【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤测井，具体是一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器。
技术介绍
1、石油和天然气是现代工业的重要能源，也是国家重要的战略贮备资源。随着石油天然气井的不断开采，油气井浅层资源开采效率大幅度下降，导致开采深度不断增加。地温梯度以3℃/100m的速率增加，油气井内温度和压力随开采深度升高，且伴随井下的腐蚀性气体、液体等，因此使用在井下的传感器必须耐高温、耐高压、耐腐蚀。
2、以电学测井技术为代表的传统手段，即使按照军工级的电子产品要求，仅能满足125℃以下环境使用，无法满足油气井下仪器使用的温度要求，并且由于高温高压环境问题，电学测井仪器使用一定时间后需要取出维护，不仅维护难度和维护成本较高，而且不能长期监测导致无法实现油井全生命周期智能化监测。
3、光纤传感技术近些年在国内的商用化日趋成熟，基于光纤传感技术的井下传感器由于具备抗电磁干扰、耐腐蚀、响应快、精度高、灵敏度高和易复用等特性，正成为测井领域新的技术方向和市场增量。其中，三分量光纤地震检波器是井下压裂微地震信号监测的关键传感器，主要用于监测压裂产生人工裂缝特征以及微地震信息。
4、现有的井下三分量光纤地震检波器通常采用油管内安装方案，监测油气井压裂过程中微地震信号。这种方案地震检波器安装在油管内，而压裂信号产生在套管外的地层中，导致压裂产生的微地震信号需要经过地层、套管等结构传导至地震检波器，产生较大衰减，导致微地震监测灵敏度和精度降低，影响最终压裂形成人工裂缝的形态还原和定位。并且油管内安装方案要求在油气井停产
5、另外现有的井下三分量光纤地震检波器通常使用一定时间后需要取出，无法做到井下全生命周期监测。而油气井压裂产生的裂缝随着开采作业会有不同程度的变化，直接影响油气井的产量，这种变化一般是长期作用的结果，而短期监测无法观察到裂缝变化及其对油气井产能的影响，极大降低了地震检波器的实时监测效果。因此需要一种地震检波器，在不影响油气生产的前提下，提供完整、实时的油藏生产和注入动态测试数据，以实现油气井的全生命周期内沿井筒的永久性监测。
6、井下套管外安装方案可以在不影响油气生产同时实现油气井的全生命周期监测，但是现有的三分量光纤地震检波器由于尺寸较大而导致安装、下井困难，极易损坏，无法使用。套管外空间远小于套管内，并且在压裂过程中需要承受巨大的压力，伴随井下的高温和腐蚀性的气体、液体，要求传感器在小体积通常在1英寸以下的前提下做到耐高温、耐高压、耐腐蚀。因此，目前还没有传感器能满足要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器，采用三个单轴光纤mems检波器构成一个三分量检波器，整体外径在1英寸内，因此可以采用套管外安装方式。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器，包括保护头，保护管，传感单元保护壳，置于传感单元保护内部的三分量集成装置和安装在三分量集成装置上的三个单轴光纤mems检波器；
4、所述三个单轴光纤mems检波器在所述三分量集成装置上的安装方向相互垂直，构成一个三分量光纤mems地震检波器；
5、所述传感单元保护壳与所述保护管的一端密封连接，所述保护管的另一端与所述保护头密封连接；
6、所述三个单轴光纤mems检波器的通讯光纤伸入所述保护管内；
7、井下光缆从所述保护头上开设的中心孔穿入，伸入所述保护管内；
8、所述三个单轴光纤mems检波器的通讯光纤与所述井下光缆的内部光纤在所述保护管内熔接。
9、进一步的，所述传感单元保护壳与保护管之间通过转接头连接；
10、所述转接头两端设有螺纹，螺纹方向相反，所述保护管和所述传感单元保护壳上设有与所述转接头相配合的螺纹；
11、所述转接头与所述传感单元保护壳之间，所述转接头与所述保护管之间通过密封接头密封，并利用双密封圈挡圈密封连接点；
12、所述转接头与所述密封接头通过紧定螺钉连接。
13、进一步的，所述传感单元保护壳和密封接头设中心孔，与保护管的中心孔相通，所述三个单轴光纤mems检波器的通讯光纤通过所述中心孔伸入所述保护管内；
14、所述密封接头的中心孔采用密封橡胶密封。
15、进一步的，所述三分量光纤mems地震检波器还包括锁紧柱与支撑柱，
16、所述保护头、锁紧柱和支撑柱设中心圆柱孔，组成第一光缆通道；所述井下光缆从所述第一光缆通道穿过；
17、所述锁紧柱为两端带圆锥面的中空圆柱体，所述支撑柱和保护头的中心圆柱孔末端为圆锥面；
18、所述锁紧柱的外圆柱面与所述保护头和支撑柱的中心圆柱孔套合，所述锁紧柱的内圆柱面与井下光缆贴合，两端圆锥面与所述保护头和支撑柱的中心圆柱孔末端的圆锥面贴合；
19、所述支撑柱与保护管通过键槽固定；
20、所述保护头与保护管通过螺纹固定。
21、进一步的，所述锁紧柱两端圆锥面的角度为25°；
22、所述支撑柱和保护头的中心圆柱孔末端的圆锥面角度为30°。
23、进一步的，所述支撑柱的下端设密封螺钉，所述保护管的端部套合密封塞；所述密封螺钉通过螺纹固定在所述密封塞上；
24、所述密封塞的下方为锥形孔，所述锥形孔内放置密封橡胶；
25、所述密封橡胶为全氟异形件，端面锥形与所述密封塞的锥形孔配合；
26、所述密封塞与所述保护管通过双密封圈密封；
27、所述双密封圈为全氟材料。
28、进一步的，所述密封塞、密封螺钉和密封橡胶上均设中心孔，且与保护管的中心孔相通，组成第二光缆通道；
29、从所述第一光缆通道穿过的井下光缆剥去保护层后的中心光纤保护钢管，从所述第二光缆通道穿过，进入所述保护管。
30、进一步的，所述三分量集成装置上沿x、y、z方向设3个定位孔，所述3个定位孔中分别通过螺钉固定一个单轴光纤mems检波器；
31、所述三分量集成装置的表面，从所述定位孔至三分量集成装置的端部开细槽，用于通过单轴光纤mems检波器的通信光纤。
32、进一步的，所述传感单元保护壳、保护管和密封螺钉材料为不锈钢17-4；
33、所述三分量集成装置、转接头、密封接头和密封塞材料为钛合金tc4。
34、进一步的，所述三分量光纤mems地震检波器在井下的安装方式为：
35、将所述三分量光纤mems地震检波器通过混凝土浇筑或者扎带的方式固定在套管外；
36、将井下光缆从所述三分量光纤mems地震检波器的第一光缆通道穿过；
37、将穿过第一光缆通道的井下光缆的外保护层剥开暴露光纤保护钢管，将所述光纤保护钢本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，包括保护头，保护管，传感单元保护壳，置于传感单元保护内部的三分量集成装置和安装在三分量集成装置上的三个单轴光纤MEMS检波器；
2.根据权利要求1所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述传感单元保护壳与保护管之间通过转接头连接；
3.根据权利要求2所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述传感单元保护壳和密封接头设中心孔，与保护管的中心孔相通，所述三个单轴光纤MEMS检波器的通讯光纤通过所述中心孔伸入所述保护管内；
4.根据权利要求3所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述三分量光纤MEMS地震检波器还包括锁紧柱与支撑柱，
5.根据权利要求4所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述锁紧柱两端圆锥面的角度为25°；
6.根据权利要求4所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述支撑柱的下端设密封螺钉，所述保护管的端部
7.根据权利要求6所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述密封塞、密封螺钉和密封橡胶上均设中心孔，且与保护管的中心孔相通，组成第二光缆通道；
8.根据权利要求1所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述三分量集成装置上沿x、y、z方向设3个定位孔，所述3个定位孔中分别通过螺钉固定一个单轴光纤MEMS检波器；
9.根据权利要求6所述一种井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述传感单元保护壳、保护管和密封螺钉材料为不锈钢17-4；
10.根据权利要求1至9任意一项所述的井中套管外永置式三分量光纤MEMS地震检波器，其特征在于，所述三分量光纤MEMS地震检波器在井下的安装方式为：
...【技术特征摘要】
1.一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器，其特征在于，包括保护头，保护管，传感单元保护壳，置于传感单元保护内部的三分量集成装置和安装在三分量集成装置上的三个单轴光纤mems检波器；
2.根据权利要求1所述一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器，其特征在于，所述传感单元保护壳与保护管之间通过转接头连接；
3.根据权利要求2所述一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器，其特征在于，所述传感单元保护壳和密封接头设中心孔，与保护管的中心孔相通，所述三个单轴光纤mems检波器的通讯光纤通过所述中心孔伸入所述保护管内；
4.根据权利要求3所述一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器，其特征在于，所述三分量光纤mems地震检波器还包括锁紧柱与支撑柱，
5.根据权利要求4所述一种井中套管外永置式三分量光纤mems地震检波器，其特征在于，所述锁紧柱两端圆锥面的角度为25°；
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴，李东明，张永强，梁恩茂，杜建平，刘帅，张介辉，史树有，吴小笛，章奕，罗瑀峰，何少灵，李德旗，舒红林，梅珏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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