[实用新型]基于煤层气充气欠平衡的压力监控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤气井监控装置，特别是一种基于煤层气充气欠平衡的压力监控装置。

背景技术

目前，煤层气作为一种新型清洁能源，其开发利用一方面可在一定程度上弥补常规油气资源的不足，另一方面还可有效降低煤矿瓦斯灾害程度。在我国乃是世界都有广阔的应用前景。煤层气赋存于煤层中，由于煤层与常规油、气储集层不同，具有储层埋藏浅，极易垮塌、污染，压力敏感性强等特征，在钻井时普遍采用充气欠平衡钻井工艺，对于压力的监控就成为此工艺的关键技术。但是，目前在常规油气井钻井过程中使用的压力监控装置直接运用于煤层气钻井井底压力监控存在以下局限性：

一、 由于煤层气具有易塌、易污染等特性，常规的钻井工艺无法适用，而对于煤层气所采用的充气欠平衡工艺技术，常规的压力监测与控制系统并不适用。

二、 由于充气欠平衡工艺十分复杂，钻进工程中，井筒内状况复杂，存在着气液两相流，而流型不易判定，但在钻井过程中流型对于井壁稳定以及携岩能力有着较大的影响，常规的压力监测与控制系统却无法对这些状况进行判断。

三、 对于煤层气充气欠平衡中存在的安全隐患问题，通常都是依靠钻井人员自身经验来判定的。这在很大程度上依赖于从事煤层气钻井人员的从事时间及其钻井经验，具有很大的依赖性，风险判定效率低。同时，煤层气充气欠平衡压力控制的安全问题一直是行业中公认的难题，常规的监控系统并不能及时的预测、判定钻井过程中的风险。

国内早期的压力监控硬件及配套监控软件仅适用于常规油气井的井底压力监控，而用于非常规天然气开采，尤其是煤层气开采时，国内目前应用的常规油气井压力监控系统则存在上述局限性，不能充分满足煤层气钻井现场压力监控的需求。经过调研发现，目前国内外还没有一套完整的专门用于煤层气充气欠平衡钻井的压力监测与控制系统。

实用新型内容

为了克服现有煤层气压力监控装置的不足，本实用新型提供一种基于煤层气充气欠平衡的压力监控装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于煤层气充气欠平衡的压力监控装置，包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、密度传感器、电导率传感器，还包括数据采集模块、数据传输模块和上位机，上位机通过总线接口与数据采集模块、数据传输模块联接，数据采集模块、数据传输模块分别与压力传感器、流量传感器、温度传感器、密度传感器、电导率传感器联接。

所述的上位机内设有监测模块和总线接口。

所述的数据采集模块内设有多路开关和A/D转换器。

所述的数据传输模块内设有串口。

结合煤层气充气欠平衡钻井工艺要求，基于煤层气水平井易发生垮塌、卡钻、钻具事故和钻头事故等特点，通过相关的传感器配套及采集系统配套，数据采集和处理计算机；其中测量参数为大钩悬重、大钩高度、转盘扭矩、转盘转速、泵冲速、立管压力、套管压力、钻井液出口流量、注气量、井口回压、吊钳扭矩、泥浆池体积、钻时、井深、泥浆温度、泥浆密度、泥浆电导率等。

采用多路数据采集功能，采集系统硬件主要包括各类传感器、数据采集模块、传输总线，传感器将采集到的现场数据转换为电信号，传至数据采集模块中进行A/D转换、放大，最后，经过总线传输与上位机连接，将实时采集到的监测数据进行集中存储与分析显示，建立各传感器与监测软件系统的连接。

基于现场煤层气钻井实际工况，应用煤层气充气欠平衡监测系统与控制分析系统，实现现场钻进状况的实时监测与实时监控分析。针对煤层气的垮塌，卡钻，携岩性差等风险，及时的进行实时分析、风险判定。

通过相关传感器配套及采集系统配套搭建的硬件系统，更能有利于煤层气充气欠平衡钻进过程中及时的实时监测与分析计算。从而达到对煤层气充气欠平衡钻井实时钻井状况的及时预测，以及风险的实时判定。

通过搭建的煤层气充气欠平衡监测与控制系统及配套的新型钻井参数采集仪，能够实现煤层气充气欠平衡监测与控制的软硬件结合。可以实时的进行监测与分析。软硬件结合方式搭建系统主要是为了做到实时性、准确性。通过以上两个系统，实现对煤层气充气欠平衡钻井实时钻进状况监测分析的目的。

本实用新型的有益效果是：基于现场煤层气钻井实际工况，实现现场钻进状况的实时监测与实时监控分析。针对煤层气的垮塌，卡钻，携岩性差等风险，及时的进行实时分析、风险判定。更能有利于煤层气充气欠平衡钻进过程中及时的实时监测与分析计算。从而达到对煤层气充气欠平衡钻井实时钻井状况的及时预测，以及风险的实时判定。不但保证煤层气钻井的安全，也使得煤层气钻井的风险判定更加系统化，专业化。

附图说明