本發(fā)明涉及油氣田腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

腐蝕監(jiān)測(cè)是油氣田安全生產(chǎn)的重要預(yù)警措施，各種腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于油氣生產(chǎn)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備及管道的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，已成為油氣田生產(chǎn)必要的保障。近年來，隨著油田采出液含水率的提高，油氣生產(chǎn)各系統(tǒng)的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)將極大增強(qiáng)。同時(shí)，co2驅(qū)、稠油熱采等采油新技術(shù)的應(yīng)用使co2、h2s等腐蝕性氣體涌入生產(chǎn)系統(tǒng)，更加增強(qiáng)了采出液的腐蝕性。在油氣開發(fā)的新形勢(shì)下，腐蝕監(jiān)測(cè)和腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)保障安全生產(chǎn)顯得尤為重要。

目前，井下腐蝕信息的獲取主要側(cè)重于腐蝕形貌的定期檢測(cè)，僅能獲取腐蝕結(jié)果卻不能獲取井下腐蝕速率，如機(jī)械式井徑儀、超聲測(cè)井儀、井下照相機(jī)和電磁測(cè)井儀等。為了解決上述問題，于2015年3月25日公布的中國專利申請(qǐng)cn201410722531提供了一種“用于井下管柱腐蝕在線監(jiān)測(cè)的探針技術(shù)和方法”，其通過電阻探針和交流阻抗探針的優(yōu)化設(shè)計(jì)和集成，實(shí)現(xiàn)井下油氣套管或管柱的腐蝕速率的快速在線監(jiān)測(cè)。該探針可用于測(cè)試油套管環(huán)形空間內(nèi)或油管尾管內(nèi)腐蝕等工況，但無法實(shí)現(xiàn)任意深度油管內(nèi)多相流體腐蝕的在線監(jiān)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、密封性好，提高了高溫高壓環(huán)境下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，其包括：安裝管，兩端連接于油管；長(zhǎng)密封管，固定設(shè)置于安裝管的壁體；電路系統(tǒng)，封裝于長(zhǎng)密封管內(nèi)；以及腐蝕探頭，電連接于電路系統(tǒng)并穿設(shè)安裝管的壁體以直接接觸經(jīng)由油管流入安裝管內(nèi)的多相流體從而實(shí)現(xiàn)油管內(nèi)多相流體腐蝕的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明的有益效果如下：

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，電路系統(tǒng)和腐蝕探頭設(shè)置于安裝管上，而安裝管安裝于兩節(jié)油管之間并與各油管保持同心，從而不會(huì)對(duì)油管內(nèi)的井下工具產(chǎn)生影響。井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置的這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，且安裝方便、密封性好，提高了高溫高壓環(huán)境下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置的簡(jiǎn)化示意圖。

圖2是圖1變形圖。

圖3是沿圖2中的a-a線切分后的截面圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1安裝管41封裝殼體

11長(zhǎng)溝槽42測(cè)試試片

12深溝槽43密封圈

13第二深溝槽5輔助供電模塊

2長(zhǎng)密封管6高壓密封插頭

3電路系統(tǒng)7溫度傳感器

31供電電路模塊8壓力傳感器

32數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路模塊9線纜固定接頭

33數(shù)據(jù)采集電路模塊c軸向方向

4腐蝕探頭d徑向方向

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置。

參照?qǐng)D1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置包括：安裝管1，兩端連接(如螺紋連接)于油管；長(zhǎng)密封管2，固定設(shè)置于安裝管1的壁體；電路系統(tǒng)3，封裝于長(zhǎng)密封管2內(nèi)；以及腐蝕探頭4，電連接于電路系統(tǒng)3并穿設(shè)安裝管1的壁體以直接接觸經(jīng)由油管流入安裝管1內(nèi)的多相流體從而實(shí)現(xiàn)油管內(nèi)多相流體腐蝕的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，電路系統(tǒng)3和腐蝕探頭4設(shè)置于安裝管1上，而安裝管1安裝于兩節(jié)油管之間并與各油管保持同心，從而不會(huì)對(duì)油管內(nèi)的井下工具產(chǎn)生影響。井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置的這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，且安裝方便、密封性好，提高了高溫高壓環(huán)境下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，參照?qǐng)D1和圖2，安裝管1可設(shè)置有：長(zhǎng)溝槽11，沿安裝管1的軸向方向形成于安裝管1的壁體；第一深溝槽12，沿安裝管1的徑向方向貫穿安裝管1的壁體。其中，長(zhǎng)密封管2嵌入安裝管1的長(zhǎng)溝槽11內(nèi)，腐蝕探頭4嵌入安裝管1的第一深溝槽12內(nèi)以直接接觸經(jīng)由油管流入安裝管1內(nèi)的多相流體。

參照?qǐng)D1和圖2，電路系統(tǒng)3可包括：供電電路模塊31、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路模塊32以及數(shù)據(jù)采集電路模塊33。這里，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路模塊32和數(shù)據(jù)采集電路模塊33具有屏蔽外界電信號(hào)的功能，供電電路模塊31具有電壓過載自我保護(hù)功能。具體地，供電電路模塊31設(shè)置有電子開關(guān)，工作電壓范圍一般為20v至40v，若超過此范圍，電子開關(guān)會(huì)自動(dòng)切斷電路，電路系統(tǒng)3停止工作以實(shí)現(xiàn)自保護(hù)，避免了井下雜散放電信號(hào)的干擾。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路模塊32設(shè)置有電流信號(hào)放大功能，以確保井下信號(hào)經(jīng)過電纜傳輸至地面時(shí)不失真。數(shù)據(jù)采集電路模塊33集成有用于存儲(chǔ)井下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置還可包括：地面接收儀(未示出)，電連接于外部供電裝置(未示出)和電路系統(tǒng)3以為電路系統(tǒng)3供電，且實(shí)時(shí)接收腐蝕探頭4獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(即腐蝕速率信號(hào))。由于腐蝕探頭4電連接于電路系統(tǒng)3的數(shù)據(jù)采集電路模塊33，腐蝕探頭4獲取的腐蝕速率信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)采集電路模塊33的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中。地面接收儀能夠?qū)崟r(shí)讀取和定期清除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。這里，外部供電裝置經(jīng)由地面接收儀通常為井下電路提供35v直流電。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置還可包括：輔助供電模塊5，設(shè)置于長(zhǎng)溝槽11內(nèi)，并電連接于電路系統(tǒng)3以為電路系統(tǒng)3供電。輔助供電模塊5經(jīng)由高壓密封插頭6電連接于長(zhǎng)密封管2內(nèi)的電路系統(tǒng)3。這里，輔助供電模塊5可為耐高溫電池組，用于在無外部供電裝置或有外部供電裝置但不供電的情況下起作用。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，參照?qǐng)D1和圖2，腐蝕探頭4經(jīng)由高壓密封插頭6電連接于長(zhǎng)密封管2內(nèi)的電路系統(tǒng)3。腐蝕探頭4可包括：封裝殼體41，嵌入安裝管1的第一深溝槽12內(nèi)；以及測(cè)試試片42，安裝(如內(nèi)嵌)于封裝殼體41的底部，用于直接接觸經(jīng)由油管流入安裝管1內(nèi)的多相流體。測(cè)試試片42可為電感型試片、電阻型試片或電化學(xué)型試片。這里，腐蝕探頭4與安裝管1和長(zhǎng)密封管2之間的安裝和拆卸簡(jiǎn)單，且腐蝕探頭4為易耗材，在每次測(cè)試前需要檢查測(cè)試試片42的探測(cè)面，必要時(shí)更換測(cè)試試片42或直接更換整個(gè)腐蝕探頭4。此外，安裝管1、封裝殼體41以及測(cè)試試片42的材質(zhì)優(yōu)選能夠耐受高溫高壓環(huán)境(如125℃高溫環(huán)境)的材質(zhì)。測(cè)試試片42的材質(zhì)一般與油管相同，但不僅限如此，亦可根據(jù)需求進(jìn)行定制。安裝管1可由不銹鋼材料制成。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，第一深溝槽12內(nèi)形成有臺(tái)階面(未示出)，封裝殼體41形成有延伸部(未示出)，封裝殼體41在嵌入第一深溝槽12內(nèi)時(shí)，延伸部止擋在第一深溝槽12內(nèi)的臺(tái)階面上。參照?qǐng)D1和圖2，腐蝕探頭4還可包括：密封圈43，設(shè)置于封裝殼體41與第一深溝槽12之間以密封連接封裝殼體41與第一深溝槽12。這里，封裝殼體41與安裝管1之間的安裝和拆卸簡(jiǎn)單，同時(shí)密封圈43的設(shè)置保證了封裝殼體41與安裝管1之間的密封性，從而提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，參照?qǐng)D1和圖2，安裝管1還可設(shè)置有：第二深溝槽13，沿安裝管1的徑向方向貫穿安裝管1的壁體。井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置還可包括：壓力傳感器8，嵌入第二深溝槽13內(nèi)以直接接觸經(jīng)由油管流入安裝管1內(nèi)的多相流體；以及溫度傳感器7，設(shè)置于安裝管1的長(zhǎng)溝槽11內(nèi)。溫度傳感器7和壓力傳感器8電連接于數(shù)據(jù)采集電路模塊33，數(shù)據(jù)采集電路模塊33的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元實(shí)時(shí)存儲(chǔ)溫度傳感器7監(jiān)測(cè)出的溫度和壓力傳感器8監(jiān)測(cè)出的壓力。其中，溫度傳感器7可位于長(zhǎng)密封管2內(nèi)，也可位于長(zhǎng)溝槽11內(nèi)的其它位置。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，測(cè)試試片42的探測(cè)面優(yōu)選為平面，壓力傳感器7的測(cè)試面也優(yōu)選為平面，安裝后，測(cè)試試片42的探測(cè)面與安裝管1的內(nèi)表面齊平，壓力傳感器7的測(cè)試面與安裝管1的內(nèi)表面齊平。從而測(cè)試試片42與壓力傳感器7的安裝位置不會(huì)影響油管內(nèi)多相流體的流型以及井下工具的正常使用，保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的代表性，同時(shí)避免出現(xiàn)抽油桿偏磨等問題。

在根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置中，井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置可為一個(gè)或多個(gè)。當(dāng)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置為一個(gè)時(shí)，該一個(gè)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于井下任意深度的兩節(jié)油管之間；當(dāng)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置為多個(gè)時(shí)，多個(gè)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置在井下串聯(lián)連接。參照?qǐng)D1和圖2，井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置還可包括：線纜固定接頭9(如電纜自鎖式連接接頭)，設(shè)置于安裝管1的兩端且處于長(zhǎng)溝槽11內(nèi)，兩個(gè)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置之間經(jīng)由線纜固定接頭9串聯(lián)連接。

在這里補(bǔ)充說明的是，多個(gè)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置可分布在井下任意深度，從而實(shí)現(xiàn)任意深度油管內(nèi)多相流體腐蝕的在線監(jiān)測(cè)。各井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置彼此獨(dú)立且均連接于地面接收儀，地面接收儀可實(shí)時(shí)獲取任意一個(gè)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置能夠耐受的最高溫度上限值為125℃，最高壓力上限值為60mpa，可在3000米深井下極端環(huán)境中正常使用。同時(shí)該裝置可適用于不同的油井(如采油井、采氣井、注水井、注氣井等)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)出油管內(nèi)的溫度、壓力和腐蝕速率信號(hào)，并在地面進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取與分析，從而對(duì)于井下腐蝕評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)分析和腐蝕預(yù)測(cè)具有直接借鑒價(jià)值。此外，在監(jiān)測(cè)過程中只需要更換腐蝕探頭4，大大降低了裝置成本，具備明顯的經(jīng)濟(jì)可行性。

最后補(bǔ)充說明根據(jù)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置在實(shí)驗(yàn)室模擬和現(xiàn)場(chǎng)模擬時(shí)的情況。

實(shí)驗(yàn)室模擬：(1)將本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置放置在高壓釜中，并將高壓釜的壓力升高至60mpa，保持30分鐘，隨后再逐漸降低壓力，本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置在整個(gè)過程中未出現(xiàn)損壞；將本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置放置在烘箱中，并將烘箱的溫度升高至125℃，保持72小時(shí)，本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置在該過程中也未出現(xiàn)損壞。從而驗(yàn)證出本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置的密封性好，保證了電路的穩(wěn)定性。此外當(dāng)本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置處于125℃，腐蝕探頭4還具有溫度補(bǔ)償功能，從而進(jìn)一步保證了電路的穩(wěn)定性。(2)將本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置(其中腐蝕探頭4的測(cè)試試片42的面積為1.0cm²)置于普通自來水中，并經(jīng)40小時(shí)測(cè)試，得到的腐蝕速率為0.065mm/a，與在同樣環(huán)境中采用標(biāo)準(zhǔn)腐蝕掛片(傳統(tǒng)技術(shù))測(cè)試時(shí)獲得數(shù)據(jù)相當(dāng)。從而驗(yàn)證出本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置得出的測(cè)試數(shù)據(jù)具有可靠性。

現(xiàn)場(chǎng)模擬：將本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置置于1000米的井下(此處溫度約40℃、壓力約14mpa)，并保持60分鐘，整個(gè)井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行正常，井下通訊正常，溫度傳感器7和壓力傳感器8反應(yīng)敏感，獲得的腐蝕速率數(shù)據(jù)符合該環(huán)境實(shí)際情況，本發(fā)明的井下腐蝕監(jiān)測(cè)裝置達(dá)到預(yù)期的效果。