一种无线传输固井井下信息获取装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无线传输固井井下信息获取装置及方法，所述井下信息获取装置包括固井接收单元、一层以上的套管和一个以上的固井监测单元，其中，固井监测单元包括传感器和发射器，发射器和传感器与套管固定设置，传感器能够采集固井数据，发射器能够将其转换为无线信号；固井接收单元设置在地面上并接收无线信号。所述无线传输固井井下信息获取方法包括步骤：在固井施工作业工程中，利用无线传输固井井下信息获取装置实时获取井下不同位置的固井参数；施工人员根据固井参数判断井下不同位置真实情况，及时调整固井施工参数，避免发生井下复杂情况。本发明专利技术具有能够实时的反映井下工况、避免发生井下复杂情况、提前预警环空带压事故等优点。压事故等优点。压事故等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种无线传输固井井下信息获取装置及方法


[0001]本专利技术涉及油气井固井领域，具体的，涉及一种无线传输固井井下信息获取装置及方法。

技术介绍

[0002]固井作业是油气井钻井工程中最重要的环节之一，其主要目的是封隔井眼内的油层、气层和水层，保护油气井套管、增加油气井寿命以及提高油气产量。随着石油勘探开发向深部气藏开发正向8000～10000m深部储层迈进，超高压、超高温、高含硫、高产特征突出。目前在塔里木、川渝复杂深井部分层段(如高磨嘉陵江
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龙王庙组异常高压气层、塔里木盐膏层等)固井环空井口异常带压(库车山前近5年异常带压井占比维持在20％左右、川渝磨溪
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高石梯目前异常带压率在18％左右)等问题，可能会造成复杂气井带压条件下影响单井安全、高效、环保生产，甚至需要单井降产生产，同时增加井口异常监测的运行成本，带来后期弃井隐患等等。
[0003]因此固井质量是保障后期井筒完整性的关键一环，而目前固井质量的控制主要是集中在固井施工过程中对地面流量、密度、粘度、压力的监测(如荆州明德科技公司MSCP
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8固井作业监测系统、中海油的高温超压地层固井施工模拟与监测软件、斯伦贝谢固井施工监测系统SFM)等。目前尚无在固井作业期间直接获取井下信息的方式，一般是通过地面参数监测反演井下情况，然后控制固井作业参数。
[0004]公开号为“CN106640063A”、名称为“一种固井施工溢流监测方法”公开了本专利技术公开了一种固井施工溢流监测方法，包括下列步骤：步骤1.针对作业井进行基础数据的采集；根据基础数据对施工作业进行模拟分析，预测井下包括涌、漏在内的复杂情况及顶替效率，制定对应的固井施工方案；步骤2.根据固井施工方案，进行固井施工，实时采集各作业点的施工参数并监测，通过实时采集施工数据反演模拟出井下顶替过程，根据模拟顶替过程对实时顶替过程的参数进行监测；步骤3.根据监测数据综合判断井下复杂情况，对井下溢流进行实时预警。本专利技术能够针对井下井况的变化动态而实时、准确、可靠地发出溢流预警，进而为施工方案的及时性、准确性调整提供准确、可靠地依据，实用性强。但，通过地面软件模拟推测井下固井施工情况往往存在误差，特别是目前窄密度窗口地层很容易造成固井施工过程存在井漏、溢流风险，对于套管居中度不好的井实际水泥浆驱替不到位造成固井质量差。
[0005]公开号为“CN111636861A”、名称为“一种固井水泥环密封完整性实时监测的实验装置”公开了一种固井水泥环密封完整性实时监测的实验装置，包括固定装置、井身装置和水泥浆注入系统，内套管底端和外筒体底端均固定于底座内，且外筒体的内壁和内套管的外壁之间的空腔形成水泥环腔体，光纤传感电缆设置于内套管的外壁上；水泥浆存储装置与水泥环腔体之间通过水泥浆注入管连通，水泥浆注入管上设置有注水泥浆泵。本专利技术公开的固井水泥环密封完整性实时监测的实验装置，实现了对固井水泥环的密封完整性全井段、实时连续地监测，测量值精确、可靠，对于不同的水泥环密封完整性监测实验，只需要更
换具有不同功能的模拟地层管道的外筒体及相应的注入系统，大大降低实验成本。但该装置只能模拟固井施工期间的井下情况，而不能监测固井完成后长期井下水泥固井质量变化的。而固井完成后长期井下水泥固井质量变化只能通过井口带压情况反映井下固井质量出了问题，但到底是哪一段固井质量发生了问题，以及这一段固井质量变差的长期趋势更是无法获取。
[0006]基于以上问题，因此需要设计一种能在井下直接获取固井井下信息的装置和方法，且在地面能够直接读取相关数据，实现长久监测。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于解决目前固井施工作业过程无法直接获取井下真实的流动数据(如温度、压力等)，只能通过地面数据间接推测，作业风险高的难题。本专利技术的另一目的在于解决固完井后，长期采取间歇性的下仪器对固井质量进行监测预警，监测工作量大、监测时间覆盖窄，存在监测漏洞，井筒损坏严重的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种无线传输固井井下信息获取装置，所述井下信息获取装置包括固井接收单元、一层以上的套管和所述一个以上的固井监测单元，其中，
[0009]所述一个以上的固井监测单元中每个固井监测单元都包括传感器和发射器，所述发射器与套管固定设置，所述传感器与发射器相连，所述传感器能够采集固井数据，所述发射器能够将所述固井数据转换为无线信号传递给固井接收单元；
[0010]所述固井接收单元固定设置在地面上以接收所述无线信号并解调。
[0011]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述固井数据可包括温度、压力、流量、应力、粘度和环空中水泥石质量中至少一种。
[0012]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述井下信息获取装置还可包括中继器，所述中继器固定设置在套管上以和发射器配合实现远距离传输。
[0013]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述一个以上固井监测单元中每个固井监测单元对应的发射器之间可采用分频、分时避免信号串扰。
[0014]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述固井接收单元可包括第一信号接收极、第二信号接收极和解调器，其中，所述解调器分别通过导线与所述第一信号接收极和第二信号接收极相连。
[0015]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述一层以上套管中每层套管上可间隔安装固井监测单元，所述安装间距可为10～500m。
[0016]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述发射器可包括信号震荡电流驱动模块、线圈、发射器外壳和发射器中心管，其中，
[0017]所述发射器中心管的两端分别与套管固定连接，发射器外壳与发射器中心管形成密封腔体，线圈和信号电流驱动模块固定设置在所述密封腔体中。
[0018]所述信号震荡电流驱动模块与线圈连接，线圈安装在发射器中心管上，信号震荡电流模块使线圈感应产生变化的磁场，变化的磁场驱动发射器中心管产生震荡的电动势，配合上下的套管形成一个偶极子信号发射天线，将固井数据发射出去。
[0019]本专利技术的另一方面提供了一种无线传输固井井下信息获取方法，所述固井井下信息获取方法可通过如上任意一项所述的无线传输固井井下信息获取装置来实现，且所述方法包括步骤：
[0020]在固井施工作业工程中，利用无线传输固井井下信息获取装置实时获取井下不同位置的固井参数；
[0021]施工人员根据固井参数判断井下不同位置真实情况，及时调整固井施工参数，避免发生井下复杂情况。
[0022]在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述方法还可包括步骤：
[0023]在固完井后，将无线传输固井井下信息获取装置留在井下，对固井质量变化长期实时监测，对固井质量的损坏程度进行预警。
[0024]在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述方法还可包括对地面接收的无线信号进行抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线传输固井井下信息获取装置，其特征在于，所述井下信息获取装置包括固井接收单元、一层以上的套管和所述一个以上的固井监测单元，其中，所述一个以上的固井监测单元中每个固井监测单元都包括传感器和发射器，所述发射器与套管固定设置，所述传感器与发射器相连，所述传感器能够采集固井数据，所述发射器能够将所述固井数据转换为无线信号传递给固井接收单元；所述固井接收单元固定设置在地面以接收所述无线信号并解调。2.根据权利要求1所述的无线传输固井井下信息获取装置，其特征在于，所述固井数据包括温度、压力、流量、应力、粘度和环空中水泥石质量中至少一种。3.根据权利要求1所述的无线传输固井井下信息获取装置，其特征在于，所述井下信息获取装置还包括中继器，所述中继器固定设置在套管上以和发射器配合实现远距离传输。4.根据权利要求1所述的无线传输固井井下信息获取装置，其特征在于，所述一个以上固井监测单元中每个固井监测单元对应的发射器之间采用分频、分时避免信号串扰。5.根据权利要求1所述的无线传输固井井下信息获取装置，其特征在于，所述固井接收单元包括第一信号接收极、第二信号接收极和解调器，其中，所述解调器分别通过导线与所述第一信号接收极和第二信号接收极相连。6.根据权利要求1所述的无线传输固井井下信息获取装置，其特征在于，所述一层以上套管中每层套管上间隔安装固井监测单元，安装间距为10～500m。7.根据权利要求1所述的无线传输固井井下信息获取装置，其特征在于，所述发射器包括信号震荡电流驱动模块、线圈、发射器外壳和发射器中心管，其中，所述发射器中心管的两端分别与套管固定连接，发射器外壳与发射器中心管形成密封腔体，线圈和信号电流驱动模块固定设置在所述密封腔体中；所述信号震荡电流驱动模块与线圈连接，线圈安装在发射器中心管上，信号震荡电流模块使线圈感应产生变化的磁场，变化的磁场驱动发射器中心管产生震荡的电动势，配合上下的套管形成一个偶极子信号发射天线，将固井数据发射出去。8.一种无线传输固井井下...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雄，庞东晓，邓虎，李枝林，许期聪，谭宾，何超，王志敏，卢齐，唐贵，黄崇君，杨晓峰，张继川，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：