一种煤层气井监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤层气井监测系统，属于煤层气开采技术领域。该煤层气井监测系统包括：光纤传感器、毛细钢管、铠装光缆、牵引部件以及地面数据处理单元；毛细钢管设置在煤层气井套管外固井水泥中，毛细钢管的第一端接近入煤层气井的偏心井口，毛细钢管的第二端接近煤层气井的井底并且穿入套管内部；光纤传感器与毛细钢管的第二端连接；铠装光缆的一端与地面数据处理单元连接，铠装光缆的另一端穿过毛细钢管与光纤传感器连接；牵引部件的一端与铠装光缆连接，牵引部件的另一端与光纤传感器连接。该监测系统不受煤层气生产的影响，适用于对垂直井、斜井/定向井以及水平井的温度压力进行监测，并且检修方便，便于长期监测。

Coal seam gas well monitoring system

The invention discloses a coal seam gas well monitoring system, belonging to the coal seam gas mining technical field. Including the CBM monitoring system: optical fiber sensor, capillary tube, armored cable, traction component and ground data processing unit is arranged in the casing; capillary tube of coalbed gas well cementing abroad, eccentric wellhead CBM into close to the first end of the steel capillary, capillary tube second side close to CBM bottom and internal threading the optical fiber sensor and the capillary tube; second end connection; the end is connected with the ground data processing unit armored cable is connected with the other end passes through the capillary steel fiber sensor armored cable; holding parts connected with the end of lead armored cable is connected with the other end of the traction unit of fiber optic sensor. The monitoring system is not affected by the production of coalbed methane. It is suitable for monitoring the temperature and pressure of vertical well, inclined shaft / directional well and horizontal well, and it is convenient to overhaul and is convenient for long-term monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气井监测系统
本专利技术涉及煤层气开采
，特别涉及一种煤层气井监测系统。
技术介绍
在煤层气生产中需要对煤层的温度、压力等参数进行监测。目前对煤层的温度、压力等参数进行监测的主要设备包括：液面回声仪、井内毛细管、压力计和井内光纤传感器。液面回声仪只能监测液面深度然后转化为压力不能监测温度，且误差较大。井内毛细管只能监测压力不能监测温度，且下入维护需要起下油管管柱，费用较高。压力计监测煤层温度和压力的方式有两种，一种是从油管和套管的环空下入，事故率较高，费用较大且只能在垂直井中进行短时间监测；另一种测量方式是将压力计绑定在油管上，下入维护需要起下油管管柱，费用较大且只能在垂直井中进行长时间监测。另外采用上述液面回声仪和环空压力计对煤层气井进行监测，都需要人工到现场进行数据采集，增加人工成本。而且我国煤层气井大多都位于山区，在冬季雨雪和夏季雷雨季节都无法到现场进行数据采集，从而影响了煤层气生产的正常进行。井内光纤传感器在虽然可以不需要工作人员到现场进行数据采集，但是其需要通过光缆绑定在油管上，下入维护需要起下油管管柱，费用较大且也只能在垂直井中进行长时间监测。综上，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：现有的煤层气井监测设备只能用于垂直井，而且煤层气生产过程中会对监测设备的准确度造成影响。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种不受煤层气生产过程影响并且适用于垂直井、斜井/定向井以及水平井的煤层气井监测系统。具体而言，包括以下技术方案：一种煤层气井监测系统，所述煤层气井监测系统包括：光纤传感器、毛细钢管、铠装光缆、牵引部件以及地面数据处理单元；所述毛细钢管设置在煤层气井套管外固井水泥中，所述毛细钢管的第一端接近所述煤层气井的偏心井口，所述毛细钢管的第二端接近入所述煤层气井的井底并且穿入所述套管内部；所述光纤传感器与所述毛细钢管的第二端连接；所述铠装光缆的一端与所述地面数据处理单元连接，所述铠装光缆的另一端穿过所述毛细钢管与所述光纤传感器连接；所述牵引部件的一端与所述铠装光缆连接，所述牵引部件的另一端与所述光纤传感器连接；所述光纤传感器用于采集煤层的温度及压力数据并将采集到的温度及压力数据通过激光信号形式发送，所述铠装光缆用于将所述光纤传感器发送的激光信号传送给所述地面数据处理单元，所述地面数据单元用于将所述激光信号转换为数字信号。进一步地，所述地面数据处理单元包括：激光发射接收模块以及光信号解调器；所述光纤传感器、激光发射接收模块以及光信号解调器之间通过所述铠装光缆顺次连接；所述激光发射接收模块用于向所述光纤传感器发射激光并接收由所述光纤传感器发送的激光信号，所述光信号解调器用于将所述激光信号转换为数字信号。进一步地，所述地面数据处理单元还包括：控制模块以及数据存储模块；所述控制模块通过所述铠装光缆与所述光信号解调器和所述数据存储模块连接；所述控制模块用于将所述光信号解调器得到的数字信号传输给所述数据存储模块；所述数据存储模块用于存储所述数字信号。进一步地，所述地面数据处理单元还包括：无线传输模块；所述无线传输模块通过所述铠装光缆与所述控制模块连接；所述控制模块还用于将所述光信号解调器得到的数字信号传输给所述无线传输模块；所述无线传输模块用于将所述数字信号传送至计算机网络。进一步地，所述地面数据处理单元还包括：数据显示模块；所述数据显示模块通过所述铠装光缆与所述控制模块连接；所述控制模块还用于将所述光信号解调器得到的数字信号传输给所述数据显示模块；所述数据模块用于将所述数字信号在显示设备上显示。进一步地，所述地面数据处理单元还包括：电源供电模块；所述电源供电模块通过电线与所述地面数据处理单元中的需电部件连接，为所述需电部件供电。进一步地，所述牵引部件与所述光纤传感器的连接处设置有第一连接件。进一步地，所述牵引部件与所述铠装光缆的连接处设置有第二连接件。进一步地，所述煤层气井监测系统还包括：毛细钢管保护器；所述毛细钢管保护器设置在所述煤层气井套管外固井水泥中并且套设在所述毛细钢管上。进一步地，所述牵引部件为钢丝绳。本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果是：本专利技术实施例提供的煤层气井监测系统是一种将光纤传感器通过套管外毛细钢管保护方式进行煤层气井压力温度永久监测的监测系统。该煤层气井监测系统中，用于传输激光信号的铠装光缆设置在位于煤层气井套管外固井水泥中的毛细钢管中。由于铠装光缆设置在煤层气井套管之外，因此能够避免煤层气井生产过程中对监测系统的影响，保证监测系统的正常运行。同时，由于毛细钢管的形状可以根据煤层气井套管的形状设置，因此，该煤层气井检测系统不仅适用于对垂直井的温度压力进行监测，也适用于对斜井/定向井以及水平井的温度压力进行监测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1中提供的煤层气井监测系统的结构示意图；图2为实施例1的煤层气井监测系统中地面单元的结构示意图；图3为实施例2中提供的煤层气井监测系统的结构示意图。附图标记分别表示：1-固井水泥，2-套管，3-油管，4-抽油泵，5-抽油杆，6-煤层，7-煤层气井采油树，8-偏心井口，9-第一连接件，10-光纤传感器，11-毛细钢管，12-铠装光缆，13-牵引部件，14-偏心井口密封口，15-第二连接件，16-地面数据处理单元，161-电线，162-电源供电模块，163-激光发射接收模块，164-光信号解调器，165-控制模块，166-数据显示模块，167-无线传输模块，168-数据存储模块。17-毛细钢管保护器。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1本实施例提供一种用于对垂直井的温度、压力进行监测的煤层气井监测系统，参见图1，该煤层气井监测系统包括：光纤传感器10、毛细钢管11、铠装光缆12、牵引部件13以及地面数据处理单元16。毛细钢管11设置在煤层气井套管2外固井水泥1中，毛细钢管11的第一端接近入煤层气井的偏心井口8，毛细钢管11的第二端接近煤层气井的井底并且穿入套管2内部。光纤传感器10与毛细钢管11的第二端连接。铠装光缆12的一端与地面数据处理单元16连接，铠装光缆12的另一端穿过毛细钢管11与光纤传感器10连接。牵引部件13的一端与铠装光缆12连接，牵引部件13的另一端与光纤传感器10连接。光纤传感器10用于采集煤层的温度及压力数据并将采集到的温度及压力数据通过激光信号形式发送，铠装光缆12用于将光纤传感器10发送的激光信号传送给地面数据处理单元16，地面数据单元16用于将激光信号转换为数字信号。本实施例提供的煤层气井监测系统是一种将光纤传感器通过套管外毛细钢管保护方式进行煤层气井压力温度永久监测的监测系统。该检测系统中，毛细钢管11为一根直管，其第二端为直角，当毛细钢管11的第二端下入煤层6中部并接近煤层气井井底后，该直角的水平部分穿入套管2内部，从而将光纤传感器10固定在煤层气井井底附近。牵引部件1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层气井监测系统，其特征在于，所述煤层气井监测系统包括：光纤传感器(10)、毛细钢管(11)、铠装光缆(12)、牵引部件(13)以及地面数据处理单元(16)；所述毛细钢管(11)设置在煤层气井套管(2)外固井水泥(1)中，所述毛细钢管(11)的第一端接近入所述煤层气井的偏心井口(8)，所述毛细钢管(11)的第二端接近所述煤层气井的井底并且穿入所述套管(2)内部；所述光纤传感器(10)与所述毛细钢管(11)的第二端连接；所述铠装光缆(12)的一端与所述地面数据处理单元(16)连接，所述铠装光缆(12)的另一端穿过所述毛细钢管(11)与所述光纤传感器(10)连接；所述牵引部件(13)的一端与所述铠装光缆(12)连接，所述牵引部件(13)的另一端与所述光纤传感器(10)连接；所述光纤传感器(10)用于采集煤层的温度及压力数据并将采集到的温度及压力数据通过激光信号形式发送，所述铠装光缆(12)用于将所述光纤传感器(10)发送的激光信号传送给所述地面数据处理单元(16)，所述地面数据单元(16)用于将所述激光信号转换为数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种煤层气井监测系统，其特征在于，所述煤层气井监测系统包括：光纤传感器(10)、毛细钢管(11)、铠装光缆(12)、牵引部件(13)以及地面数据处理单元(16)；所述毛细钢管(11)设置在煤层气井套管(2)外固井水泥(1)中，所述毛细钢管(11)的第一端接近入所述煤层气井的偏心井口(8)，所述毛细钢管(11)的第二端接近所述煤层气井的井底并且穿入所述套管(2)内部；所述光纤传感器(10)与所述毛细钢管(11)的第二端连接；所述铠装光缆(12)的一端与所述地面数据处理单元(16)连接，所述铠装光缆(12)的另一端穿过所述毛细钢管(11)与所述光纤传感器(10)连接；所述牵引部件(13)的一端与所述铠装光缆(12)连接，所述牵引部件(13)的另一端与所述光纤传感器(10)连接；所述光纤传感器(10)用于采集煤层的温度及压力数据并将采集到的温度及压力数据通过激光信号形式发送，所述铠装光缆(12)用于将所述光纤传感器(10)发送的激光信号传送给所述地面数据处理单元(16)，所述地面数据单元(16)用于将所述激光信号转换为数字信号。2.根据权利要求1所述的煤层气井监测系统，其特征在于，所述地面数据处理单元(16)包括：激光发射接收模块(163)以及光信号解调器(164)；所述光纤传感器(10)、激光发射接收模块(163)以及光信号解调器(164)之间通过所述铠装光缆(12)顺次连接；所述激光发射接收模块(163)用于向所述光纤传感器(10)发射激光并接收由所述光纤传感器(10)发送的激光信号，所述光信号解调器(164)用于将所述激光信号转换为数字信号。3.根据权利要求2所述的煤层气井监测系统，其特征在于，所述地面数据处理单元(16)还包括：控制模块(165)以及数据存储模块(168)；所述控制模块(165)通过所述铠装光缆(12)与所述光信号解调器(164)和所述数据存储模块(168)连接；所述控制模块(165)用于将...

【专利技术属性】
技术研发人员：门相勇，刘曰武，李忠百，徐永君，方惠军，肖芝华，闫霞，聂志宏，徐小虎，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中石油煤层气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11