一种注水管柱实时测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于油气田井下工具检测的注水管柱实时测量装置，该注水管柱实时测量装置包括井下检测短节、数据提取短节和地面接收装置，该井下检测短节包括上接头，下接头，两道第三O型密封圈，两道第四O型密封圈，内中心管和外中心管，该井下检测短节通过该上接头和该下接头与油管相连，该外中心管通过螺纹分别与该上接头和该下接头连接固定在一起，该外中心管与该下接头之间固定安装有所述两道第四O型密封圈，该内中心管与该外中心管之间通过螺纹连接固定在一起，而且两者之间装有所述两道第三O型密封圈。

A real time measuring device for water injection string

【技术实现步骤摘要】
一种注水管柱实时测量装置
本技术涉及油气田井下工具检测装置
，特别是涉及到一种注水管柱实时测量装置。
技术介绍
注水管柱在井下受多种载荷影响，同时在工作过程中受活塞效应、鼓胀效应、弯曲效应、温度效应的影响，受力状况十分复杂，对管柱的可靠性提出了较高的要求。同时，由于压力、温度等井况条件的变化，易造成封隔器蠕动，在海上的注水排量、井下温度等变化更大，影响注水管柱使用效果和寿命。在分层注水施工和生产过程中，注水压力高，井下管柱受力、蠕动状况复杂，通常采用理论计算方法，但由于井况、参数不同，计算误差较大，管柱受力、蠕动状况难以准确掌握，所以需要设计一种注水管柱实时测量装置，较准确掌握井下管柱的轴向力与变形情况，定量检测井下注水管柱受力情况，为管柱设计、管柱受力分析提供直接的数据依据，但是目前测量试验装置主要是将短节置于井下，待作业结束后起出管柱，将测量短节与上位机相连，借助相应的软件读取、处理并显示储存在测量短节中的数据。为此我们专利技术了一种新的注水管柱实时测量装置，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种检测井下受力情况的注水管柱实时测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有装置无法实时监测井下管柱工作参数的问题。本技术的目的可通过如下技术措施来实现：该注水管柱实时测量装置包括井下检测短节、数据提取短节和地面接收装置，该井下检测短节安装在油管上，并随油管下入到井下(2000米以内)，检测井下数据信号，并将井下数据信号传输给该数据提取短节，该数据提取短节通过电缆下放，靠近于该井下检测短节，利用无线短传技术提取井下数据信号，并进行数据存储，将该数据提取短节取出，该地面接收装置连接于该数据提取短节，读取、处理及显示传输过来的井下数据信号。本技术的目的还可通过如下技术措施来实现：该井下检测短节包括上接头，下接头，两道第三O型密封圈，两道第四O型密封圈，内中心管和外中心管，该井下检测短节通过该上接头和该下接头与油管相连，该外中心管通过螺纹分别与该上接头和该下接头连接固定在一起，该外中心管与该下接头之间固定安装有所述两道第四O型密封圈，该内中心管与该外中心管之间通过螺纹连接固定在一起，而且两者之间装有所述两道第三O型密封圈。该井下检测短节还包括两道第一O型密封圈，两道第二O型密封圈和密封块，该内中心管与该上接头之间的连接靠该上接头的过盈配合，该密封块靠近该上接头，通过该上接头的旋进，挤压该密封块，完成该内中心管与该上接头之间的密封，该密封块与该内中心管之间有所述两道第一O型密封圈，该密封块与该外中心管之间有所述两道第二O型密封圈，构成一个完整的密封空间。该井下检测短节还包括电源、电路板、温度传感器、内、外压传感器、应变片、引线孔、内压引压孔和外压引压孔，该电源、该电路板、该温度传感器、该内、外压传感器和该应变片均位于该密封空间内，该电源和该电路板固定安装在该密封空间上端的内壁上，该电源连接于该电路板,以进行供电,该应变片安装在该密封空间上端的外壁上，该内、外压传感器固定安装在该密封空间下端的右侧内壁，该温度传感器固定安装在该密封空间下端的左侧内壁，在该内中心管的右侧内有连通该密封空间与该井下检测短节内部的该引线孔以及在该内中心管的左侧内有连通该密封空间与该井下检测短节内部的该内压引压孔，在该外中心管的右侧内有连通该密封空间与该井下检测短节外部的该外压引压孔。该电路板包括FLASH闪存模块、STM32单片机、稳压模块、信号转换模块、无线传输模块，该稳压模块连接于该电源,该电源输出的电信号通过该稳压模块的处理后，为该电路板中的各个模块进行供电,该应变片、该温度传感器和该内、外压传感器的接线端子分别与该电路板的输入端子电连接在一起，该电源的接线端子与该电路板的输入端子连接在一起，该无线传输模块的无线信号传输天线安装在该引线孔，方便传输无线信号；该信号转换模块连接于该温度传感器、该内、外压传感器以及该应变片,该温度传感器、该内、外压传感器和该应变片测得的温度、内外压、拉压力信号经过该信号转换模块进行降压后发送给该STM32单片机,该STM32单片机连接于该信号转换模块和该FLASH闪存模块,该STM32单片机将信号进行处理连同时间一同打包存储到该FLASH闪存模块中，并传输给该无线传输模块，该无线传输模块连接于该STM32单片机,通过该无线传输模块的发射线圈，向井下发送携带电能的无线信号。该数据提取短节包括马笼头和数据提取短节本体，两者固定安装在一起，形成一个数据提取短节密封空间，该数据提取短节密封空间包含数据提取短节电路板和总线，该数据提取短节电路板包括第二FLASH闪存模块、第二STM32单片机和无线接收模块；该无线接收模块的接收线圈的输出端与该第二STM32单片机相连，该无线接收模块接收该无线传输模块发送的信号，并发送到该第二STM32单片机，该第二STM32单片机将信号进行处理并打包存储到该第二FLASH闪存模块中，该第二STM32单片机分别与该第二FLASH闪存模块和该总线相连，将该数据提取短节取出后与该地面接收装置相连，该地面接收装置给该第二STM32单片机发送信号，该第二STM32单片机接收到字符后，读取该第二FLASH闪存模块中的数据，沿相反路径将数据传回到该地面接收装置中，完成数据传输。该数据提取短节本体的右侧有连通该密封空间与该数据提取短节外部的数据提取短节引线孔，该无线接收模块的无线信号接收天线安装在该数据提取短节引线孔，方便接收无线信号。该数据提取短节本体的下端设计螺纹，可人为连接增重码块，便于下放装置下井。本技术结构合理，通过井下检测短节、数据提取短节以及地面接收装置的配合使用，根据井下检测短节安装的位置(井下2000米以内)，下放数据提取短节通过无线短传技术提取井下检测短节测量的数据，通过握手协议实现信息交换，并将信号储存，待数据提取短节取出后与地面接收装置相连，读取、处理及显示传输过来的井下数据信号，可以实现实时监测井下注水管柱工作参数，不需要等待作业结束后起出管柱再读取数据，具有操作方便，节省作业时间以及成本、适用范围广等特点，不影响正常注水施工和工艺流程，并以此指导施工管柱的设计和分层注水工作参数的合理选择，可有效的避免发生管柱失效事故，对于提高管柱和工具设计的可靠性具有重要意义。附图说明图1为本技术实施例中井下检测短节示意图；图2为本技术实施例中数据提取短节示意图；图3为本技术实施例中地面接收装置示意图；图4为本技术实施例中数据采集电路板示意图；图5为本技术实施例的结构示意图。附图中的编码分别为：1上接头，2第一O形密封圈，3第二O形密封圈，4密封块，5应变片，6内中心管，7外中心管，8电源，9电路板，10温度传感器，11内、外压传感器，12密封空间，13引线孔，14内压引压孔，15外压引压孔，16第三O形密封圈，17第四O形密封圈，18下接头，19马笼头，20数据提取短节本体，21数据提取短本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注水管柱实时测量装置，其特征在于，该注水管柱实时测量装置包括井下检测短节、数据提取短节和地面接收装置，该井下检测短节包括上接头，下接头，两道第三O型密封圈，两道第四O型密封圈，内中心管和外中心管，该井下检测短节通过该上接头和该下接头与油管相连，该外中心管通过螺纹分别与该上接头和该下接头连接固定在一起，该外中心管与该下接头之间固定安装有所述两道第四O型密封圈，该内中心管与该外中心管之间通过螺纹连接固定在一起，而且两者之间装有所述两道第三O型密封圈；数据提取短节与马笼头固定安装在一起，形成一个数据提取短节密封空间，该数据提取短节密封空间包含数据提取短节电路板和总线，该数据提取短节电路板包括第二FLASH闪存模块、第二STM32单片机和无线接收模块；该无线接收模块的接收线圈的输出端与该第二STM32单片机相连，该无线接收模块接收该无线传输模块发送的信号，并发送到该第二STM32单片机，该第二STM32单片机将信号进行处理并打包存储到该第二FLASH闪存模块中，该第二STM32单片机分别与该第二FLASH闪存模块和总线相连，将数据提取短节取出后与地面接收装置相连，地面接收装置给该第二STM32单片机发送信号，该第二STM32单片机接收到字符后，读取该第二FLASH闪存模块中的数据，沿相反路径将数据传回到地面接收装置中，完成数据传输。/n...

【技术特征摘要】
1.一种注水管柱实时测量装置，其特征在于，该注水管柱实时测量装置包括井下检测短节、数据提取短节和地面接收装置，该井下检测短节包括上接头，下接头，两道第三O型密封圈，两道第四O型密封圈，内中心管和外中心管，该井下检测短节通过该上接头和该下接头与油管相连，该外中心管通过螺纹分别与该上接头和该下接头连接固定在一起，该外中心管与该下接头之间固定安装有所述两道第四O型密封圈，该内中心管与该外中心管之间通过螺纹连接固定在一起，而且两者之间装有所述两道第三O型密封圈；数据提取短节与马笼头固定安装在一起，形成一个数据提取短节密封空间，该数据提取短节密封空间包含数据提取短节电路板和总线，该数据提取短节电路板包括第二FLASH闪存模块、第二STM32单片机和无线接收模块；该无线接收模块的接收线圈的输出端与该第二STM32单片机相连，该无线接收模块接收该无线传输模块发送的信号，并发送到该第二STM32单片机，该第二STM32单片机将信号进行处理并打包存储到该第二FLASH闪存模块中，该第二STM32单片机分别与该第二FLASH闪存模块和总线相连，将数据提取短节取出后与地面接收装置相连，地面接收装置给该第二STM32单片机发送信号，该第二STM32单片机接收到字符后，读取该第二FLASH闪存模块中的数据，沿相反路径将数据传回到地面接收装置中，完成数据传输。


2.根据权利要求1所述的一种注水管柱实时测量装置，其特征在于，该井下检测短节还包括两道第一O型密封圈，两道第二O型密封圈和密封块，该内中心管与该上接头之间的连接靠该上接头的过盈配合，该密封块靠近该上接头，通过该上接头的旋进，挤压该密封块，完成该内中心管与该上接头之间的密封，该密封块与该内中心管之间有所述两道第一O型密封圈，该密封块与该外中心管之间有所述两道第二O型密封圈，构成一个完整的密封空间。


3.根据权利要求2所述的一种注水管柱实时测量装置，其特征在于，该井下检测短节还包括电源、电路板、温度传感器、内、外压传感器、应变片、引线孔、内压引压孔和外压引压孔，该电源、该电路板、该温度传感器、该内、外压...

【专利技术属性】
技术研发人员：任从坤，刘艳霞，张剑，任兴飞，蔡增田，魏新晨，贺启强，聂文龙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37