一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置，其特征在于，该安装装置包括卡箍、第一外壳、第二外壳和信号发射端子；若干卡箍用于将第一外壳、第二外壳和供电电池与海洋钻井隔水管外壁卡设固定；第一外壳用于放置气侵监测装置和水声通讯装置，每一第二外壳均用于放置备用气侵监测装置；第一外壳与每一第二外壳内侧均开设有开口，第一外壳与每一第二外壳外侧均连接有开盖，每一开盖内侧均固定连接弹簧一端，每一弹簧另一端均固定连接压板；第一外壳上设置有信号发射端子；第一外壳内的气侵监测装置分别与每一第二外壳内备用气侵监测装置连接；第一外壳与每一第二外壳上均设置有接口，本实用新型专利技术可广泛用于深水钻井井控安全技术领域中。

Installation Device of a Deep Water Riser Outer Air Invasion Monitoring Device

The utility model relates to an installation device of an external air invasion monitoring device for a deepwater riser, characterized in that the installation device comprises a clamp, a first shell, a second shell and a signal transmitting terminal; a number of clamps are used for fixing the first shell, a second shell and a power supply battery with the outer wall of an offshore drilling riser; and the first shell is used for placing an air invasion monitoring device and an underwater acoustic communication device. Each second housing is used to place a spare air invasion monitoring device; the first housing and the inner side of each second housing are provided with openings, the first housing and the outer side of each second housing are connected with open covers, and the inner side of each open cover is fixed with one end of the spring, and the other end of each spring is fixed with a connecting pressure plate; the first housing is provided with a signal transmitting terminal; and the air invasion in the first housing is fixed with an open cover. The monitoring device is respectively connected with the spare gas invasion monitoring device in each second casing; the first casing and each second casing are provided with an interface, and the utility model can be widely used in the field of deep water drilling well control safety technology.

【技术实现步骤摘要】
一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置
本技术是关于一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置，属于深水钻井井控安全

技术介绍
自墨西哥湾深水钻井井喷漏油事故后，深水钻井井控安全重要性的评估越发受到人们关注。研究分析表明，在水深为1000m时，如果在隔水管中下部能够有效检测到侵入井筒的地层气体，及时采取井控措施，一般情况下是可以将井喷控制住的。因此，在隔水管中下部采用相应装置直接监测溢流，当地层气体进入隔水管且还未到达钻井平台时，能够及时发现溢流，减少深水钻井井喷事故及井喷爆炸事故，为深水钻井气侵溢流检测提供了一种新方法，尤其适合非钻进期间气侵溢流的监测。超声波多普勒气侵监测方法是利用超声波的多普勒效应对隔水管内部的流动状态进行测量，通过实验研究得出的超声波时差和超声波多普勒，均可实现对管道中清水受到气侵情况的管外检测。当超声波多普勒气侵监测装置采用同向发射接收安装方式下，随着含气率的增加，超声波多普勒气侵监测装置采集的多普勒信号的电压值呈现单调减小趋势，不同密度下呈现出相似的规律，均可实现含气率大于1％的识别。多普勒信号概率密度分布可明显区分井筒试验段内含气或不含气，因此，超声波多普勒气侵监测装置的同向发射接收安装方式适合水基钻井液气侵监测。同时，油基钻井液气侵模拟实验的结果表明，采用同向发射接收安装方式的超声波多普勒气侵监测装置采集的多普勒信号对含气率敏感，随着含气率的下降，多普勒信号的电压值呈下降趋势，可对含气率大于1％的情况进行识别，因此，超声波多普勒气侵监测方法可以作为油基钻井液气侵早期预警的检测方法。现有技术包括一种隔水管外气侵监测装置，该监测装置是基于超声波多普勒气侵监测方法含气率监测原理，通过测量超声波发射频率以及由流体中的微小颗粒产生的反射声波频率之间的频率差得到流体中固体颗粒或微小气泡的运动速度。由于气液两相流中超声波多普勒频移量与单相液体中不同，虽然主流流速相同，但是在气液两相流中存在大量的气泡，超声波在经过气液界面时出现频率变化，这也体现在气液两相流中的声波波速发生变化。通过在实验研究中引入声楔结构，测量值与流体真实流速之间的偏差仅由频移的偏差量决定。通过引入修正系数，可以得到真实流速与测量流速和频移量之间的关系。当隔水管内出现气侵时，尤其是早期小含气的情况下，超声波多普勒频移量会出现突变，测量速度大幅降低。因此，可以看出在隔水管外部加装气侵监测装置可以检测出井筒或者隔水管内部出现的早期气侵，并具有很高的敏感度。现有技术还包括一种超声波多普勒气侵监测装置，主要包括安装在平台上的主机以及安装在隔水管上的两个气侵监测装置，两气侵监测装置之间以及气侵监测装置和主机之间由耐腐蚀的铠装电缆连接，电缆经由月池沿隔水管延伸至气侵监测装置，铠装电缆为7芯电缆，提供气侵监测装置的电源和信号传输。然而，气侵监测装置的安装作业是在隔水管下入过程中进行的，占用隔水管下入时间，且该安装作业为高空作业，存在作业人员的人身安全问题，在安装过程中需要顺导和铺装提供电源和信号传输的铠装电缆，需要作业人员和作业时间。其次，该安装作业会对深水钻井现场的其他作业造成干扰，也影响隔水管的下放作业，不能充分满足深水现场作业要求。同时，该安装作业还需要在下放隔水管过程中在隔水管上完成气侵监测装置的卡箍安装，需要控制卡箍紧固度，过松或过紧均会影响气侵监测效果，甚至出现无法实现对井筒气侵进行探测的情况，导致安装失败。因为深水钻井作业进度的要求，在后续作业过程中一般不会中途起出隔水管，因此，一旦气侵监测装置安装失败，整口井后续作业过程中没有重新安装隔水管气侵监测装置的机会。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种能够提高安装效率与成功率且能够降低作业时间和成本的深水隔水管外气侵监测装置的安装装置。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置，其特征在于，该安装装置包括卡箍、第一外壳、第二外壳和信号发射端子；平行间隔设置的若干所述卡箍用于将所述第一外壳、一个以上的所述第二外壳和供电电池与海洋钻井隔水管的外壁卡设固定；所述第一外壳用于放置气侵监测装置和水声通讯装置，每一所述第二外壳均用于放置备用的气侵监测装置；所述第一外壳与每一所述第二外壳内侧均开设有使得所述气侵监测装置的探测金属面与所述海洋钻井隔水管的外壁直接接触的开口，所述第一外壳与每一所述第二外壳外侧均连接有开盖，每一所述开盖内侧均固定连接弹簧的一端，每一所述弹簧的另一端均固定连接用于接触所述气侵监测装置的压板；所述第一外壳上设置有用于使得所述水声通讯装置进行信号传输的所述信号发射端子；所述第一外壳内的气侵监测装置分别与每一所述第二外壳内的备用气侵监测装置连接；所述第一外壳与每一所述第二外壳上均设置有用于连接对应所述供电电池并为各用电部件供电的接口。优选地，所述第一外壳与每一所述第二外壳的顶部和底部均分别设置有用于连接所述卡箍的螺钉。优选地，所述卡箍采用卡瓣式卡箍或柔性扎带式卡箍。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术将原有的以有线方式进行探测信号传输的海洋钻井隔水管外井筒气侵监测装置改进为无线传输方式，可以避免安装气侵监测装置过程中的线缆铺装作业，同时，外壳与卡箍可以在隔水管位于甲板放置区时进行预安装，待隔水管下放入水前，再将气侵监测装置和水声通讯装置放置于预安装的外壳内，从而提高气侵监测装置的安装效率，缩短安装作业时间，降低深水作业成本。2、现有的超声波多普勒气侵监测装置在进行海试时，由于考虑深水水下环境因素，为避免下水后装置松脱，在安装气侵监测装置过程中，加强了对卡箍的紧固，导致气侵监测装置的探测金属面与隔水管外壁贴合力过大，影响多普勒探测信号的质量，本技术通过设置在外壳一侧的开盖上的弹簧的压板，在空间一定下，弹簧受压缩后的回弹力保持一定，从而实现放置于外壳内的气侵监测装置的探测金属面与隔水管外壁的贴合力保持一定，能够有效降低安装过程中因贴合力过大而导致安装失败的风险，深水作业一次安装的成功率至关重要，关乎整口井后续作业的效率与安全，本技术有利于避免将安装失败的气侵监测装置跟随隔水管下入深水水底，在后续作业过程中又无法重新安装的尴尬与困境，可以广泛应用于深水钻井井控安全
中。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的左视图。具体实施方式以下结合附图来对本技术进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本技术，它们不应该理解成对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1、图2所示，本技术提供的深水隔水管外气侵监测装置的安装装置包括卡箍1、第一外壳2、第二外壳3、弹簧4、信号发射端子5、铠装线缆6和接口。海洋钻井隔水管7的外壁间隔卡设固定有三个卡箍1，位于上部和中部的卡箍1卡设固定第一外壳2和第二外壳3，位于中部和下部的卡箍1卡设固定第一供电电池8和第二供电电池9，第一外壳2用于放置气侵监测装置和水声通讯装置，第二外壳3用于放置备用的气侵监测装置，气侵监测装置用于对海洋钻井隔水管7进行气侵监测得到的电信号，水声通讯装置用于对电信号进行处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置，其特征在于，该安装装置包括卡箍、第一外壳、第二外壳和信号发射端子；平行间隔设置的若干所述卡箍用于将所述第一外壳、一个以上的所述第二外壳和供电电池与海洋钻井隔水管的外壁卡设固定；所述第一外壳用于放置气侵监测装置和水声通讯装置，每一所述第二外壳均用于放置备用的气侵监测装置；所述第一外壳与每一所述第二外壳内侧均开设有使得所述气侵监测装置的探测金属面与所述海洋钻井隔水管的外壁直接接触的开口，所述第一外壳与每一所述第二外壳外侧均连接有开盖，每一所述开盖内侧均固定连接弹簧的一端，每一所述弹簧的另一端均固定连接用于接触所述气侵监测装置的压板；所述第一外壳上设置有用于使得所述水声通讯装置进行信号传输的所述信号发射端子；所述第一外壳内的气侵监测装置分别与每一所述第二外壳内的备用气侵监测装置连接；所述第一外壳与每一所述第二外壳上均设置有用于连接对应所述供电电池并为各用电部件供电的接口。

【技术特征摘要】
1.一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置，其特征在于，该安装装置包括卡箍、第一外壳、第二外壳和信号发射端子；平行间隔设置的若干所述卡箍用于将所述第一外壳、一个以上的所述第二外壳和供电电池与海洋钻井隔水管的外壁卡设固定；所述第一外壳用于放置气侵监测装置和水声通讯装置，每一所述第二外壳均用于放置备用的气侵监测装置；所述第一外壳与每一所述第二外壳内侧均开设有使得所述气侵监测装置的探测金属面与所述海洋钻井隔水管的外壁直接接触的开口，所述第一外壳与每一所述第二外壳外侧均连接有开盖，每一所述开盖内侧均固定连接弹簧的一端，每一所述弹簧的另一端均固定连接用...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿亚楠，徐国贤，刘书杰，周建良，谢仁军，吴怡，郭宇健，王名春，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油研究总院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11