段套管柱應(yīng)變數(shù)據(jù)的測試精度。
【附圖說明】
[0012]附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖2為埋入式檢測短節(jié)的主視半剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖3為附圖2中鋪設(shè)光纖后的A-A向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中的編碼分別為:I為應(yīng)變測試裝置，2為套管，3為埋入式檢測短節(jié)，4為光纖，5為短節(jié)本體，6為通孔，7為外凸臺，8為光纖埋入通槽，9為水泥環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0017]在本實(shí)用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布圖方向來確定的。
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0019]如附圖1至3所示，該油氣井井下套管柱分布式光纖全程在線應(yīng)力檢測裝置包括應(yīng)變測試裝置I和至少三節(jié)的套管2，在至少一對相鄰的套管2之間固定安裝有埋入式檢測短節(jié)3，其余相鄰的套管2固定安裝在一起，在套管2的外側(cè)間隔固定安裝有至少兩根分別呈U型并軸向?qū)ΨQ的光纖4，光纖4的一段呈螺旋狀固定安裝在埋入式檢測短節(jié)3上，呈螺旋狀的光纖4的螺旋升角為四十五度，每根光纖4的信號輸入端與應(yīng)變測試裝置I的信號輸出端電連接在一起，每根光纖4的信號輸出端與應(yīng)變測試裝置I的信號輸入端電連接在一起。埋入式檢測短節(jié)3的設(shè)置能夠防止光纖4發(fā)生移位，保障了光纖4的安裝方位，提高了檢測獲得的全井段套管柱應(yīng)變數(shù)據(jù)的測試精度，同時(shí)，將水泥環(huán)9與光纖4進(jìn)行隔離，避免了水泥環(huán)9對光纖4采集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)造成的干擾，進(jìn)一步提高了檢測獲得的全井段套管柱應(yīng)變數(shù)據(jù)的測試精度；應(yīng)變測試裝置I為現(xiàn)有公知技術(shù)，其可采用布里淵光時(shí)域分析儀。
[0020]可根據(jù)實(shí)際需要，對上述油氣井井下套管柱分布式光纖全程在線應(yīng)力檢測裝置作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0021]如附圖1至3所示，光纖4為兩根，一根光纖4與另一根光纖4間隔九十度分布在套管2和埋入式檢測短節(jié)3上，位于同一橫截面上的每一根光纖4的兩端呈軸對稱分布。
[0022]如附圖1至3所示，埋入式檢測短節(jié)3包括短節(jié)本體5，在短節(jié)本體5的內(nèi)側(cè)有通孔6，在短節(jié)本體5的中部外側(cè)有外凸臺7，在外凸臺7上間隔分布有至少四個(gè)上下相通并呈螺旋狀的光纖埋入通槽8，光纖4通過固結(jié)劑固定安裝在光纖埋入通槽8內(nèi)，在短節(jié)本體5的上部和下部有外螺紋或內(nèi)螺紋。光纖埋入通槽8的設(shè)置能夠防止光纖4發(fā)生移位，保障了光纖4的安裝方位，將水泥環(huán)9與檢測光纖進(jìn)行隔離，避免水泥環(huán)9對檢測光纖采集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)造成的干擾。
[0023]如附圖1至3所示，每個(gè)光纖埋入通槽8的螺旋升角為四十五度，每個(gè)光纖埋入通槽8上端的進(jìn)口與其下端的出口上下對應(yīng)。每個(gè)光纖埋入通槽8上端的進(jìn)口與其下端的出口上下對應(yīng)的設(shè)置能夠保證與埋入式檢測短節(jié)3相鄰的兩節(jié)套管2上的測試光纖的鋪設(shè)方位的一致性，進(jìn)一步提高了檢測獲得的套管柱應(yīng)變數(shù)據(jù)的測試精度。
[0024]如附圖1至3所示，外凸臺7上間隔九十度分布有四個(gè)光纖埋入通槽8。
[0025]如附圖1至3所示，光纖埋入通槽8的橫截面呈開口朝向外側(cè)的U型；或/和，夕卜凸臺7的上部呈上窄下寬的錐臺形，外凸臺7的下部呈上寬下窄的錐臺形；或/和，短節(jié)本體5的上部有內(nèi)螺紋，