气井井下温度压力监测系统

装备应用与研'♦Zhuangbei Yingyong yu Yanjiu渤海油气田光纤式井下压力温度监测系统的研发与应用周海军黄佳（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452）摘要:针对渤海油气田高温高压井以及大斜度井生产测试困难的问题，研发出了一套光纤式压力温度监测系统，其井下传感器、光缆以及可集成、模块化的地面数据釆集系统，便井集中监测。

高精度、高可、耐高温/高压/高腐蚀的特点可以高温井、井和注井等的测压、测温难题，形成了一套海上油气田光纤测试系统的安装工艺。

关键词:海上油气田；光纤传感器;测温测压0引言压力和温度是油气源开发中的油工程，其实时、高精度测对油的、度、的度以及注/等有传统的式气式压力传感器高温下大、精度和等问题，难以满足井下监测的光纤传感测传统传感器有其的，、体、、安全、耐高温、耐有极高的度和分，油井下工的数的测，开发一、高温高压以及水井的压力温度监测系统，安装井下监测，可靠地为油分、完整的数据，显1温度压力传感器［1］温度传感器釆用FBG（光纤布拉格光栅）测温系统，激光的光纤封装英毛细管中，两端光焊接封装（图1）。

FBG传感器石英毛细管激光焊接图1FBG温度传感器压力传感器通过全熔融石英结构的微型F-P腔（法布里-佩罗涉）光纤压力敏感元制，结合光纤F$P腔腔精调技术，现了耐高压密封保持了良好的光学能。

光纤式温压传感器技术指标表1所示。

表1光纤式温压传感器技术指标范围精度温度传感器0〜15050.025%FS压力传感器0〜69MPa(0〜10000psi)0.3%FS整体封装结构耐温150+,承压69MPa（10000psi）2光缆2.1铠装光缆光纤由两层不锈钢管封装，内层不锈钢管通过阻氢油膏对光纤密封，两层钢管之间铝填充层，铠装光纤［2］实现耐压138MPa（20000psi），耐温300＜。

2.2保护器光缆下井需要可靠的光缆保护器（图2）来支撑、固定和保护，以防止管柱在下井过程中因冲击、拉扭等造成光缆损坏。

井控设备概述1. 引言井控设备是石油、天然气和其他能源领域的关键设备之一。

它们在井口和井筒中起着关键作用，以确保油井和气井的安全和高效运行。

井控设备旨在监测和控制井底的压力、温度和流量等参数，以确保井筒内的石油和天然气得以高效地生产和提取。

2. 井控设备的功能井控设备具有以下主要功能：2.1 压力监测和控制井控设备通过监测井底的压力变化，以及与地面控制系统的通信，实现对井口和井筒内压力的监测和控制。

这对于确保井口周围环境的安全以及油气的顺利提取至关重要。

2.2 温度监测和控制井控设备还能够监测井底的温度变化，并通过相应的控制系统对温度进行调节。

这对于保护井筒和井口的机械设备以及油气的高效生产具有重要作用。

2.3 流量监测和控制井控设备能够实时监测井底油气的流量，并与地面系统进行数据传输和控制。

这对于确保油井和气井的生产量达到设计要求，并进行相应调控非常重要。

2.4 防喷器控制井控设备中的防喷器控制系统能够监测井底的压力变化，并在发生井喷等危险情况时自动启动防喷器来保护工作人员的安全。

2.5 远程监控和操作井控设备通常配备有远程监控和操作系统，以便工作人员可以远程监测和操作井口和井筒内的设备。

这对于提高工作人员的工作效率和安全性非常重要。

3. 井控设备的类型井控设备按照其在井筒内的位置和功能可以分为以下几类：3.1 井口控制设备井口控制设备包括防喷器、压力传感器、温度传感器等。

它们安装在井口附近，用于监测和控制井口的压力、温度和流量等参数。

3.2 井筒控制设备井筒控制设备包括动作控制阀、流量计等。

它们安装在井筒内部，通过监测和控制井筒内油气的流量、压力和温度等参数，以保证油井和气井的正常生产。

3.3 地面控制系统地面控制系统包括监测仪表、控制面板和远程操作界面等。

它们用于监测和控制井口和井筒内的井控设备，并与地面工作人员进行数据传输和控制。

4. 井控设备的重要性井控设备在石油和天然气生产过程中起着关键作用，具有以下重要性：4.1 提高生产效率井控设备能够实时监测和控制井底的参数，以保证油气的高效提取和生产。

井下高精度压力计原理今天来聊聊井下高精度压力计原理的那些事儿。

你知道吗？咱们日常生活里就有一些类似压力感知的现象。

就像用打气筒给自行车打气的时候，你能感受到随着打气的进行，气筒会越来越难压下去，这其实就是压力在增加。

那井下高精度压力计呢，和这有点类似，但是要精密得多。

如果把井下想象成一个大“池子”，这个“池子”里面装着各种液体、气体啥的，它们对周围的环境就有一定压力，就像在游泳池里，越深的地方你会感觉水对你的压力越大。

井下高精度压力计要做的，就是准确地“感受”到这种压力。

这里涉及到一个原理是应变原理，简单来说，压力变化会引起物体形状的微小改变。

就好比你用力捏一块橡皮，橡皮会变形。

在压力计内部有一些敏感元件，当受到井下压力时，就会像橡皮一样发生应变。

这时候，再利用一些技术，比如把这种应变转化为电信号。

我一开始理解这个过程的时候可头疼了，就在想这变形怎么就能变成电信号了呢？后来才知道，是通过一种叫做压阻效应的东西。

这就像有一种特殊的材料，你捏它一下，它不仅形状变了，电阻也跟着变了，通过监测电阻的变化就能知道压力的大小了。

实际应用这个原理，在石油开采行业可太有用了。

比如说在井下不同深度处监测压力，就能知道石油储量的多少啦，还能知道油藏动态，根据压力变化及时调整开采策略，避免一些危险情况。

有意思的是，咱们虽然了解大概原理，但实际上这其中还有好多细微之处得注意。

比如说井下的温度、湿度还有环境的腐蚀性等，都会影响压力计的准确性。

实际上就好像你在户外用温度计，如果风很大或者周围湿度很大，都可能影响你测量体温准不准。

那对于井下的压力计来说，研发人员就得想办法克服这些影响。

说到这里，你可能会问了，那怎么确保压力计在那么复杂环境下长期准确工作呢？这就涉及到好多高科技手段了，像特殊的密封、抗震和抗腐蚀材料之类的，这些又是另一大堆知识了。

我也是研究到现在，觉得自己才刚摸到点儿门道，还有很多东西等待探索。

像现在随着科技发展，井下压力计朝着耐高温、更高精度方向发展，这里面又有不少新原理和技术要去学习。

油气井射孔压裂压力测试系统的设计在石油开采中，需要对井下压力变化情况进行准确测量，以优化射孔工艺，提高油气资源的产量。

传统机械式压力计精度、灵活性及智能化水平较低，因此，本文设计了一种电子压力计，希望能提高油气井压力测量的精度，为工艺改进提供可靠数据支撑。

标签：油气井；射孔工艺；压力测试1 概述电子压力计相对于传统的机械式压力计具有精确度高、灵活性好和智能化优点，因此更适合应用于石油煤层气开采领域的压力测试。

电子式压力计的研究和使用，可为研究油气井射孔压裂动态参数、优化射孔工艺，进一步完善藏气层开裂机理，提高我国能源企业的产量提供有利的数据支撑。

2 油气井压力测试系统的设计2.1 环境及功能分析油井压力测试系统总体设计之前，需要对被测对象的环境和信号特点进行全面分析：2.1.1 使用环境分析。

对压力测试系统设计而言，首要问题是明确测试要求和测试环境，也就是仪器功能以及工作环境，因此，环境影响因素的分析是确保压力测试系统精度，保障仪器功能有效发挥的前提。

井下环境主要表现在压力、温度和冲击三个方面。

首先，压力环境可分为静压和动压两种。

液体、地层和上覆岩层压力共同组成了静压，三种作用力分别与液体密度、下井垂直高度、岩石密度、孔隙大小以及沉积环境有关，一般井下压力梯度可达到0.01MPa/m。

动压是指射孔压裂起爆瞬间，由于井内气体温度急剧升高而产生的压力，动压值大小在30MPa-200MPa 之间，具体则由射孔弹的数量和射孔方式决定。

动压上升瞬间完成，而高压持续时间也不足1s；压力测试系统的主要功能是采集下井过程中静压的变化情况以及射孔压裂后产生的动态压力变化曲线。

其次，温度环境。

地层温度随地层深度的增加而升高，增加幅度为每下降100m，则温度升高1-3℃，温度过高，会影响测试系统的电路性能。

综上所述，测试仪器外部机械结构应满足以下特点：体积小、耐高压、耐高温、耐冲击、密封性强、操作简单、可靠性高。

2.1.2 功能设计。

光纤压力、温度传感器【摘要】本文介绍了光纤传感器在油井开采中国内外的国内外的发展状况。

重点介绍了大连理工大学研制的基于光纤F-P腔的光纤压力/温度传感器的原理、技术及各项技术指标，该传感器目前已达到了国际先进和国内领先水平。

尤其是该传感器经过国内多家油井的使用已经达到可以产业化的阶段。

【关键词】传感器；油田测量一、国内外发展状况传感器技术是信息时代最为重要的标志性技术之一，是信息社会的重要技术基础，它与信息通信技术、计算机技术共同构成了当今信息产业的三大技术支柱，已经成为一个国家科学技术发展水平的重要标志。

光纤传感器技术是伴随着低损耗光纤的诞生和光纤通信技术的迅猛发展而逐步发展起来的，光纤传感器技术的研究和发展迄今已有近三十年的历史，目前它已经成为传感器技术中的一个重要分支。

光纤传感器以光波作为信息载体，以光纤作为信息的传输介质，对被测参量进行传感测量。

由于光纤传感器与传统的电子学传感器在信息载体、传输介质上的差别，决定了光纤传感器具有传统电子学传感器无法比拟的特点：1.光纤传感器是无源器件，电绝缘性好，抗电磁干扰同时又不产生电磁干扰，耐高压，耐腐蚀，在易燃易爆等恶劣环境下使用安全可靠；2.光纤传感器质量轻，光纤极细，适合于在对传感器质量要求较高的场合使用；3.光纤传感器可以串/并联复用，更重要的是还可以进行分布式传感测量，容易形成传感器网络或者阵列；4.光纤传感器可以埋入复合材料或结构中来实现材料、结构内部应变分布的实时监测，即制成光纤智能材料和结构；5.光纤传输光波损耗小，可以不受任何电磁干扰地实现远距离测量和控制。

光纤传感器由于具有传统电子学传感器所不具有的优点，自上个世纪七十年代美国海军研究所（NRL）开始执行光纤传感器系统（FOSS）计划以来，得到了世界上很多国家的特别重视，已经在全世界范围内取得重大发展。

我国大部分油气田开发生产目前正面临诸多方面的挑战，例如，如何降低复杂地质结构油气田的开发成本；如何提高油田边缘油井开采的经济性；如何提高再开采效率（在地下遗留更少的油）和降低开发运营成本；如何减小产量下降的速度，以及避免油气生产中断的危险和损失和减小环境和安全方面的事故等。

煤矿井下智能化监测与控制系统随着科技的发展，智能化监测与控制系统在煤矿井下的应用逐渐成为现实。

这一系统的引入不仅提高了煤矿的生产效率，还大大降低了安全事故的发生率。

本文将详细介绍煤矿井下智能化监测与控制系统的构成、功能以及应用场景。

一、智能化监测与控制系统的构成煤矿井下智能化监测与控制系统主要由传感器网络、数据采集系统、实时监测与控制平台以及控制执行系统四部分组成。

1. 传感器网络传感器网络是系统的核心部分，用于收集和传输煤矿井下各种环境参数的数据。

该网络由多个分布在矿井各个角落的传感器节点连接而成，实时监测矿井的温度、湿度、氧气浓度、甲烷浓度等参数。

传感器节点通过无线通信技术将数据传输至数据采集系统。

2. 数据采集系统数据采集系统负责接收传感器节点传输的数据并进行处理。

它具有实时性和高性能的特点，能够对大量数据进行高速采集和处理。

数据采集系统将处理后的数据发送至实时监测与控制平台进行分析和展示。

3. 实时监测与控制平台实时监测与控制平台是智能化监测与控制系统的用户界面，用于展示监测数据，并对煤矿井下的设备进行远程控制和调节。

操作人员可以通过该平台实时监测矿井的工作状态，并根据数据分析结果进行远程控制，以提高生产效率和保障煤矿安全。

4. 控制执行系统控制执行系统是实现远程控制的关键，它负责接收实时监测与控制平台发送的指令，并根据指令驱动矿井设备进行相应的操作。

控制执行系统采用先进的自动控制技术，能够实现高精度的控制操作。

二、智能化监测与控制系统的功能1. 环境监测功能智能化监测与控制系统能够实时监测煤矿井下的环境参数，如温度、湿度、氧气浓度、甲烷浓度等。

一旦出现异常情况，系统会及时报警，以便工作人员采取相应的措施。

2. 安全监控功能系统通过传感器监测井下安全参数，如瓦斯浓度、矿井通风情况等。

一旦瓦斯浓度超过安全范围或通风不畅，系统会自动报警，并向责任人发送相关信息，以确保矿井安全。

3. 生产管理功能智能化监测与控制系统还具有生产管理功能，能够实时监测矿井设备的工作状态，提供设备故障诊断和维护建议。

气井紧急切断安全及生产控制系统解决方案引言气井是指通过采取一定的措施和设备将地下的天然气提取到地面上，供应给人们使用的设施。

然而，气井的开采过程中往往伴随着一定的安全风险，例如井口溢流、井身损坏和油水气悬浮等事故，这些事故不仅可能造成人员伤亡和环境破坏，还会对生产造成影响。

因此，为了保证气井的安全开采和生产控制，需要采取一些安全措施和技术手段。

一、气井紧急切断安全解决方案1.紧急切断装置在气井钻探和生产过程中，可以设置紧急切断装置，一旦发生事故或者异常情况，可以及时切断井口与井身之间的连接，阻止气体和液体的流动。

这种装置通常通过压力、温度和流量等传感器来感知异常情况，并通过电控系统控制切断装置的操作。

2.防回流装置防止井内井外流体的混流，可设置防回流装置，当井口处压力大于井身压力时，可以阻止流体回流到井身中。

3.用于应急切断的开关对于需要进行紧急切断的情况，可以设置一些物理开关，如手动开关或紧急停机按钮等，以方便操作员在紧急情况下快速切断气井的供应。

4.监测系统安装监测系统，对气井的压力、温度和流量等参数进行实时监测，一旦发现异常情况，及时报警并采取相应的措施。

1.联锁保护系统设置联锁保护系统，对气井的操作进行限制。

例如，当井身压力超过设定值时，禁止进一步提高产量，以避免压力过高造成的安全风险。

2.安全阀在气井生产控制系统中添加安全阀，当井压超过设定值时，安全阀会自动打开，释放部分气体，并减少井口压力，从而防止井口溢流事故的发生。

3.紧急关闭阀安装紧急关闭阀，当发生意外情况时，可以通过远程操作或手动操作关闭阀门，阻断气体的进出，以保证人员和设备的安全。

4.数据采集和监控系统建立数据采集和监控系统，实时监测气井的生产状况和设备运行情况，利用数据分析和故障诊断技术，进行预测和预警，及时采取相应的措施，确保生产的安全和稳定。

结论气井紧急切断安全及生产控制系统是保证气井安全开采的重要手段。

通过合理设置紧急切断装置、防回流装置、监测系统和生产控制系统等技术手段，可以提高气井的安全性和生产效率。

第1篇一、引言随着我国煤炭工业的快速发展，煤矿井下作业环境日益复杂，井下安全设施的重要性日益凸显。

为保障煤矿井下作业人员的安全与健康，预防和减少事故发生，国家相关部门不断修订和完善井下安全设施规定。

本文将对最新的井下安全设施规定进行梳理和分析。

二、井下安全设施规定概述1. 井下通风设施（1）矿井通风系统：矿井通风系统是保证井下空气质量、防止瓦斯积聚、降低有害气体浓度的关键设施。

矿井通风系统应包括主通风系统、辅助通风系统、局部通风系统等。

（2）通风设备：通风设备包括通风机、通风管道、通风构筑物等。

通风机应选用高效、低噪音、防爆型通风机；通风管道应选用抗腐蚀、耐磨、防火、防爆的管道材料；通风构筑物应满足安全、实用、美观的要求。

2. 井下排水设施（1）排水系统：排水系统是防止井下涌水、确保矿井正常生产的必要设施。

排水系统包括排水泵房、排水管道、排水构筑物等。

（2）排水设备：排水设备包括排水泵、排水管道、排水构筑物等。

排水泵应选用高效、低噪音、防爆型排水泵；排水管道应选用抗腐蚀、耐磨、防火、防爆的管道材料；排水构筑物应满足安全、实用、美观的要求。

3. 井下供电设施（1）供电系统：供电系统是保证井下照明、通风、排水、运输等设施正常运行的必要设施。

供电系统包括主变压器、配电柜、电缆、母线等。

（2）供电设备：供电设备包括主变压器、配电柜、电缆、母线等。

主变压器应选用高效、低噪音、防爆型变压器；配电柜应选用符合防爆要求的配电柜；电缆应选用抗腐蚀、耐磨、防火、防爆的电缆；母线应选用符合防爆要求的母线。

4. 井下运输设施（1）运输系统：运输系统是保证井下煤炭、材料、设备等物资运输的必要设施。

运输系统包括提升系统、运输巷道、运输设备等。

（2）运输设备：运输设备包括提升机、皮带输送机、电机车等。

提升机应选用高效、低噪音、防爆型提升机；皮带输送机应选用符合防爆要求的皮带输送机；电机车应选用高效、低噪音、防爆型电机车。

5. 井下安全监测监控系统（1）安全监测监控系统：安全监测监控系统是实时监测井下环境、瓦斯浓度、温度、湿度等参数，及时发现和处理安全隐患的必要设施。

地下矿山井下环境监测与预警系统设计1.引言地下矿山是矿业领域的重要组成部分，但其运营环境极其恶劣，存在着各种潜在的危险，如可燃气体积聚、矿山塌方等。

因此，为了确保矿工的安全和矿山的稳定运营，地下矿山的井下环境监测与预警系统显得尤为重要。

本文将介绍地下矿山井下环境监测与预警系统的设计方案。

2.系统组成与原理地下矿山井下环境监测与预警系统由传感器、数据采集与传输模块、数据分析与处理模块和报警模块组成。

2.1 传感器传感器是地下矿山环境监测系统的核心组成部分，用于感知和检测矿山井下环境参数的变化。

主要包括以下几种传感器：2.1.1 温度传感器用于检测井下温度的变化，及时发现可能导致火灾或矿石自燃的异常情况。

2.1.2 湿度传感器用于监测井下湿度的变化，预警可能导致地质灾害的情况，例如塌方和泥石流等。

2.1.3 气体传感器用于检测井下气体浓度，包括可燃气体如甲烷和一氧化碳等，及时发现潜在的爆炸和中毒风险。

2.1.4 压力传感器用于监测井下的地质应力情况，提前预警潜在的地质灾害。

2.2 数据采集与传输模块数据采集与传输模块用于接收传感器所采集的数据，并将数据传输到地面控制中心，实现实时监测。

该模块采用无线传输技术，如无线传感网络（WSN）或卫星通信等，确保数据的及时传输和可靠性。

2.3 数据分析与处理模块数据分析与处理模块负责对采集到的数据进行分析和处理，以便提取有用信息并作出预警决策。

该模块可以使用人工智能、机器学习等技术，利用历史数据进行模型训练，实现对井下环境变化的快速识别和分析。

2.4 报警模块报警模块接收来自数据分析与处理模块的预警信息，并通过声光报警、短信或手机APP等方式向地面和井下人员发送报警信号，以及时采取紧急措施。

3.系统设计考虑因素在设计地下矿山井下环境监测与预警系统时，需要考虑以下因素：3.1 实时性地下矿山环境的变化可能会导致突发事件发生，因此井下的环境监测系统需要具备极高的实时性，以便能够及时预警并采取措施避免事故的发生。

基于PLC技术的煤层气井生产监控系统智能排采功能的设计与实现1. 引言1.1 背景介绍煤层气是一种天然气，存在于煤层中。

随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，煤层气已成为重要的替代能源之一。

煤层气井生产监控系统是煤层气开采过程中的关键设备，可以实时监测煤层气井的生产情况，确保生产稳定和安全。

随着科技的不断发展，PLC 技术被广泛应用于煤层气井生产监控中，极大地提高了系统的稳定性和可靠性。

传统的煤层气井生产监控系统仅能实现简单的监测和控制功能，对于煤层气井的智能排采功能还有待提升。

本文旨在利用PLC技术，设计并实现一种具有智能排采功能的煤层气井生产监控系统，以提高煤层气井的排采效率和安全性。

本文将从煤层气井生产监控系统的概述入手，阐述PLC技术在煤层气井生产监控中的应用，详细设计智能排采功能，并描述系统的实现过程。

通过系统性能评估，验证设计的可行性和效果。

1.2 研究意义研究将针对煤层气井生产监控系统的概述及PLC技术在其中的应用，提出一套完整的监控方案。

借助PLC技术，可以实现对煤层气生产过程的自动化监控，提高生产效率和安全性。

通过智能排采功能的设计，可以更加精准地控制煤层气井的生产过程，提高排采效率和减少排采损失。

这对于提高煤层气生产效率具有重要意义。

本研究的实施将为煤层气井生产监控系统的智能化和自动化提供一种新的思路和方法，对于我国的煤层气产业发展具有积极的推动作用。

1.3 研究内容研究内容包括对煤层气井生产监控系统智能排采功能的设计和实现。

具体而言，研究将围绕如何通过PLC技术实现对煤层气井生产过程的实时监控和智能化排采进行探讨。

将对煤层气井生产监控系统的概念和功能进行详细介绍，包括系统的组成结构和监控对象。

将详细阐述PLC技术在煤层气井生产监控中的应用，包括PLC在数据采集、处理和控制方面的作用和优势。

接着，将重点讨论智能排采功能的设计原理和方法，包括如何利用传感器数据和PLC系统实现对煤层气井生产参数的智能监测和控制。

井下温度压力信息采集技术
邵立民
【期刊名称】《石油工业计算机应用》
【年(卷),期】2012(000)004
【摘要】准确的了解井下温度及压力的数据,能够正确的指导油田的生产和管理,有助于对油藏和生产井的状态有清楚的认识,但是多种仪器无法实现连续的、实时的监测.研究了一种可以连续实时的在线测试技术,利用下入井下的测试仪器内的高灵敏度的温度及压力传感器实时采集油气井下温度和压力信息,利用研制的微管电缆传输的地面采集装置并进行存储.该技术解决了过去采用电子存储装置带来的采集数据滞后难题,为油田的精细管理提供了支持.
【总页数】3页(P43-45)
【作者】邵立民
【作者单位】中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.潜油电泵井下温度压力监测系统研究 [J], 白山;崔景欣;徐作为
2.蒸汽驱井下温度压力连续监测采油技术研究与试验——以曙光油田杜229区块为例 [J], 孙振彪
3.渤海油气田光纤式井下压力温度监测系统的研发与应用 [J], 周海军;黄佳
4.井下温度压力计测试技术在某地探井压裂中的应用 [J], 李超
5.油气井下光纤光栅温度压力传感器 [J], 薛兆康;国旗;刘善仁;潘学鹏;陈超;于永森
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