【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海上稠油热采，具体涉及一种海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统。
技术介绍
1、在稠油热采开发过程中，录取热采井的井下温度、压力等动态参数已成为生产设计的一项必要手段，通过监测温压实时测试数据能够定性、定量地了解井下各产层的吸汽状况，监测注汽质量，判断注汽效果，为及时了解稠油油藏的开发动态、进行热采方案调整及改善注蒸汽开发效果提供科学依据。因此，稠油热采井下温压动态监测技术在稠油热采生产中发挥着至关重要的作用。但由于渤海稠油高温注采一体化工艺管柱结构复杂、注汽温压参数高(≥350℃、≥17mpa)的问题，目前还没有成熟的压力在线技术，导致高温注采一体化技术的注采参数调控、油藏参数评价等工作，具有较大的局限性，无法了解到井下的真实情况。
2、光纤传感测试技术由于具有本征安全、精度高、抗电磁干扰、耐腐蚀等特点，非常适用于稠油热采监测领域。而国内外光纤压力监测技术目前应用较多的有f-p型、膜片型(fbg)、应力应变型(fbg)压力传感器，上述压力传感器均由于无法解决350℃、26mpa高温高压条件下的密封问题，而受到技术限制，目前国内外市场压力传感器最高耐温不超过300℃，因此无法满足稠油热采井高温高压的工况需求。
3、因此需求一种海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，满足海上热采井注采一体化工况压力监测需求，解决现有海上稠油热采监测参数单一的技术限制。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决现有技术中存在的问题而提出的，其目的是提供一种海上油田
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，包括井下工艺管柱以及设置于井下工艺管柱内的高温光纤压力传感器；高温光纤压力传感器通过井下监测光缆与设置于地面的压力解调仪连接；所述高温光纤压力传感器包括密封本体、设置于密封本体内的光纤感压芯片和光纤引出端组件；所述井下工艺管柱包括依次连接的油管挂、上油管、高温环空安全封隔器、隔热油管、射流泵工作筒、高温深井安全阀和下油管，所述下油管自由端设置圆堵；所述井下工艺管柱与井下监测光缆的集成方式为管外捆绑方式或管外转管内方式。
4、在上述技术方案中，所述密封本体包括依次连接的导压端头、环形端盖和光缆连接头；所述导压端头为两端敞口的套筒型结构，其两端外壁均形成外螺纹，中间外壁形成外凸环，靠近导压端头的一端内壁形成内凸台；所述环形端盖由套筒部和圆台部组成，套筒部和圆台部均为中空且两端敞口的结构，环形端盖的套筒部内壁形成内螺纹，环形端盖的圆台部小径端与光缆连接头连接。
5、在上述技术方案中，所述光纤感压芯片包括感压膜片、单模光纤以及刻蚀于单模光纤上的测温光纤光栅和测压光纤光栅；所述感压膜片固定于导压端头远离环形端盖一端内部，感压膜片的外圆周壁与导压端头的内壁通过激光焊接的方式固定连接；所述单模光纤一端与感压膜片连接，另一端伸出光缆连接头；所述测温光纤光栅设置于内凸台与光缆连接头之间的单模光纤上；所述测压光纤光栅设置于靠近感压膜片的单模光纤上。
6、在上述技术方案中，所述光纤感压芯片还包括光栅固定机构和光纤支撑机构；所述光栅固定机构包括ⅰ号支撑桥和ⅱ号支撑桥；ⅰ号支撑桥固定于感压膜片内侧，且ⅰ号支撑桥与感压膜片的材质一致；所述ⅱ号支撑桥通过激光焊接固定于内凸台顶部；所述光纤支撑机构包括ⅰ号毛细钢管和ⅱ号毛细钢管，ⅰ号毛细钢管套设于单模光纤与感压膜片连接的一端外部，且ⅰ号毛细钢管与ⅰ号支撑桥采用激光焊接的方式固定；ⅱ号毛细钢管套设于单模光纤中段外部，且与ⅱ号支撑桥采用激光焊接的方式固定。
7、在上述技术方案中，所述ⅰ号支撑桥、ⅱ号支撑桥和密封本体的空腔位于同一轴线上。
8、在上述技术方案中，所述光纤引出端组件设置于光缆连接头内部，其包括套设于单模光纤外部的毛细玻璃管以及套设于毛细玻璃管外部的软金属密封环；单模光纤与毛细玻璃管激光焊接固定。
9、在上述技术方案中，当井下工艺管柱与井下监测光缆2的集成方式为管外捆绑方式时，高温光纤压力传感器设置于下油管靠近圆堵一端的外部，井下监测光缆设置于油管外部，通过光缆护罩与油管连接；
10、在上述技术方案中，当井下工艺管柱与井下监测光缆的集成方式为管外转管内方式时，所述井下工艺管柱还包括光缆穿越y接头，光缆穿越y接头设置于高温深井安全阀和下油管之间，高温光纤压力传感器设置于下油管靠近圆堵一端的内部，光缆穿越y接头以上的井下监测光缆设置于油管外部，井下监测光缆穿过光缆穿越y接头后伸入下油管内。
11、本专利技术的有益效果是：
12、本专利技术提供了一种海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，基于稠油热采井井下高温高压的工况，以及实时压力数据监测对热采井参数分析及生产制度调控的重要性，创新设计了一种耐温370℃、耐压26mpa的高温光纤压力传感器，分别从光纤单元、感压芯片结构、玻璃-金属密封工艺三方面进行创新优化，解决了目前光纤压力传感器耐温无法超过300℃的密封难题；同时配套井下监测光缆及地面解调设备提出了一套适用于海上稠油热采井的光纤压力监测系统，并针对海上不同的监测需求，分别设计了2套工艺管柱，实现了稠油热采井对环空压力以及管内压力监测的目的。
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1.一种海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：包括井下工艺管柱以及设置于井下工艺管柱内的高温光纤压力传感器(1)；高温光纤压力传感器(1)通过井下监测光缆(2)与设置于地面的压力解调仪(3)连接；所述高温光纤压力传感器(1)包括密封本体、设置于密封本体内的光纤感压芯片和光纤引出端组件；所述井下工艺管柱包括依次连接的油管挂(41)、上油管(42)、高温环空安全封隔器(43)、隔热油管(44)、射流泵工作筒(45)、高温深井安全阀(46)和下油管(47)，所述下油管(47)自由端设置圆堵(48)；所述井下工艺管柱与井下监测光缆(2)的集成方式为管外捆绑方式或管外转管内方式。
2.根据权利要求1所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：所述密封本体包括依次连接的导压端头(11)、环形端盖(12)和光缆连接头(13)；所述导压端头(11)为两端敞口的套筒型结构，其两端外壁均形成外螺纹，中间外壁形成外凸环(15)，靠近导压端头(11)的一端内壁形成内凸台(14)；所述环形端盖(12)由套筒部和圆台部组成，套筒部和圆台部均为中空且两端敞口的结构，环形
3.根据权利要求1所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：所述光纤感压芯片包括感压膜片(16)、单模光纤(17)以及刻蚀于单模光纤(17)上的测温光纤光栅(18)和测压光纤光栅(19)；所述感压膜片(16)固定于导压端头(11)远离环形端盖(12)一端内部，感压膜片(16)的外圆周壁与导压端头(11)的内壁通过激光焊接的方式固定连接；所述单模光纤(17)一端与感压膜片(16)连接，另一端伸出光缆连接头(13)；所述测温光纤光栅(18)设置于内凸台(14)与光缆连接头(13)之间的单模光纤(17)上；所述测压光纤光栅(19)设置于靠近感压膜片(16)的单模光纤(17)上。
4.根据权利要求3所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：所述光纤感压芯片还包括光栅固定机构和光纤支撑机构；所述光栅固定机构包括Ⅰ号支撑桥(110)和Ⅱ号支撑桥(111)；Ⅰ号支撑桥(110)固定于感压膜片(16)内侧，且Ⅰ号支撑桥(110)与感压膜片(16)的材质一致；所述Ⅱ号支撑桥(111)通过激光焊接固定于内凸台(14)顶部；
5.根据权利要求4所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：所述Ⅰ号支撑桥(110)、Ⅱ号支撑桥(111)和密封本体的空腔位于同一轴线上。
6.根据权利要求1所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：所述光纤引出端组件设置于光缆连接头(13)内部，其包括套设于单模光纤(17)外部的毛细玻璃管(114)以及套设于毛细玻璃管(114)外部的软金属密封环(115)；单模光纤(17)与毛细玻璃管(114)激光焊接固定。
7.根据权利要求1所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：当井下工艺管柱与井下监测光缆2的集成方式为管外捆绑方式时，高温光纤压力传感器(1)设置于下油管(47)靠近圆堵(48)一端的外部，井下监测光缆(2)设置于油管外部，通过光缆护罩与油管连接。
8.根据权利要求1所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：当井下工艺管柱与井下监测光缆(2)的集成方式为管外转管内方式时，所述井下工艺管柱还包括光缆穿越Y接头(49)，光缆穿越Y接头(49)设置于高温深井安全阀(46)和下油管(47)之间，高温光纤压力传感器(1)设置于下油管(17)靠近圆堵(48)一端的内部，光缆穿越Y接头(49)以上的井下监测光缆(2)设置于油管外部，井下监测光缆(2)穿过光缆穿越Y接头(49)后伸入下油管(47)内。
...【技术特征摘要】
1.一种海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：包括井下工艺管柱以及设置于井下工艺管柱内的高温光纤压力传感器(1)；高温光纤压力传感器(1)通过井下监测光缆(2)与设置于地面的压力解调仪(3)连接；所述高温光纤压力传感器(1)包括密封本体、设置于密封本体内的光纤感压芯片和光纤引出端组件；所述井下工艺管柱包括依次连接的油管挂(41)、上油管(42)、高温环空安全封隔器(43)、隔热油管(44)、射流泵工作筒(45)、高温深井安全阀(46)和下油管(47)，所述下油管(47)自由端设置圆堵(48)；所述井下工艺管柱与井下监测光缆(2)的集成方式为管外捆绑方式或管外转管内方式。
2.根据权利要求1所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：所述密封本体包括依次连接的导压端头(11)、环形端盖(12)和光缆连接头(13)；所述导压端头(11)为两端敞口的套筒型结构，其两端外壁均形成外螺纹，中间外壁形成外凸环(15)，靠近导压端头(11)的一端内壁形成内凸台(14)；所述环形端盖(12)由套筒部和圆台部组成，套筒部和圆台部均为中空且两端敞口的结构，环形端盖(12)的套筒部内壁形成内螺纹，环形端盖(12)的圆台部小径端与光缆连接头(13)连接。
3.根据权利要求1所述的海上油田稠油热采井高温光纤压力监测系统，其特征在于：所述光纤感压芯片包括感压膜片(16)、单模光纤(17)以及刻蚀于单模光纤(17)上的测温光纤光栅(18)和测压光纤光栅(19)；所述感压膜片(16)固定于导压端头(11)远离环形端盖(12)一端内部，感压膜片(16)的外圆周壁与导压端头(11)的内壁通过激光焊接的方式固定连接；所述单模光纤(17)一端与感压膜片(16)连接，另一端伸出光缆连接头(13)；所述测温光纤光栅(18)设置于内凸台(14)与光缆连接头(13)之间的单模光纤(17)上；所述测压光纤光栅(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志龙，辛野，田发超，孙君，刘海英，柳沣洵，万芬，于晓涛，孙艳萍，吴婷，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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