【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种二氧化碳注气装置，尤其涉及一种二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，属于二氧化碳注气。
技术介绍
1、油田自上世纪90年代开展二氧化碳驱提高采收率工作以来，经历了技术探索、扩大试验、规模推广等几个阶段，取得一定的成绩。特别是，为积极响应国家“双碳”目标，油田在“十四五”期间二氧化碳工作将进一步扩大规模。由于二氧化碳会对管柱产生腐蚀，近年来，二氧化碳驱替区块陆续有注入井发生管柱失效情况，并且有时还有油管断的现象发生，成为影响二氧化碳现场施工的一道难题，并严重制约了二氧化碳驱提高采收率工作的开展。
2、有研究表明，管柱应力变化是引起二氧化碳注入井管柱失效的因素之一，通过二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置实时连续测取二氧化碳注入施工过程中注入管柱应力、压力、温度等参数，为深入研究二氧化碳施工现场工艺参数、工作制度对注入管柱的影响提供数据支持。通过相关研究、应用，逐渐形成指导现场二氧化碳施工的技术规范。
3、公开号为cn 105587306a的中国专利技术专利申请，公开了一种可监测储气库注采井管柱受力的方法，包括以下步骤：将光纤传感器固定在注采管柱上的监测位置，并随注采管柱一同下入注采井；然后用光纤传感器实时监测下入注采井内的注采管柱，得到监测位置的监测受力参数。该申请意在实时获取注采管柱的受力数据，及时掌握注采管柱的拉力状态，旨在发现异常时及时采用措施，降低注采管柱失效隐患与风险。该申请只是给出了监测管柱受力状况的思路，没有给出具体如何准确监测管柱拉力，更没有排除如何排除井下压力变化对管柱拉力的影响
4、现有的油田井下管柱受力状况测试工具，是在测试短节外直接贴应变片，注二氧化碳气驱时，测试短节内部压力发生变化，这时即使测试短节的轴向载荷没发生变化，贴在测试短节外部的应变片也因为内压变化而产生形变，测出的轴向载荷产生了误差，不能反映井下管柱载荷变化的实际情况。
5、目前国内油田没有直接用于二氧化碳注入井管柱应力、压力、温度等参数实时监测的装置，对于现场二氧化碳注入井管柱应力的变化对注入管柱的影响研究，主要是通过理论计算、类比分析的手段来的开展的，缺乏直观、实时获取的现场数据来支撑理论认识，缺乏实测数据来分析、指导现场二氧化碳注入施工。
6、江苏油田曾经在开展三维井眼抽油杆柱防偏磨技术研究工作时，研制了抽油杆力学检测装置，用于抽油杆柱应力的研究。该检测装置设计成φ25mm抽油杆短节形式，需结合作业施工下入，作业起出回收检测装置后，才能回放测取的数据。整个时间周期长、施工费用高，不能及时、实时获取现场数据。
7、该检测装置按设计要求连接在抽油杆柱的设定位置，需要结合检泵作业下入到油井中、在油管柱内的下入深度较深，且抽油杆柱在采油生产过程中始终处于往复运动状态，在线技术实现难度大、无法实现；同一部位油管内压力、温度不能监测；密封设计仅应用了“o”密封罐圈，起出检测装置多有渗漏现象，多次造成检测故障。
技术实现思路
1、本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，在井口或井下压力发生变化后，测试工具的应变片不会产生形变，测出的管柱轴向载荷不产生误差，能准确反映井下管柱载荷变化的实际情况，避免发生管柱断脱事故。
2、为解决以上技术问题，本技术的一种二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，包括套管头，所述套管头的上端内锥面坐挂有油管挂，所述油管挂的下方连接有载荷测试短节，所述载荷测试短节的下方连接有注气管柱；
3、所述载荷测试短节包括测试上接头和测试下接头，所述测试上接头与测试下接头之间连接有拉压传感器，所述拉压传感器的中心孔中设有内密封套，所述拉压传感器的外周套装有外密封套，所述内密封套的上下两端外壁分别与测试上接头和测试下接头的内壁实现密封，所述外密封套的上下两端内壁分别与测试上接头和测试下接头的外壁实现密封；
4、所述拉压传感器的载荷数据线接入仪表柜的信号调理电路，所述信号调理电路的输出端与主控制模块的信号输入端电连接，所述主控制模块的io口与液晶显示屏相连，所述主控制模块的通讯接口与网络通信模块相连，所述网络通信模块通过网络服务器与pc主机相连。
5、作为本技术的改进，所述信号调理电路包括ad7794芯片，所述主控制模块为pic18f46芯片；所述拉压传感器设有信号输出端ain1+、ain1-、ain2+与ain2-；信号输出端ain1+与ad7794芯片的第7脚相连，信号输出端ain1-与ad7794芯片的第8脚相连，信号输出端ain2+与ad7794芯片的第9脚相连，信号输出端ain2-与ad7794芯片的第10脚相连；ad7794芯片的24脚与主控制模块的第8脚相连，ad7794芯片的23脚与主控制模块的第9脚相连。
6、作为本技术的进一步改进，所述网络通信模块为w5500以太网芯片，主控制模块的26脚与w5500以太网芯片的32脚相连，主控制模块的27脚与w5500以太网芯片的33脚相连，主控制模块的30脚与w5500以太网芯片的34脚相连，主控制模块的31脚与w5500以太网芯片的35脚相连，主控制模块的40脚与w5500以太网芯片的36脚相连。
7、作为本技术的进一步改进，所述套管头的一侧旁通出口连接有密封三通，所述密封三通的主出口安装有套压阀，所述套压阀的出口安装有套压压力表和套压传感器，所述套压传感器包括hx711芯片，hx711芯片的第16脚接+5v电源，hx711芯片的第9、10、14与15脚接地，hx711芯片的第12脚与ad7794芯片的11脚相连。
8、作为本技术的进一步改进，所述仪表柜中还设有报警模块，当所述拉压传感器所测得的管柱载荷高于设定值时，所述主控制模块驱动报警模块发出警报。
9、作为本技术的进一步改进，所述密封三通的中间出口旋接有电缆密封头，所述拉压传感器的载荷数据线从电缆密封头的中心孔中穿出，所述电缆密封头中心孔的中段为扩径光孔且填充有多道电缆密封圈，电缆密封圈的内外两侧分别设有密封垫片，所述电缆密封头中心孔的外端设有密封母扣，所述密封母扣中旋接有密封压帽，所述密封压帽的内端头通过密封垫片将电缆密封圈压紧在载荷数据线的外周。
10、作为本技术的进一步改进，所述电缆密封头的中段为用于旋接的密封头外螺纹段，所述密封头外螺纹段的内侧设有密封头密封段，所述密封头密封段的外周嵌装有至少两道密封头密封圈与密封三通的中间出口内壁实现密封。
11、作为本技术的进一步改进，所述密封头外螺纹段的外侧设有密封头外凸缘，所述密封头外凸缘覆盖在所述密封三通的中间出口外端口。
12、作为本技术的进一步改进，所述套管头的旁通出口法兰与所述密封三通的入口法兰之间嵌装有小钢圈，所述小钢圈的两端分别嵌于相应密封面的环形凹槽中。
13、相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：1、实现了在线监测，获取数据的效率大大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，包括套管头，其特征在于，所述套管头的上端内锥面坐挂有油管挂，所述油管挂的下方连接有载荷测试短节，所述载荷测试短节的下方连接有注气管柱；
2.根据权利要求1所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述信号调理电路包括AD7794芯片，所述主控制模块为PIC18F46芯片；所述拉压传感器设有信号输出端AIN1+、AIN1-、AIN2+与AIN2-；信号输出端AIN1+与AD7794芯片的第7脚相连，信号输出端AIN1-与AD7794芯片的第8脚相连，信号输出端AIN2+与AD7794芯片的第9脚相连，信号输出端AIN2-与AD7794芯片的第10脚相连；AD7794芯片的24脚与主控制模块的第8脚相连，AD7794芯片的23脚与主控制模块的第9脚相连。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述网络通信模块为W5500以太网芯片，主控制模块的26脚与W5500以太网芯片的32脚相连，主控制模块的27脚与W5500以太网芯片的33脚相连，主控制模块的30脚与W5500以太
4.根据权利要求2所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述套管头的一侧旁通出口连接有密封三通，所述密封三通的主出口安装有套压阀，所述套压阀的出口安装有套压压力表和套压传感器，所述套压传感器包括HX711芯片，HX711芯片的第16脚接+5V电源，HX711芯片的第9、10、14与15脚接地，HX711芯片的第12脚与AD7794芯片的11脚相连。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述仪表柜中还设有报警模块，当所述拉压传感器所测得的管柱载荷高于设定值时，所述主控制模块驱动报警模块发出警报。
6.根据权利要求4所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述密封三通的中间出口旋接有电缆密封头，所述拉压传感器的载荷数据线从电缆密封头的中心孔中穿出，所述电缆密封头中心孔的中段为扩径光孔且填充有多道电缆密封圈，电缆密封圈的内外两侧分别设有密封垫片，所述电缆密封头中心孔的外端设有密封母扣，所述密封母扣中旋接有密封压帽，所述密封压帽的内端头通过密封垫片将电缆密封圈压紧在载荷数据线的外周。
7.根据权利要求6所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述电缆密封头的中段为用于旋接的密封头外螺纹段，所述密封头外螺纹段的内侧设有密封头密封段，所述密封头密封段的外周嵌装有至少两道密封头密封圈与密封三通的中间出口内壁实现密封。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述密封头外螺纹段的外侧设有密封头外凸缘，所述密封头外凸缘覆盖在所述密封三通的中间出口外端口。
9.根据权利要求4所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述套管头的旁通出口法兰与所述密封三通的入口法兰之间嵌装有小钢圈，所述小钢圈的两端分别嵌于相应密封面的环形凹槽中。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，包括套管头，其特征在于，所述套管头的上端内锥面坐挂有油管挂，所述油管挂的下方连接有载荷测试短节，所述载荷测试短节的下方连接有注气管柱；
2.根据权利要求1所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述信号调理电路包括ad7794芯片，所述主控制模块为pic18f46芯片；所述拉压传感器设有信号输出端ain1+、ain1-、ain2+与ain2-；信号输出端ain1+与ad7794芯片的第7脚相连，信号输出端ain1-与ad7794芯片的第8脚相连，信号输出端ain2+与ad7794芯片的第9脚相连，信号输出端ain2-与ad7794芯片的第10脚相连；ad7794芯片的24脚与主控制模块的第8脚相连，ad7794芯片的23脚与主控制模块的第9脚相连。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述网络通信模块为w5500以太网芯片，主控制模块的26脚与w5500以太网芯片的32脚相连，主控制模块的27脚与w5500以太网芯片的33脚相连，主控制模块的30脚与w5500以太网芯片的34脚相连，主控制模块的31脚与w5500以太网芯片的35脚相连，主控制模块的40脚与w5500以太网芯片的36脚相连。
4.根据权利要求2所述的二氧化碳注入井管柱状况在线监测装置，其特征在于：所述套管头的一侧旁通出口连接有密封三通，所述密封三通的主出口安装有套压阀，所述套压阀的出口安装有套压压力表和套压传感器，所述套压传感器包括hx711芯片，hx711芯片...
【专利技术属性】
技术研发人员：廉冬，刘松林，白友国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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