激光测量盐穴储气库气腔形状的方法及其装置与流程

本发明涉及盐穴储气库检测，进一步的，涉及一种激光测量盐穴储气库气腔形状的方法及其装置，尤其涉及一种盐穴储气库腔体注气投产后对腔体形状进行测量的方法及其装置。

背景技术：

1、现阶段，对盐穴储气库气腔形状的检测主要采用声呐技术，其主要原理是沿井筒下放声呐测量仪器，通过发射脉冲声波，并接收回波信号，信号经连接电缆传回地面处理装置中，从而检测得到腔体形状。声呐测井在盐穴储气库中主要应用于两方面，一是造腔过程中腔体形状的检测，以测量结果为依据及时调整溶腔工艺；二是腔体完腔投入注采运行后，定期对腔体形状进行检测，以尽早发现井下故障，保证盐穴储气库的安全。

2、由于声波在水中衰减非常小，因此对于卤水腔体(溶腔过程中会产生卤水留存与腔体内)的声呐检测较为容易，但由于声波在气体中衰减很快，反射干扰大，因而检测难度大大增加；另外，对于注气投产后的腔体形状检测方法和所使用的设备尚未完全掌握，对于气腔形状的测量依然是盐穴储气库建设过程中的重点、难点。

3、针对相关技术中，盐穴储气库气腔形状检测困难的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

4、由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种激光测量盐穴储气库气腔形状的方法及其装置，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种激光测量盐穴储气库气腔形状的方法及其装置，采用激光测量的手段，解决了注气投产后的盐穴储气库气腔形状检测困难的问题，打破了盐穴储气库气腔形状检测的壁垒，实现了对盐穴储气库气腔低成本、高效率检测的目的。

2、本发明的目的可采用下列方案来实现：

3、本发明提供了一种激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，包括如下步骤：

4、步骤s1：将测量仪器下入气腔内，并测得下入所述气腔内的深度；

5、步骤s2：在水平方向上旋转所述测量仪器至少一周，以测得对应深度上所述气腔的横截面形状；

6、步骤s3：调整所述测量仪器下入所述气腔内的深度，并重复进行所述步骤s2的操作；

7、步骤s4：根据获得的所述气腔的深度以及在不同深度位置上所对应的所述气腔的横截面形状，构建所述气腔的模型。

8、在本发明的一较佳实施方式中，增加所述气腔的深度以及对应的所述气腔的横截面形状的获取数量，以提高测量的精准度。

9、在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s1和所述步骤s3中，采用磁定位和/或自然伽马测量的方法，对所述测量仪器下入所述气腔内的深度进行测量和校验。

10、在本发明的一较佳实施方式中，所述测量仪器的耐受温度为0℃至75℃，所述测量仪器的承压能力大于或者等于30mpa，以使所述测量仪器能对所述气腔在小于或者等于2000m深度进行测量。

11、在本发明的一较佳实施方式中，所述测量仪器包括第一激光探头和第二激光探头，所述第一激光探头用于测量竖直向下测量仪器与所述气腔内气液界面之间的距离以及由竖直向下至水平方向上所述测量仪器与所述气腔内壁之间的距离；所述第二激光探头用于测量由水平方向至倾斜向上所述测量仪器与所述气腔内壁之间的距离。

12、在本发明的一较佳实施方式中，所述气腔的上方至生产套管管鞋之间的裸眼段为脖颈段，采用螺旋测量法或者定点测量法构建所述脖颈段的模型。

13、在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s4中，构建所述气腔的模型为三维模型，以至少显示所述气腔在各位置上横截面的形状、纵截面的形状、截面半径以及所述气腔的体积。

14、本发明提供了一种激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，包括测量仪器，所述测量仪器下入至气腔内的预设深度，所述测量仪器包括激光探头，在同一预设深度位置，所述测量仪器能在水平方向上旋转至少一周，以通过所述激光探头测得对应深度上所述测量仪器在旋转一周过程中所对应不同角度时所述测量仪器与所述气腔的内壁之间的距离。

15、在本发明的一较佳实施方式中，所述测量仪器包括探头安装组件，所述激光探头至少包括一个第一激光探头和一个第二激光探头，所述第一激光探头和所述第二激光探头分别设置于所述探头安装组件的底部和侧壁上。

16、在本发明的一较佳实施方式中，所述测量仪器包括方位调节组件，所述探头安装组件位于方位调节组件的底部且与所述方位调节组件的动作端连接，通过所述方位调节组件可带动所述探头安装组件在水平方向上周向转动以及在竖向上倾斜转动，以使所述第一激光探头能向所述探头安装组件的斜下方发射激光束，并使所述第二激光探头能向所述探头安装组件的斜上方发射激光束。

17、在本发明的一较佳实施方式中，所述测量仪器还包括确定所述探头安装组件旋转方向的稳定器组件，所述稳定器组件位于所述方位调节组件的顶部且与所述方位调节组件的固定端连接。

18、在本发明的一较佳实施方式中，所述测量仪器还包括对所述探头安装组件下入至所述气腔的深度进行测量的校深组件，所述校深组件位于所述稳定器组件的顶部且与所述稳定器组件连接。

19、在本发明的一较佳实施方式中，所述校深组件内至少设置有磁定位器和/或自然伽马测井仪。

20、在本发明的一较佳实施方式中，所述校深组件内还设置有测温元件和测压元件。

21、在本发明的一较佳实施方式中，所述测量仪器还包括电缆接头，所述电缆接头位于所述校深组件的上方且与所述校深组件连接，所述电缆接头与传输电缆的一端连接，所述传输电缆的另一端延伸至地面上并与控制系统连接。

22、由上所述，本发明的激光测量盐穴储气库气腔形状的方法及其装置的特点及优点是：将能够发生激光的测量仪器下入气腔内，并测得下入气腔内的深度，在水平方向上旋转测量仪器至少一周，旋转过程中始终通过向气腔的内壁发生激光以测得测量仪器与气腔的内壁之间的水平距离，进而可获得当前深度上气腔的横截面形状，通过不断调整测量仪器下入气腔内的深度，并按上述步骤测量不同深度位置上气腔的横截面形状，根据获得的气腔的深度以及在不同深度位置上所对应的气腔的横截面形状即可构建气腔的模型，达到通过激光对气腔的形状进行准确测量的目的，与传统的声呐测量相比，本发明的激光测量方法简单易行，测量精度高，而且测量的精度不会因为气腔内的气体而受到影响，提高测腔效率和准确度，另外，测量成本更低，使用范围广，尤其适于盐穴储气库气腔形状的测量。

技术特征：

1.一种激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，其特征在于，增加所述气腔的深度以及对应的所述气腔的横截面形状的获取数量，以提高测量的精准度。

3.如权利要求1所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，其特征在于，所述步骤s1和所述步骤s3中，采用磁定位和/或自然伽马测量的方法，对所述测量仪器下入所述气腔内的深度进行测量和校验。

4.如权利要求1所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，其特征在于，所述测量仪器的耐受温度为0℃至75℃，所述测量仪器的承压能力大于或者等于30mpa，以使所述测量仪器能对所述气腔在小于或者等于2000m深度进行测量。

5.如权利要求1所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，其特征在于，所述测量仪器包括第一激光探头和第二激光探头，所述第一激光探头用于测量竖直向下测量仪器与所述气腔内气液界面之间的距离以及由竖直向下至水平方向上所述测量仪器与所述气腔内壁之间的距离；所述第二激光探头用于测量由水平方向至倾斜向上所述测量仪器与所述气腔内壁之间的距离。

6.如权利要求5所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，其特征在于，所述气腔的上方至生产套管管鞋之间的裸眼段为脖颈段，采用螺旋测量法或者定点测量法构建所述脖颈段的模型。

7.如权利要求1所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的方法，其特征在于，所述步骤s4中，构建所述气腔的模型为三维模型，以至少显示所述气腔在各位置上横截面的形状、纵截面的形状、截面半径以及所述气腔的体积。

8.一种激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，包括测量仪器，所述测量仪器下入至气腔内的预设深度，所述测量仪器包括激光探头，在同一预设深度位置，所述测量仪器能在水平方向上旋转至少一周，以通过所述激光探头测得对应深度上所述测量仪器在旋转一周过程中所对应不同角度时所述测量仪器与所述气腔的内壁之间的距离。

9.如权利要求8所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，所述测量仪器包括探头安装组件，所述激光探头至少包括一个第一激光探头和一个第二激光探头，所述第一激光探头和所述第二激光探头分别设置于所述探头安装组件的底部和侧壁上。

10.如权利要求9所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，所述测量仪器包括方位调节组件，所述探头安装组件位于方位调节组件的底部且与所述方位调节组件的动作端连接，通过所述方位调节组件可带动所述探头安装组件在水平方向上周向转动以及在竖向上倾斜转动，以使所述第一激光探头能向所述探头安装组件的斜下方发射激光束，并使所述第二激光探头能向所述探头安装组件的斜上方发射激光束。

11.如权利要求10所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，所述测量仪器还包括确定所述探头安装组件旋转方向的稳定器组件，所述稳定器组件位于所述方位调节组件的顶部且与所述方位调节组件的固定端连接。

12.如权利要求11所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，所述测量仪器还包括对所述探头安装组件下入至所述气腔的深度进行测量的校深组件，所述校深组件位于所述稳定器组件的顶部且与所述稳定器组件连接。

13.如权利要求12所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，所述校深组件内至少设置有磁定位器和/或自然伽马测井仪。

14.如权利要求13所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，所述校深组件内还设置有测温元件和测压元件。

15.如权利要求13所述的激光测量盐穴储气库气腔形状的装置，其特征在于，所述测量仪器还包括电缆接头，所述电缆接头位于所述校深组件的上方且与所述校深组件连接，所述电缆接头与传输电缆的一端连接，所述传输电缆的另一端延伸至地面上并与控制系统连接。

技术总结
本发明为一种激光测量盐穴储气库气腔形状的方法及其装置，该激光测量盐穴储气库气腔形状的方法包括如下步骤：步骤S1：将测量仪器下入气腔内，并测得下入气腔内的深度；步骤S2：在水平方向上旋转测量仪器至少一周，以测得对应深度上气腔的横截面形状；步骤S3：调整测量仪器下入气腔内的深度，并重复进行步骤S2的操作；步骤S4：根据获得的气腔的深度以及在不同深度位置上所对应的气腔的横截面形状，构建气腔的模型。本发明解决了盐穴储气库气腔形状检测困难的技术问题。

技术研发人员：周照恒,杜玉洁,焦雨佳,戴威,虎蕾,王立东,姚威,李运宝
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8