專利名稱：高溫長效電子壓力計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在油田稠油和超稠油油藏井下使用的存儲式電子測試儀器，特別涉及一種能夠在油井注汽放噴后連續(xù)監(jiān)測一個采油生產(chǎn)周期，測出流溫、流壓及壓力恢復(fù)資料的測試儀器，屬石油儀器儀表類。
稠油和超稠油油藏與常規(guī)油藏相比，其開采難度大，一般采用蒸汽吞吐工藝技術(shù)開采。油井注汽投產(chǎn)后，通過對井下溫度、壓力等有關(guān)參數(shù)進行監(jiān)測，可以隨時掌握井下油藏動態(tài)變化情況，對于指導(dǎo)油井生產(chǎn)非常必要。在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然油田上已在使用井下溫度計、井下壓力計、井下雙參數(shù)測試儀和井下四參數(shù)測試儀等幾種儀器進行井下參數(shù)的測試工作，但在不同程度上都存在性能方面的限制，不能完全滿足測試要求，主要問題是上述儀器均不能在高溫井下連續(xù)長時間地工作，因此無法滿足稠油和超稠油油藏開發(fā)過程中動態(tài)監(jiān)測的需要。
本實用新型的目的在于提供一種高溫長效電子壓力計，該儀器能夠在井下高溫、高壓環(huán)境下長時間連續(xù)工作，跟蹤整個采油周期，對井下溫度和壓力進行同步測量，不影響油井的正常生產(chǎn)。
本實用新型的目的是靠設(shè)計一種高溫長效電子壓力計實現(xiàn)的。該儀器包括監(jiān)測井下油藏溫度、壓力變化的測試儀和托筒兩部分。測試儀是儀器的主體，由測量段、連接在測量段下部的密封段、密封段下部的絕熱段、以及位于絕熱段中的傳感器和數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)等組成。
所述測量段屬于儀器部分，包括熱電偶或者鉑電阻，還包括感壓膜盒，以及與絕熱段內(nèi)的壓力傳感器相連的傳導(dǎo)毛細(xì)管；密封段用于隔絕外部測試介質(zhì)的高壓環(huán)境，包括密封螺母、密封頭、連接頭及一個隔離墊圈錐型銅環(huán)；所述絕熱段包括起到保溫和隔熱作用的金屬杜瓦瓶，起到縱向絕熱作用的瓶塞和均熱管，以及與托筒減振裝置對接的連接頭；所述數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)，是由耐高溫芯片和電子元器件構(gòu)成的單片機系統(tǒng)，設(shè)計成數(shù)據(jù)采集機芯，用于接收壓力傳感器的壓力值信號及熱電偶所產(chǎn)生的溫度信號，經(jīng)過放大器，A/D轉(zhuǎn)換器，將所測溫度、壓力模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號存貯在存儲器內(nèi)，通過計算獲得溫度、壓力值。
所述托筒是儀器的載體，內(nèi)部放置測試儀器。托筒主要由外殼和減振裝置兩部分組成，外殼起保護殼作用，避免儀器在起下井過程中的損壞。外殼包括導(dǎo)向部分、篩管進油部分、短節(jié)和接頭等。減振裝置安裝在外殼上，設(shè)在儀器與托筒的連接部位之間，其作用是減少起下井及工作過程中所產(chǎn)生的振動對儀器的傷害。
本實用新型的高溫長效電子壓力計與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果
1.由于采用金屬杜瓦瓶進行隔熱，能夠在高溫高壓環(huán)境下長時間工作，且安全可靠。
2.瓶塞對瓶體的密封采用錐面密封形式，能夠在長時間高壓狀態(tài)下保持良好密封，滿足了測試儀實際工作需要。
3.該儀器操作簡單、成本低廉、精度高、穩(wěn)定性好。


圖1是本實用新型托筒的縱向剖視圖。
圖2是本實用新型測試儀的縱向剖視圖。
圖3是本實用新型的傳感器及井下單片機數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)原理框圖。
以下結(jié)合附圖1至3所給出的實施例，對本實用新型做進一步的描述。
實施例中的高溫長效電子壓力計由托筒和測試儀兩部分組成。
托筒包括接頭1、上短接2、接箍3、下短節(jié)4、篩管5、導(dǎo)向頭6和彈簧體7等零部件。接頭1兩端有內(nèi)螺紋，上部螺紋與抽油管柱相連，下部與上短接2相連；上短接2兩端有外螺紋，下端的外螺紋與接箍3相連；接箍3的下端用螺紋與下短節(jié)4相連；下短節(jié)4的下面是篩管5和導(dǎo)向頭6，這些零部件之間均以螺紋形式相互連接。彈簧體7裝在托筒的內(nèi)腔。
測試儀包括測量段、密封段、絕熱段、以及絕熱段內(nèi)的數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)。測量段包括一個導(dǎo)熱良好的金屬殼體8、位于殼體8中的感壓膜盒9、和一個用于測量溫度的熱電偶10以及壓力傳導(dǎo)毛細(xì)管11。殼體8前端有一個φ40的圓孔與外部相通，保證感壓膜盒9和熱電偶10與測試介質(zhì)暢通接觸。壓力傳導(dǎo)毛細(xì)管11經(jīng)連接頭15和瓶塞19的內(nèi)孔，與絕熱段內(nèi)的壓力傳感器12相接，并將感壓膜盒9感知的壓力傳導(dǎo)到壓力傳感器12，壓力傳感器12為多晶硅壓力傳感器或硅藍(lán)寶石壓力傳感器或淺射薄膜傳感器。熱電偶10冷端經(jīng)連接頭15和瓶塞19的內(nèi)孔延伸到絕熱段內(nèi)。密封段包括一個密封螺母13、密封頭14、連接頭15及一個隔離墊圈錐型銅環(huán)16。密封頭14與絕熱段外殼17焊接在一起，為中空的環(huán)形體，其內(nèi)孔的上部為母形錐面，連接頭15中部有一個公形錐面體，其角度與密封頭14母形錐面角度吻合，使用時密封銅環(huán)16(由紫銅制成)位于其間，與兩個錐面緊密接觸，通過旋緊密封螺母13壓緊紫銅墊16，起到高壓密封作用，從而保證絕熱段中的腔體在測試過程中處于完全密封狀態(tài)。絕熱段包括外殼17、金屬杜瓦瓶18、瓶塞19、均熱管20、金屬吸熱劑21、儀器連接頭22。金屬杜瓦瓶18置于外殼17內(nèi)，其內(nèi)部被抽成真空，保證壓力計在外部環(huán)境溫度為200℃時，168小時內(nèi)儀器艙內(nèi)溫升不超過150℃(根據(jù)現(xiàn)場實驗，一般油井熱采初期啟抽168小時以后，井下環(huán)境溫度將小于150℃)。瓶塞19為中空的圓柱體，位于連接頭15下部，內(nèi)部灌裝金屬吸熱劑，以吸收儀器艙內(nèi)的熱量。壓力傳導(dǎo)毛細(xì)管11和熱電偶10傳導(dǎo)線從其內(nèi)孔穿過。均熱管20與瓶塞19相接，其內(nèi)部灌裝金屬吸熱劑，以吸收儀器艙內(nèi)熱量，其良好的導(dǎo)熱性可保證儀器艙內(nèi)溫度均勻。儀器連接頭22位于儀器外殼17的尾部，與托筒內(nèi)的彈簧體7連接，保證壓力計固定于托筒內(nèi)。
單片機數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)包括壓力變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、數(shù)據(jù)存儲器、地面主機、電源。壓力變送器將壓力傳感器12的壓力信號轉(zhuǎn)變成電信號送到A/D轉(zhuǎn)換器中，A/D轉(zhuǎn)換器將壓力電信號和熱電偶10感知的溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入單片機中，單片機將溫度、壓力信號進行處理，存入數(shù)據(jù)存儲器中，測試結(jié)束后，地面主機通過電纜將存儲器中的數(shù)據(jù)回放。電源為6V耐高溫高能鋰電池，可保證數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)正常工作6個月以上。
權(quán)利要求1.一種油田稠油和超稠油開采中用于井下連續(xù)測量溫度和壓力的高溫長效電子壓力計，包括測試儀和托筒兩部分，其特征在于測試儀由測量段，連接在測量段下面的密封段，密封段下部的絕熱段，以及位于絕熱段中的傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成，托筒由外殼和減振裝置等組成，測量元件包括熱電偶、感壓膜盒，以及與壓力傳感器相連的傳導(dǎo)毛細(xì)管；絕熱元件包括金屬杜瓦瓶、瓶塞和均熱管，密封采用金屬環(huán)錐形密封，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括耐高溫芯片和電子元器件構(gòu)成的單片機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫長效電子壓力計，其特征在于托筒包括接頭(1)、上短節(jié)(2)、接箍(3)下短節(jié)(4)、篩管(5)、導(dǎo)向頭(6)和彈簧體(7)等，接頭(1)下部用螺紋與上短節(jié)(2)相連，上短節(jié)(2)用螺紋與接箍(3)相連，接箍(3)用螺紋與下短節(jié)(4)相連，下短節(jié)(4)的下面繼續(xù)用螺紋連接篩管(5)和導(dǎo)向頭(6)，彈簧體(7)裝在托筒的內(nèi)腔，測試儀包括導(dǎo)熱金屬殼體(8)、感壓膜盒(9)、熱電偶(10)、傳壓毛細(xì)管(11)、壓力傳感器(12)、密封螺母(13)、密封頭(14)、連接頭(15)、密封鋼環(huán)(16)、外殼(17)、金屬杜瓦瓶(18)、瓶塞(19)、均熱管(20)、金屬吸熱劑(21)和儀器連接頭(22)等，感壓膜盒(9)、熱電偶(10)和傳壓毛細(xì)管(11)位于殼體(8)內(nèi)，傳感毛細(xì)管(11)經(jīng)連接頭(15)和瓶塞(19)的內(nèi)孔與壓力傳感器(12)相接，熱電偶(10)冷端經(jīng)連接頭(15)和瓶塞(19)內(nèi)孔延伸至絕熱段內(nèi)，密封頭(14)與絕熱段外殼(17)焊在一起，密封頭(14)的母形錐面與連接頭(15)的公形錐面裝合，中間加密封銅環(huán)(16)，密封螺母(13)壓緊密封銅環(huán)(16)，金屬杜瓦瓶(18)置于外殼(17)內(nèi)，瓶塞(19)位于連接頭(15)的下部，內(nèi)裝金屬吸熱劑(21)，傳壓毛細(xì)管(11)和熱電偶(10)的傳導(dǎo)線從其內(nèi)孔穿過，均熱管(20)與瓶塞(19)相接，內(nèi)部也裝金屬吸熱劑(21)，儀器連接頭(22)位于儀器外殼(17)尾部，與托筒內(nèi)彈簧體(7)連接，壓力變送器將壓力傳感器(12)的信號轉(zhuǎn)換后送至A/D轉(zhuǎn)換器中，A/D轉(zhuǎn)換器將壓力和溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送單片機中處理，并將數(shù)據(jù)存入存儲器中，地面主機將數(shù)據(jù)回放。
專利摘要本實用新型的高溫長效電子壓力計是一種油田稠油和超稠油開采中使用的井下存儲式測試儀器。該儀器能在油井注汽放噴后,在一個采油周期內(nèi)連續(xù)測出井下流溫、流壓及壓力恢復(fù)的數(shù)據(jù)。高溫長效電子壓力計由測試儀和托筒兩部分組成。測試儀是儀器的主體,托筒是儀器的載體。該儀器的優(yōu)點是能夠在高溫高壓的環(huán)境下長時間的工作,且安全可靠。此外,該儀器還具有操作簡單,成本低廉,精度高,穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
文檔編號G01K13/00GK2394005SQ99224360
公開日2000年8月30日 申請日期1999年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月1日
發(fā)明者趙業(yè)衛(wèi), 崔士斌 申請人:遼河石油勘探局鉆采工藝研究院