一种用于储气库注采井的完井管柱

技术领域

本发明涉及储气库完井领域，尤其涉及一种用于储气库注采井的完井管柱。

背景技术

储气库井在运行过程中需及时掌握压力温度变化，以判断注采气单元的注采气情况，并进行库容分析。目前，常用的监测方式主要有：(1)采用电缆测压系统，该系统通过绑定在油管上的电缆给井下压力计供电，压力计将采集的井底压力、温度数据，转换成电子信号通过电缆返回至地面，显示屏实时显示井下压力、温度数据；同时，地面仪将压力温度数据加以储存，通过回放即得到井底压力、温度数据。但由于电子机构复杂，其在井下长时间工作稳定性差。(2)采用毛细管测压系统，即将井下传压筒接在生产管柱上，毛细钢管在作业时用毛细钢管保护器固定在油管外侧，随管柱一起下井。毛细管测压系统主要由地面部分和井下部分组成，利用毛细管内的氮气作压力传递介质，由地面测量的压力折算井下压力。当该系统属于间接测量方法，通过地面压力计算出井下压力，受干扰因素多，精度低；依靠长管线传递压力波动，仅适合慢速缓变的测试过程；同时，地面设备复杂，电源消耗大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种实时监测套管损坏状况、水泥环密封状况和井下注采情况的用于储气库注采井的完井管柱。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于储气库注采井的完井管柱，包括油管和套设于油管外的套管，还包括套管光纤和油管光纤，所述套管光纤包括套管形变监测段和水泥环密封监测段，所述套管形变监测段绕设于所述套管的易损坏区、并贴紧所述套管；所述水泥环密封监测段设于所述套管的非损坏区；所述油管光纤沿所述油管的长度方向布置。

作为上述技术方案的进一步改进：

用于储气库注采井的完井管柱还包括防止套管光纤在套管下入时刮擦的套管光纤保护块，所述套管光纤保护块的内侧端设有安装所述套管形变监测段的光纤安装槽，所述套管光纤保护块安装于所述套管上。

所述套管光纤保护块至少为两个，所述套管光纤保护块沿所述套管的轴向间隔布置。

所述套管光纤粘接于所述套管上。

所述水泥环密封监测段为沿所述管套轴向布置的直线监测段。

所述油管光纤设有监测油管压力的光纤压力传感器。

用于储气库注采井的完井管柱还包括至少两个沿所述油管轴向布置的油管光纤固定块，所述油管光纤固定块的外侧端设有与油管光纤卡接配合的光纤卡槽，所述油管光纤固定块安装于所述油管上。

所述油管上设有分隔套管内部空间的封隔器，所述封隔器内部设有供油管光纤穿过的贯穿孔。

用于储气库注采井的完井管柱还包括井下安全组件，所述井下安全组件包括依次连接的井下安全阀、安全阀液控管线和安全阀控制器，所述井下安全阀设于所述油管上。

用于储气库注采井的完井管柱还包括位于注采井井口位置的过缆部件，所述套管光纤的引出端、所述油管光纤的引出端穿过所述过缆部件与一光纤调试解调仪连接，所述安全阀液控管线穿过所述过缆部件与所述安全阀控制器连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明设置有套管光纤和油管光纤，其中，套管光纤包括套管形变监测段和水泥环密封监测段，套管形变监测段绕设于套管的易损坏区、并贴紧套管，当套管发生形变时，套管形变监测段随套管发生应变，从而可实时、精确监测套管易损坏区的损坏状况，以预测套管使用寿命；水泥环密封监测段设于套管的非损坏区，由于水泥环密封监测段非绕设、贴紧套管，其与套管存在一定间隙，而在水泥注入后，凝固的水泥环将包裹水泥环密封监测段，使得水泥环密封监测段在水泥环裂开或大应变时可实时、精确监测水泥环的密封情况。套管光纤和油管光纤可通过温度、压力检测实现注采情况的实时监测。

本发明可实时、全方位的监测套管损坏状况、水泥环密封状况和井下注采情况，提高储气库注采井的安全可靠性，保证储气库井的运行效果。同时，本发明的套管形变监测段绕设于套管的易损坏区，水泥环密封监测段设于套管的非损坏区，油管光纤沿油管的长度方向布置，其结构简单、布局紧凑、占用空间小，保证了井下长时间作业的可靠稳定性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明用于储气库注采井的完井管柱的结构示意图。

图2是本发明套管形变监测段绕设套管的结构示意图。

图3是本发明套管光纤保护块与套管的位置关系示意图。

图4是图3的剖视图。

图中各标号表示：

1、油管；2、套管；3、套管光纤；31、套管形变监测段；32、水泥环密封监测段；33、套管光纤保护块；331、光纤安装槽；4、油管光纤；41、油管光纤固定块；5、光纤压力传感器；6、封隔器；7、井下安全组件；71、井下安全阀；72、安全阀液控管线；73、安全阀控制器；8、过缆部件；9、水泥环；91、射孔部位；10、光纤调试解调仪。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本实施例的用于储气库注采井的完井管柱，包括油管1和套管2，套管2套设于油管1外。本实施例中，完井管柱还包括套管光纤3和油管光纤4，套管光纤3和油管光纤4同时具有传输和传感特性，其中，套管光纤3包括套管形变监测段31和水泥环密封监测段32，套管形变监测段31绕设于套管2的易损坏区、并贴紧套管2；水泥环密封监测段32设于套管2的非损坏区；油管光纤4沿油管1的长度方向布置。易损坏区和非损坏区根据钻井地层资料事先确定在套筒2上的位置。

本发明设置有套管光纤3和油管光纤4，其中，套管光纤3包括套管形变监测段31和水泥环密封监测段32，套管形变监测段31绕设于套管2的易损坏区、并贴紧套管2，当套管2发生形变时，套管形变监测段31随套管2发生应变，从而可实时、精确监测套管2易损坏区的损坏状况，以预测套管2使用寿命；水泥环密封监测段32设于套管2的非损坏区，由于水泥环密封监测段32非绕设、贴紧套管2，其与套管2存在一定间隙，而在水泥注入后，凝固的水泥环9将包裹水泥环密封监测段32，使得水泥环密封监测段32在水泥环9裂开或大应变时可实时、精确监测水泥环9的密封情况。同时，套管光纤3和油管光纤4可通过温度、压力检测实现注采情况的实时监测。

本发明可实时、全方位的监测套管2损坏状况、水泥环9密封状况和井下注采情况，提高储气库注采井的安全可靠性，保证储气库井的运行效果。同时，本发明的套管形变监测段31绕设于套管2的易损坏区，水泥环密封监测段32设于套管2的非损坏区，油管光纤4沿油管1的长度方向布置，其结构简单、布局紧凑、占用空间小，保证了井下长时间作业的可靠稳定性。

进一步地，如图3和图4所示，用于储气库注采井的完井管柱还包括套管光纤保护块33。套管光纤保护块33的内侧端设有光纤安装槽331，套管形变监测段31安装于光纤安装槽331内，套管光纤保护块33安装于套管2上，其使得套管2下入时、套管光纤3不与井壁发生刮擦，防止套管光纤3损坏，保证监测效果。更进一步地，套管光纤3粘接于套管2上，以有效固定套管光纤3的位置，保证监测效果。

本实施例中，套管光纤保护块33为三个，三个套管光纤保护块33沿套管2的轴向间隔布置。在其他实施例中，套管光纤保护块33的设置数量可根据实际情况进行调整，如可设置为两个、四个、五个等。

进一步地，水泥环密封监测段32为直线监测段，直线监测段沿管套的轴向布置，直线监测段永久固定于水泥环9内，可实时监测水泥环9的密封状况。

如图1所示，油管光纤4设有光纤压力传感器5，以实时监测油管1的压力。本实施例中，光纤压力传感器5为一个。在其他实施例中，光纤压力传感器5的数量和设置位置可根据需要进行油管1压力检测的部位进行设置。

进一步地，用于储气库注采井的完井管柱还包括油管光纤固定块41。油管光纤固定块41的外侧端设有光纤卡槽，油管光纤4卡接固定于光纤卡槽内，油管光纤固定块41安装于油管1上，其结构简单，可实现油管光纤4的可靠固定。本实施例中，油管光纤固定块41为三个，三个油管光纤固定块41沿油管1的轴向布置。在其他实施例中，油管光纤固定块41的设置数量可根据油管光纤4的长度进行调整，如可设置为两个、四个等。

如图1所示，油管1上设有封隔器6。封隔器6内部设有贯穿孔，贯穿孔用于供油管光纤4穿过。其在有效分隔套管2内部空间的同时，保证了油管光纤4的有效布置。本实施例中，贯穿孔具有密封性，仅供油管光纤4穿过，流体无法通过贯穿孔，以保证封隔器6的封隔效果。

进一步地，用于储气库注采井的完井管柱还包括井下安全组件7。井下安全组件7包括依次连接的井下安全阀71、安全阀液控管线72和安全阀控制器73，井下安全阀71设于油管1上。当井下压力过高、井下不受地面控制时，安全阀控制器73控制井下安全阀71关闭，阻止油管1内的液体上流；当恢复正常工况时，安全阀控制器73控制井下安全阀71打开，保证作业安全。

如图1所示，用于储气库注采井的完井管柱还包括过缆部件8，过缆部件8位于注采井井口位置。套管光纤3的引出端、油管光纤4的引出端穿过过缆部件8与一光纤调试解调仪10连接，光纤调试解调仪10将井下的压力、温度、套管2的应力和水泥环9的应力情况实时记录，以实时监测井下工况。安全阀液控管线72穿过过缆部件8与安全阀控制器73连接，实现对井下安全阀71的开关控制。

本实施例中，用于储气库注采井的完井管柱的操作流程为：(1)钻井完成后，将套管光纤3随套管2下入裸眼井中，套管光纤3的引出端从井口引出连接光纤调试解调仪10；(2)进行常规的水泥固井施工，当水泥凝固后，将套管光纤3永久固定于水泥环9内；(3)进行射孔，射孔部位91不设置套管形变监测段31，以避免套管光纤3产生破坏；(4)将油管光纤4随油管1下入，油管光纤4的引出端从井口引出连接光纤调试解调仪10，安全阀液控管线72连接井下安全阀71和安全阀控制器73，以实时、全方位的监测套管2的损坏状况、水泥环9的密封状况和井下注采情况。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。