[实用新型]井下介质界面监测装置

说明书

技术领域

本实用新型是涉及井下介质界面监测装置结构的改进。

背景技术

地下盐穴储气库用于储存各种气体介质。建造地下储气库需要把淡水或不饱和卤水注入地下盐层，通过溶解岩盐并排出卤水，在地下形成特定形态的储存空间。在建造地下盐穴储气库过程中，为了保证储气库空间具有稳定的形态，需要在造腔外管与生产套管的环空空间内注入柴油或氮气作为保护介质，由于注入的淡水或不饱和卤水不能溶解保护介质中的岩盐，从而有效控制了溶解岩盐的体积形态。溶腔过程中需要实时准确监测保护介质与卤水的界面，用于确认溶腔是否在设计的溶腔合理范围内。因此准确及时的监测保护介质与卤水的界面位置对盐穴型储气库造腔工程具有重要意义。

保护介质与卤水的界面监测可以利用界面介质的不同物理化学特性来进行识别和定位。目前使用的主要有放射法、电阻率法、声波法等。放射法一般是利用保护介质和卤水对中子的俘获能力不同而进行识别，根据测井电缆的深度进行定位，通常用于移动测量，不适合永久安装测试。同时由于保护介质的环空厚度比较薄，识别比较困难，影响测试精度，成本也比较高。电阻法是利用保护介质和卤水的电阻率不同进行识别，并根据电阻率的大小，确定界面位置。其缺点是探测位置范围有限，当界面不在探测范围内时无法得到准确位置。另外，由于传感器需要在井下长期工作，存在卤水结晶和腐蚀等问题，影响测试精度。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种适合永久安装、探测范围广、测试精度高的井下介质界面监测装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括感温光纤单元、加热单元、分布温度解调仪、监测控制器和加热控制器，其结构要点监测控制器端口分别与分布温度解调仪端口、加热控制器端口相连，分布温度解调仪端口与感温光纤单元相连，加热控制器端口与加热单元相连；所述监测控制器接收经分布温度解调仪解调的分布温度数据，控制加热控制器。

作为一种优选方案，本实用新型所述感温光纤单元和加热单元设置在不锈钢管外铠内。

作为一种优选方案，本实用新型所述感温光纤单元包括外层不锈钢管和内置光纤。

作为另一种优选方案，本实用新型所述加热单元为绝缘加热电阻线。

作为另一种优选方案，本实用新型所述绝缘加热电阻线为2根或3根。

作为另一种优选方案，本实用新型所述分布温度解调仪采用N4386B型温度解调仪。

作为另一种优选方案，本实用新型所述监测控制器为电脑。

其次，本实用新型所述加热控制器为开关器件。

另外，本实用新型所述开关器件端口分别与定时器端口、温度检测装置端口相连，开关器件根据定时器和/或温度检测装置的输出信号开闭。

本实用新型有益效果：本实用新型采用分布式光纤温度传感技术，分布式光纤温度传感技术是一种用于实时测量光纤空间温度场分布的传感技术。该技术利用光时域反射原理、激光喇曼光谱原理，经波分复用器、光电检测器等对采集的温度信息进行处理，并将温度信息实时地计算出来。分布式光纤温度传感技术具有抗电磁场干扰、工作频率宽、动态范围大等特点，它能够连续测量光纤沿线各点的温度，测量距离可在0～30km范围内，空间定位精度达到0.15m之内，温度分辨率达到0.5℃，能够进行不间断的自动测量的特点。

本实用新型利用保护介质与卤水的热导率不同而设计。通过加热单元对保护介质和卤水进行加热，由于加热的介质不同，其温度变化也是不一样的，即在介质界面产生温度梯度，因而分辨出介质界面，并根据温度梯度所在光缆的深度，定位介质界面位置。

本实用新型能够实时在线监测井下介质界面如油水界面或气液界面的界面位置和深度，界面监测范围为从井口到感温光纤单元、加热单元所在井底的任何位置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1为本实用新型地面介质界面监测系统结构示意图。

图2为本实用新型复合光缆横截面结构示意图。

图3是本实用新型使用状态图。虚线为油水界面或气液界面。箭头所指是注入水的流动方向。