专利名称：井下介质界面监测装置的制作方法
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，通常用于移动測量，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，井根据电阻率的大小，确定界面位置。其缺点是探測位置范围有限，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、探測范围广、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ロ分别与分布温度解调仪端ロ、加热控制器端ロ相连，分布温度解调仪端ロ与感温光纤单元相连，加热控制器端ロ与加热单元相连；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。作为ー种优选方案，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销内。作为ー种优选方案，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。作为另ー种优选方案，本实用新型所述加热单元为绝缘加热电阻线。作为另ー种优选方案，本实用新型所述绝缘加热电阻线为2根或3根。作为另ー种优选方案，本实用新型所述分布温度解调仪采用N4386B型温度解调仪。作为另ー种优选方案，本实用新型所述监测控制器为电脑。[0012]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°C，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。
以下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I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。图中，I、地面介质界面监测系统，2、复合光缆，3、套管，4、造腔外管，5、造腔内管，
6、光缆接箍保护器，7、不锈钢管外铠，8、感温光纤单元，9、加热单元，10、分布温度解调仪，11、监测控制器，12、加热控制器。
具体实施方式
如图所示，本实用新型包括感温光纤单元8、加热单元9、分布温度解调仪10、监测控制器11和加热控制器12，监测控制器11端口分别与分布温度解调仪10端口、加热控制器12端口相连，分布温度解调仪10端口与感温光纤单元8相连，加热控制器12端口与加热单元9相连；所述监测控制器11接收经分布温度解调仪10解调的分布温度数据，控制加热控制器12。分布温度解调仪10、监测控制器11、加热控制器12组成地面介质界面监测系统I。所述感温光纤单元8和加热单元9设置在不锈钢管外铠7内。感温光纤单元8、加热单元9和不锈钢管外铠7组成复合光缆2 ;可在高温高压条件下工作，安装方便，适合于狭窄空间的安装。所述感温光纤单元8包括外层不锈钢管和内置光纤。所述加热单元9为绝缘加热电阻线。绝缘加热电阻线的位置及长度可根据被测界面的大致位置和变化范围进行设置，再通过导线与加热控制器12连接，不必全部使用绝缘加热电阻线进行连接；节能减耗。所述绝缘加热电阻线为2根或3根。所述分布温度解调仪10采用N4386B型温度解调仪。所述监测控制器11为电脑。电脑通过串口或网络实现远程监控或造腔自动化控制。所述加热控制器12为开关器件。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。定时器可防止施工人员疏忽忘记关闭开关器 件，造成能源浪费或生产事故的情况。温度检测装置检测加热单元9的温度，进一步提高安全度。
以下结合
本实用新型的工作过程首先，用光缆接箍保护器6将复合光缆2固定安装在造腔外管4外壁上。然后，通过造腔内管5与造腔外管4之间的环空注水，溶解盐层而形成腔体形状，卤水通过造腔内管5返回地面；或者通过造腔内管5向盐层注水，溶解盐层而形成腔体形状，含盐卤水通过造腔内管5与造腔外管4之间的环空返回地面。在造腔外管4和套管3的环空空间中注入柴油，柴油与卤水界面深度以下的盐层可以溶解，该深度以上的盐层不会溶解，由此控制好柴油与卤水的界面，即可形成造腔设计中的预定腔体形态。最后，为了监测柴油与卤水的界面深度，地面介质界面监测系统I的监测控制器11，对复合光缆2中的加热单元9进行供电加热，同时通过分布温度解调仪10实时读取整个感温光纤单元8的分布温度，由于柴油和卤水的导热率不同，在柴油和卤水界面上下形成温度梯度，从而分析计算出柴油和卤水界面的界面深度。同时当温度梯度达到系统能够有效识别时，监测控制器11控制加热控制器12，对复合光缆2中的加热单元9停止供电。如果柴油和卤水界面深度在设计的预定深度范围之内，可以持续注水造腔，否则在套管3和造腔外管4环行空间中注入柴油，同时实时监测界面深度，当界面达到预定深度后，继续注水造腔。对加热单元9停止供电后，分布温度解调仪10实时读取整个感温光纤单元8的分布温度，同样在柴油和卤水界面上下形成温度梯度，也同样可以分析计算出柴油和卤水界面的界面深度。可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.井下介质界面监测装置，包括感温光纤单元(8)、加热单元(9)、分布温度解调仪(10)、监测控制器(11)和加热控制器(12)，其特征在于监测控制器(11)端口分别与分布温度解调仪(10)端口、加热控制器(12)端口相连，分布温度解调仪(10)端口与感温光纤单元(8)相连，加热控制器(12)端口与加热单元(9)相连； 所述监测控制器(11)接收经分布温度解调仪(10)解调的分布温度数据，控制加热控制器(12)。
2.根据权利要求I所述井下介质界面监测装置，其特征在于所述感温光纤单元(8)和加热单元(9)设置在不锈钢管外铠(7)内。
3.根据权利要求I所述井下介质界面监测装置，其特征在于所述感温光纤单元(8)包括外层不锈钢管和内置光纤。
4.根据权利要求I所述井下介质界面监测装置，其特征在于所述加热单元(9)为绝缘加热电阻线。
5.根据权利要求4所述井下介质界面监测装置，其特征在于所述绝缘加热电阻线为2根或3根。
6.根据权利要求I所述井下介质界面监测装置，其特征在于所述分布温度解调仪(10)采用N4386B型温度解调仪。
7.根据权利要求I所述井下介质界面监测装置，其特征在于所述监测控制器(11)为电脑。
8.根据权利要求I所述井下介质界面监测装置，其特征在于所述加热控制器(12)为开关器件。
9.根据权利要求8所述井下介质界面监测装置，其特征在于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。
专利摘要井下介质界面监测装置是涉及井下介质界面监测装置结构的改进。本实用新型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。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。
文档编号E21B47/07GK202755964SQ20122037107
公开日2013年2月27日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者张建华, 杨海军, 李龙, 李建君 申请人:张建华