固井参数综合采集系统.pdf

本实用新型公开了一种石油工业使用的固井参数综合采集系统，可用于钻井、固井及采油工程，为钻井液、水泥浆、原油的压力和流量提供可靠的分析研究资料和数据。本系统包括压力传感器总成、流量变送器、综合采集仪和计算机，压力传感器总成和流量变送器通过压力通讯电缆和流量通讯电缆与综合采集仪连接，再经串口通讯电缆与计算机连接。本系统是一套智能仪表系统，可以完成固井过程中的瞬时压力、瞬时流量和累积流量的测试工作，用在固井作业中可反映井下注替等情况，适应新技术的发展需要，实现优化固井和科学固井。

1、  固井参数综合采集系统，其特征是本系统包括压力传感器总成(16)、流量变送器(18)、综合采集仪(20)和计算机(22)，压力传感器总成(16)和流量变送器(18)通过压力通讯电缆(17)和流量通讯电缆(19)与综合采集仪(20)连接，再经串口通讯电缆(21)与计算机(22)连接。

2、  根据权利要求1所述的固井参数综合采集系统，其特征是压力传感器总成(16)包括压力传递机构和压力计短节，压力传递机构和压力计短节通过联接套(12)连接。

3、  根据权利要求2所述的固井参数综合采集系统，其特征是压力传递机构包括三通(6)、平衡液缸(7)、平衡活塞(8)和单流阀(9)，平衡活塞(8)装在平衡液缸(7)内；单流阀(9)内装有弹簧(10)和阀球(11)；三通(6)与平衡液缸(7)和单流阀(9)顺序连接。

4、  根据权利要求2所述的固井参数综合采集系统，其特征是压力计短节包括压力计(13)、压力计罩(14)和压力传感器(15)，压力计(13)一端与联接套(12)连接，另一端外圆安装压力计罩(14)，将压力传感器(15)安装在压力计罩(14)内与压力计(13)靠紧。

5、  根据权利要求1所述的固井参数综合采集系统，其特征是流量变送器(18)包括高压接头(1)、流量传递机构和信号放大器(5)，流量传递机构两端安装高压接头(1)，在流量传递机构的壳体外侧安装信号放大器(5)。

6、  根据权利要求5所述的固井参数综合采集系统，其特征是流量传递机构包括前导流件(2)、工作叶轮(3)和后导流件(4)，工作叶轮(3)固定在轮轴上，轮轴由前导流件(2)和后导流件(4)支撑。

7、  根据权利要求1所述的固井参数综合采集系统，其特征在于压力传感器总成(16)和流量变送器(18)是通过压力传感器(15)和信号放大器(5)与压力通讯电缆(17)和流量通讯电缆(19)连接后再与综合采集仪(20)连接。

固井参数综合采集系统
技术领域
本实用新型涉及石油工业的开采配套设备，特别是固井参数综合采集系统，可用于钻井、固井及采油工程，为钻井液、水泥浆、原油的压力和流量提供可靠的分析研究资料和数据。
背景技术
在石油工业的钻井和固井工程中，对泥浆的压力和流量的采集通常使用压力表和流量计，通过人工记录进行的，存在的问题如下：流量计是钻井和固井施工中的不可缺少的计量仪器，它为钻井和固井技术人员提供注水泥量、替浆量，并可以提前预报碰压，为固井施工的连续性和安全性、固井人员自身安全提供保障。目前对固井水泥浆或泥浆流量参数的测量记录采用人工记录，实时性较差，无法进行动态监测，压力和流量数据不能保留、存储，不能给固井分析和研究提供可靠和全面的资料、数据，难以进行固井过程分析与研究。随着固井技术的发展，固井新工艺、新技术不断采用，施工压力对双级固井，尾管悬挂固井，胀封隔器等工艺井显得尤为重要。而目前固井施工技术人员对固井的压力参数测量仅仅局限在观察立管的机械式压力表，来判断和分析井下分级箍与悬挂器的工作情况是不够的，观测读取也很不方便，人为误差较大，无法应对新技术、新工艺的发展。
发明内容
本实用新型的目的是提供固井参数综合采集系统，克服现有技术中的上述缺陷，将压力和流量参数综合采集处理，为钻井和固井工程提供可靠和全面的资料和数据，满足不断发展的技术需要。
本技术解决方案可达上述目的：固井参数综合采集系统包括压力传感器总成、流量变送器、综合采集仪和计算机，压力传感器总成和流量变送器通过压力通讯电缆和流量通讯电缆与综合采集仪连接，再经串口通讯电缆与计算机连接。
本实用新型具有以下显著的优点：本系统将被测管道内流体的压力、流量变化情况经压力传感器总成和流量变送器中的压力传感器和信号放大器转换为电信号，送至综合采集仪输入接口，经过A/D转换或计数，由模拟量或脉冲量通过综合采集仪的CPU运算处理后变计算机可识别的编码通过串口通讯口送至计算机，进行数据处理。输出方式为数字打印和显示，显示参数有压力、流量及累计值。选用便携式计算机作为附加系统为系统提供参数修正、参数设置、数据回放、数据处理和实时监测，通过标准串口与综合采集仪进行通讯。具有数据采集、数据处理、数据显示、智能记忆采集和本地通讯等功能，能够实时跟踪压力、流量等参数的动态变化。本系统是一套智能仪表系统，可以完成固井过程中的瞬时压力、瞬时流量和累积流量的测试工作，用在固井作业中可反映井下注替情况，指导双级固井、尾管悬挂固井、胀封隔器等特殊工艺井的施工达到远距离监测和安全施工，实现优化固井和科学固井，能够适应新技术的发展需要。本系统适用于海上和陆地的固井测试以及其它施工的压力测试。如在钻井作业中测量钻井液压力，在采油井的计量站上使用可以测量和监控管线压力。
附图说明
附图1是本实用新型流量变送器的结构示意图。
附图2是本实用新型压力传感器总成的结构示意图。
附图3是本实用新型连接安装示意框图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型做进一步的详述：参阅附图3，固井参数综合采集系统包括压力传感器总成16、流量变送器18、综合采集仪20和计算机22，压力传感器总成16和流量变送器18通过压力通讯电缆17和流量通讯电缆19与综合采集仪20连接，再经串口通讯电缆21与计算机22连接。参见附图2，压力传感器总成16包括压力传递机构和压力计短节，压力传递机构和压力计短节通过联接套12连接。压力传递机构包括三通6、平衡液缸7、平衡活塞8和单流阀9，平衡活塞8装在平衡液缸7内；单流阀9内装有弹簧10和阀球11；三通6与平衡液缸7和单流阀9顺序连接。压力计短节包括压力计13、压力计罩14和压力传感器15，压力计13一端与联接套12连接，另一端外圆安装压力计罩14，将压力传感器15安装在压力计罩14内与压力计13靠紧。单流阀9的作用是隔离泥浆、水泥浆与压力传感器15的直接接触和减震。压力信号是由液体介质推动平衡液缸7中的平衡活塞8上下运动，经弹簧10改变单流阀9内的压力并传递给压力传感器15。压力信号是电压信号，为了有利于远距离传输，通过电压/电流转换技术和电流/电压转换技术，将压力信号通过压力传感器15传送到综合采集仪20进行压力数据处理。参见附图1，流量变送器18包括高压接头1、流量传递机构和信号放大器5，流量传递机构两端安装高压接头1，在流量传递机构的壳体外侧安装信号放大器5。流量传递机构包括前导流件2、工作叶轮3和后导流件4，工作叶轮3固定在轮轴上，轮轴由前导流件2和后导流件4支撑。压力传感器总成16和流量变送器18是通过压力传感器15和信号放大器5与压力通讯电缆17和流量通讯电缆19联接后再与综合采集仪20连接。
使用时，将压力传感器总成16通过压力通讯电缆17和综合采集仪20连接，流量变送器18通过流量通讯电缆19和20连接，综合采集仪20通过串口通讯电缆21和计算机22连接。将压力传感器总成16中的三通6两个连接端，一端与被测管道的高压旋塞阀连接，另一端与流量变送器18的高压接头1连通，压力传感器15的端部通过压力通讯电缆17与综合采集仪20连接。流量变送器18的信号放大器5通过流量通讯电缆19与综合采集仪20连接，流量变送器18另一端的高压接头1与泥浆输送管道连通。固井泥浆从泥浆输送管道进入，流经流量变送器18和压力传感器总成16，从高压旋塞阀进入被测管道。根据固井工艺要求，在施工中采集压力和流量参数，这些非电物理量通过流量变送器18与压力传感器总成16转换为电信号送至综合采集仪20的输入接口，在接口电路内进行A/D转换或脉冲计数，由模拟量或脉冲量变为数字量至综合采集仪20的CPU，由其CPU处理储存数据并由串口通讯电缆21传输至计算机22进行数据处理，处理后的信号数据由综合采集仪20存储并由其面板显示，同时还被送至计算机22进行界面控制，显示压力与流量曲线。
在钻井作业中使用本系统，可把压力传感器总成16和流量变送器18连接在泥浆泵的出口管线上，把泥浆返出口与流量变送器18另一端的高压接头1连通，本系统可以对钻井液压力测定记录，还可以对泥浆是否漏失做出准确判断。
在采油井的计量站中使用本系统，可把压力传感器总成16和流量变送器18接在输油出口管线上，把计量站的入口管线与流量变送器18另一端的高压接头1连通，可对管线压力和管线是否漏失进行监控。