CN114810043A

CN114810043A - 油套管微小泄漏的诊断装置

Info

Publication number: CN114810043A
Application number: CN202110129131.XA
Authority: CN
Inventors: 夏焱; 袁光杰; 何刚; 李景翠; 李彬; 金根泰; 庄晓谦; 李国韬; 路立君; 万继方; 张弘; 付盼
Original assignee: Petrochina Co Ltd; CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd; CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd; Beijing Petroleum Machinery Co Ltd
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2022-07-29

Abstract

本申请提供了一种油套管微小泄漏的诊断装置，该装置包括检测杆和信号分析设备，其中，检测杆包括壳体、传感器组件和信号处理设备，壳体具有容纳空间，传感器组件和信号处理设备分别位于容纳空间内，传感器组件包括超声波传感器，传感器组件和信号处理设备电连接；信号分析设备与信号处理设备电连接，信号分析设备用于确定油套管是否发生泄漏。该装置实现了利用超声波检测油套管的微小泄漏的目的，保证了在油套管发生微小泄漏时即可发现，为油套管泄漏后的补救提供了可靠地保证，解决了现有的缺少对油管的微小泄漏做出准确判断的装置的问题。

Description

油套管微小泄漏的诊断装置

技术领域

本申请涉及油气井领域，具体而言，涉及一种油套管微小泄漏的诊断装置。

背景技术

油管作为井底油气采集储运的通道，在石油生产作业中发挥着重要作用，由于油管长期处于复杂恶劣的井下环境中，且油管的主要构造为钢制合金构造，所以油管不可避免的会遭受应力机械损伤、腐蚀损伤等损坏，常见的油管损伤表现形式主要有油管腐蚀、变形、穿孔、破裂、断裂等。油管损伤严重威胁油气井安全生产，甚至引发井喷、平台倾覆等灾难性事故。因此，需要及时对油气井油套泄漏进行检测，防止诱发次生灾害。

当前，主要的测井方法有：井径法、电视法、电磁法、超声波成像法、磁记忆法、同位素示踪法及噪声法等。然而，这些方法所用的检测装置各有优缺点。井径测量臂无法检测油管，对套管的尺寸有要求，不能检测套管的外腐蚀。电视法要求井内必须替入清澈的流体才可以，否则摄像头易受污染，从而影响检测结果。因此，不能作为常规的现场找漏方法。同位素示踪受沾污影响严重，使得测井结果具有多解性，且只起到进一步证实泄漏的作用。噪声测井仪单独使用效果不佳，常需要与其他仪器组合使用。井温+流量计组合测井，测量灵敏度不高，存在漏点测不到或测不全的缺陷。到目前为止，对微小泄漏点的检测，仍然是国内外石油工程界的一大难题。因此，亟需一种针对油管微小泄漏情况做出准确判断的检测装置。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种油套管微小泄漏的诊断装置，以解决现有技术中缺少对油管的微小泄漏做出准确判断的装置的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种油套管微小泄漏的诊断装置，包括检测杆和信号分析设备，其中，所述检测杆包括壳体、传感器组件和信号处理设备，所述壳体具有容纳空间，所述传感器组件和所述信号处理设备分别位于所述容纳空间内，所述传感器组件包括超声波传感器，所述传感器组件和所述信号处理设备电连接；所述信号分析设备与所述信号处理设备电连接，所述信号分析设备用于确定所述油套管是否发生泄漏。

可选地，所述壳体包括连接且连通的第一壳体部和第二壳体部，所述传感器组件位于所述第一壳体部内，所述信号处理设备位于所述第二壳体部内。

可选地，所述第二壳体部为不锈钢壳体。

可选地，所述第一壳体部的直径大于所述第二壳体部的直径。

可选地，所述壳体还包括锥形部，所述锥形部与所述第一壳体部远离所述第二壳体部的一端连接，所述锥形部与所述第一壳体部连通，所述检测杆还包括电缆头，所述电缆头位于所述锥形部内且与所述传感器组件电连接。

可选地，所述锥形部的直径最大的一端为固定端，所述固定端的直径与所述第一壳体部的直径相同。

可选地，所述装置还包括：电源设备，与所述传感器组件、所述信号处理设备以及所述信号分析设备分别电连接。

可选地，所述电源设备包括交流电源和整流器，所述交流电源与所述信号分析设备电连接，所述交流电源通过所述整流器与所述检测杆电连接。

可选地，所述传感器组件还包括温度传感器、压力传感器和音频传感器，所述温度传感器、所述压力传感器、所述音频传感器和所述超声波传感器分别与所述信号处理设备电连接。

可选地，所述检测杆还包括加重件，所述加重件的密度大于1g/cm³。

本申请提供了一种油套管微小泄露的诊断装置，所述的油套管微小泄露的诊断装置，包括所述检测杆和所述信号分析设备，所述检测杆包括所述壳体、所述传感器组件和所述信号处理设备，所述传感器组件包括所述超声波传感器，所述传感器组件和所述信号处理设备电连接，所述信号分析设备与所述信号处理设备电连接。通过所述超声波传感器采集油套管各点的超声波信号，与所述超声波传感器电连接的所述信号处理设备对所述超声波信号进行处理，再发送给所述信号分析设备确定所述油套管是否发生泄漏，实现了利用超声波检测油套管的微小泄漏的目的，保证了在油套管发生微小泄漏时即可发现，为油套管泄漏后的补救提供了可靠地保证，解决了现有的缺少对油管的微小泄漏做出准确判断的装置的问题。并且，该装置中，将传感器组件和信号处理设备集成在检测杆内，保证了该装置的体积较小，能够进一步地方便检测。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的油套管微小泄漏的诊断装置的结构示意图；以及

图2示出了根据本申请的一种具体的实施例的油套管微小泄漏的诊断装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、检测杆；20、信号分析设备；30、电源设备；100、壳体；101、传感器组件；102、信号处理设备；103、第一壳体部；104、第二壳体部；105、锥形部；106、超声波传感器；107、温度传感器；108、压力传感器；109、音频传感器；300、交流电源；301、整流器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中缺少对油管的微小泄漏做出准确判断的装置的问题，为了解决如上问题，本申请提出了一种油套管微小泄漏的诊断装置。

根据本申请的一种典型的实施例，提供了一种油套管微小泄漏的诊断装置，如图1所示，上述装置包括检测杆10和信号分析设备20，其中，上述检测杆包括壳体100、传感器组件101和信号处理设备102，上述壳体100具有容纳空间，上述传感器组件101和上述信号处理设备102分别位于上述容纳空间内，上述传感器组件101包括超声波传感器106，上述传感器组件101和上述信号处理设备102电连接；上述信号分析设备20与上述信号处理设备102电连接，上述信号分析设备20用于确定上述油套管是否发生泄漏。

上述的油套管微小泄露的诊断装置，包括上述检测杆和上述信号分析设备，上述检测杆包括上述壳体、上述传感器组件和上述信号处理设备，上述传感器组件包括上述超声波传感器，上述传感器组件和上述信号处理设备电连接，上述信号分析设备与上述信号处理设备电连接。通过上述超声波传感器采集油套管各点的超声波信号，与上述超声波传感器电连接的上述信号处理设备对上述超声波信号进行处理，再发送给上述信号分析设备确定上述油套管是否发生泄漏，实现了利用超声波检测油套管的微小泄漏的目的，保证了在油套管发生微小泄漏时即可发现，为油套管泄漏后的补救提供了可靠地保证，解决了现有的缺少对油管的微小泄漏做出准确判断的装置的问题。并且，该装置中，将传感器组件和信号处理设备集成在检测杆内，保证了该装置的体积较小，能够进一步地方便检测。

具体地，上述信号分析设备接收到经上述信号处理设备处理后的上述超声波信号后，可以根据上述超声波信号做出油套管的测井曲线图，并根据上述测井曲线图判断油套管是否存在泄漏。

根据本申请的一种具体的实施例，如图2所示，上述壳体100包括连接且连通的第一壳体部103和第二壳体部104，上述传感器组件101位于上述第一壳体部103内，上述信号处理设备102位于上述第二壳体部104内。通过将上述传感器组件放置于上述第一壳体部内，将上述信号处理设备放置于上述第二壳体部内，可以较好的防护上述传感器组件和上述信号处理设备，避免上述传感器组件和上述信号处理设备被腐蚀、被磨损，保证了上述传感器组件和上述信号处理设备的使用寿命较长。

为了进一步地保证上述检测杆的使用寿命，保证上述壳体的耐磨性和耐腐蚀性，根据本申请的另一种具体的实施例，上述第二壳体部为不锈钢壳体。当然，上述第二壳体部还可以为耐腐蚀性和耐磨性较好的其他的金属材料，上述第一壳体部也可以为不锈钢壳体，上述第一壳体部还可以为耐腐蚀性和耐磨性较好的其他的金属材料。

在实际的应用过程中，如图2所示，上述第一壳体部103的直径大于上述第二壳体部104的直径。上述第一壳体部的直径大于上述第二壳体的直径，保证了上述第一壳体部内的容纳空间较大，能较好的容纳上述传感器组件。当然，为了便于上述第一壳体部和上述第二壳体的连接和连通，上述第一壳体部的直径还可以与上述第二壳体的直径相同；在上述信号处理设备的占用空间较大的情况下，本领域技术人员还可以将上述第二壳体的直径设置成大于上述第一壳体部的直径。

本申请的再一种具体的实施例中，如图2所示，上述壳体100还包括锥形部105，上述锥形部105与上述第一壳体部103远离上述第二壳体部104的一端连接，上述锥形部105与上述第一壳体部103连通，上述检测杆还包括电缆头，上述电缆头位于上述锥形部内且与上述传感器组件电连接。上述锥形部，可以使得上述检测杆在下潜过程中的阻力较小，保证上述检测杆能较为容易地下潜至油套管的待测区域。

根据本申请的又一种具体的实施例，上述锥形部的直径最大的一端为固定端，上述固定端的直径与上述第一壳体部的直径相同。上述固定端为上述锥形部的与上述第一壳体部连接的一端，通过使上述锥形部的上述固定端的直径与上述第一壳体部的直径相同，保证了上述锥形部与上述第一壳体部可以较为容易地连接和连通，保证了上述锥形部与上述第一壳体部的连通效果较好。

根据本申请的另一种具体的实施例，如图2所示，上述装置还包括电源设备30，上述电源设备30与上述传感器组件101、上述信号处理设备102以及上述信号分析设备20分别电连接。上述装置，通过上述电源设备给上述传感器组件、上述信号处理设备以及上述信号分析设备供电，保证了上述传感器组件、上述信号处理设备以及上述信号分析设备的正常工作。

由于上述检测杆与上述信号分析设备对供电电源的电流类型的需求不相同，上述检测杆与上述信号分析设备对供电电源的电压的大小需求也不相同，在实际的应用过程中，如图2所示，上述电源设备30包括交流电源300和整流器301，上述交流电源300与上述信号分析设备20电连接，上述交流电源300通过上述整流器301与上述检测杆10电连接。上述装置，通过上述交流电源给上述信号分析设备供电，通过上述整流器将上述交流电源提供的交流电转换为合适的直流电给上述检测杆供电，这样保证了给上述信号分析设备和上述检测杆提供合适的电源。

具体地，上述交流电源为220伏交流电，上述整流器将上述交流电源的220伏交流电转换为24伏直流电后给上述检测杆供电。

根据本申请的再一种具体的实施例，如图2所示，上述传感器组件101还包括温度传感器107、压力传感器108和音频传感器109，上述温度传感器107、上述压力传感器108、上述音频传感器109和上述超声波传感器106分别与上述信号处理设备102电连接。上述传感器组件，包括超声波传感器、温度传感器、压力传感器和音频传感器，保证了通过上述传感器组件可以采集上述油套管的待测区域的超声波信号、温度数据、压力数据以及正常声波信号等实时信号，上述信号处理设备对上述实时信号进行处理，上述信号分析设备根据处理后的上述实时信号对上述油套管是否发生泄漏进行诊断，进一步地保证了可以较为准确地对油套管的微小泄漏做出判断。

在实际的应用过程中，上述检测杆还包括加重件，上述加重件的密度大于1g/cm³。上述检测杆包括上述加重件，且上述加重件的密度大于1g/cm³，这样进一步地保证了上述检测杆能较为容易的在油管中下潜。

为了进一步地保证上述检测杆在下潜过程中的阻力较小，使得上述检测杆能较为容易地下潜至油套管的待测区域，具体的一种实施例中，上述加重件位于上述锥形部内。

为了使得本领域的技术人员更加清楚、直观地了解本申请的技术方案，下面将结合具体的实施例进行说明。

实施例

根据本申请的一种具体的实施例，油套管微小泄漏的诊断装置如图2所示，上述油套管为油管，上述装置包括检测杆10和信号分析设备20，上述检测杆10包括壳体100、传感器组件101、信号处理设备102和电源设备30，上述传感器组件101包括超声波传感器106、温度传感器107、压力传感器108和音频传感器109，上述壳体100包括第一壳体部103、第二壳体部104和锥形部105，上述传感器组件101位于上述第一壳体部103内，上述信号处理设备102位于上述第二壳体部104内，上述超声波传感器106、上述温度传感器107、上述压力传感器108和上述音频传感器109分别与上述信号处理设备102电连接，上述信号处理设备102与上述信号分析设备20通过传输电缆实现电连接，上述电源设备30包括交流电源300和整流器301，上述交流电源300与上述信号分析设备20电连接，上述交流电源300通过上述整流器301与上述检测杆10电连接。

检测时，上述检测杆10从地面位置开始，在油管内不断下潜，到达预设测点后，上述检测杆10采集测点的温度、压力、正常声波、超正常声波信号，经上述信号处理设备102一系列处理后就地存储，以待发送。在到达下一个测点前，上述检测杆10将已处理完成的上一个测点数据通过传输电缆传送到地面的上述信号分析设备20。上述信号分析设备20以接收的测点数据为横坐标值，测点的深度为纵坐标值，在测井曲线图上描点，并用直线段将各测点在测井曲线图上的坐标位置点连接。

待最后一个测点数据传送到地面的上述信号分析设备20后，上述信号分析设备20完成测井曲线的绘制，上述测井曲线包括温度曲线、压力曲线、正常声波曲线和超正常声波曲线。之后，将绘制的温度曲线与地温梯度曲线对比，绘制的压力曲线与正常的油管压力梯度曲线对比，观察正常声波、超正常声波的测井曲线，来确定油管是否发生泄漏，以及泄漏点的位置。

当然，上述锥形部还可以包括加重件，用于加速上述锥形部的下潜速度；上述传感器组件也可以只包含超声波传感器，上述电源设备也可以位于上述检测杆的内部。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请提供了一种油套管微小泄漏的诊断装置，上述的油套管微小泄露的诊断装置，包括上述检测杆和上述信号分析设备，上述检测杆包括上述壳体、上述传感器组件和上述信号处理设备，上述传感器组件包括上述超声波传感器，上述传感器组件和上述信号处理设备电连接，上述信号分析设备与上述信号处理设备电连接。通过上述超声波传感器采集油套管各点的超声波信号，与上述超声波传感器电连接的上述信号处理设备对上述超声波信号进行处理，再发送给上述信号分析设备确定上述油套管是否发生泄漏，实现了利用超声波检测油套管的微小泄漏的目的，保证了在油套管发生微小泄漏时即可发现，为油套管泄漏后的补救提供了可靠地保证，解决了现有的缺少对油管的微小泄漏做出准确判断的装置的问题。并且，该装置中，将传感器组件和信号处理设备集成在检测杆内，保证了该装置的体积较小，能够进一步地方便检测。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种油套管微小泄漏的诊断装置，其特征在于，包括：

检测杆，包括壳体、传感器组件和信号处理设备，所述壳体具有容纳空间，所述传感器组件和所述信号处理设备分别位于所述容纳空间内，所述传感器组件包括超声波传感器，所述传感器组件和所述信号处理设备电连接；

信号分析设备，与所述信号处理设备电连接，所述信号分析设备用于确定所述油套管是否发生泄漏。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体包括连接且连通的第一壳体部和第二壳体部，所述传感器组件位于所述第一壳体部内，所述信号处理设备位于所述第二壳体部内。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二壳体部为不锈钢壳体。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一壳体部的直径大于所述第二壳体部的直径。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括锥形部，所述锥形部与所述第一壳体部远离所述第二壳体部的一端连接，所述锥形部与所述第一壳体部连通，所述检测杆还包括电缆头，所述电缆头位于所述锥形部内且与所述传感器组件电连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述锥形部的直径最大的一端为固定端，所述固定端的直径与所述第一壳体部的直径相同。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电源设备，与所述传感器组件、所述信号处理设备以及所述信号分析设备分别电连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电源设备包括交流电源和整流器，所述交流电源与所述信号分析设备电连接，所述交流电源通过所述整流器与所述检测杆电连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器组件还包括温度传感器、压力传感器和音频传感器，所述温度传感器、所述压力传感器、所述音频传感器和所述超声波传感器分别与所述信号处理设备电连接。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测杆还包括加重件，所述加重件的密度大于1g/cm³。