[发明专利]一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距系统及方法

说明书

本发明提供一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距系统及方法，方法包括：测量激励线圈的开路电流Isubgt;o/subgt;和测量线圈的开路电压Usubgt;2o/subgt;；将磁耦合导纳测量装置安装到中心管外壁，向激励线圈输入交流激励信号，激励线圈以磁感应的方式将交流激励信号施加到中心管上，测量线圈以磁感应的方式测量中心管的电压；测量激励线圈的工作电流Isubgt;1/subgt;以及测量线圈的感应电压Usubgt;2/subgt;；根据激励线圈的开路电流Isubgt;o/subgt;、工作电流Isubgt;1/subgt;，以及交流激励信号频率、测量线圈的开路电压Usubgt;2o/subgt;、感应电压Usubgt;2/subgt;，计算得到储气库中液面距离储气库顶端的高度。本发明利用中心管的感抗与气液界面高度成正比的关系，将气液界面高度转化为中心管阻抗来实现测距，提示了测量准确性，测量数据可靠性佳。

技术领域

本发明涉及盐穴储气库建造与使用技术领域，更具体地，涉及一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距系统及方法。

背景技术

盐穴储气库是通过向盐矿注入淡水的方式建造，为将盐矿作为溶腔进行储气的方式。盐穴储气库的建造过程为：通过钻井向下打入同轴嵌套设置的中心管、中间管、套管等管道；通过中心管注入淡水的方法对盐矿进行溶解，然后由中心管引出的排水管排出卤水（盐溶液），并由注水的中心管与外层套管之间的空隙注入隔离液避免盐矿顶部溶解，使盐矿形成地下腔穴。在上述建造期间不断根据卤水盐度等实时的技术参数调整施工参数，控制地下腔穴的几何形状和体积，最终得到符合设计要求的储气库。储气库往往在地下数千米的位置，因此在使用过程中，井下数据的实时传输有利于及时准确评价井下情况。同时，在储气库建成、投入使用后，要求严格密封，因此会在中心管上使用永久封隔器，这使原来在建造过程中能使用的通信路径，例如光缆通信等有线传输方法不便使用。

目前，现有技术采用基于坡印亭矢量检测的液位测量系统及其方法，通过实时监测储气库空间电场与磁场，实现了对气液深度界面的实时连续和大范围监测。但是，储气库环境较为严苛，储气库空间电场与磁场测量易受外界环境影响，导致测量值并不准确，误差较大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距系统及方法，以提升盐穴储气库的监测数据准确性与可靠性。

根据本发明的第一方面，提供了一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距系统，包括：井下激励源、磁耦合导纳测量装置和地表主机；所述磁耦合导纳测量装置设置在储气库内的中心管外壁，且位于储气库顶端以下、液面以上，所述井下激励源与所述磁耦合导纳测量装置连接；所述磁耦合导纳测量装置、所述井下激励源分别与所述地表主机通过无线信号通信连接；

所述井下激励源用于提供交流激励信号；

所述磁耦合导纳测量装置包括激励线圈和测量线圈，所述激励线圈用于将所述交流激励信号施加到中心管上，所述测量线圈用于测量中心管的反馈信号；

所述地表主机用于根据磁耦合导纳测量装置的开路测量数据、通路测量数据、中心管的反馈信号以及交流激励信号的参数计算得到储气库中液面距离储气库顶端的高度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述磁耦合导纳测量装置还包括磁环、交流电压表与交流感应电流表；所述激励线圈与测量线圈共同绕制在同一磁环上，所述磁环套设在所述中心管的外周；