【摘要】：油管作為井底油氣開采輸送的重要的通道,在石油工業(yè)采油作業(yè)中發(fā)揮著重大作用。井下油管若發(fā)生損壞泄漏,輕則影響油氣生產(chǎn),嚴重時會導(dǎo)致油管斷落、油井報廢,引發(fā)重大安全事故。目前由于井下信號采集、數(shù)據(jù)傳輸控制技術(shù)的限制,特別是水平井缺乏相應(yīng)技術(shù),油管檢測多以離線檢測為主,通常在油管下入到井底前、起出至地面后或者修井階段對油管進行損傷檢測,無法實現(xiàn)在生產(chǎn)階段對井底油管進行實時在線監(jiān)測,無法保障油管的運行安全。近幾年,智能井技術(shù)的出現(xiàn),解決了井下信號采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾y題,這使得在生產(chǎn)階段對油管進行損傷和泄漏監(jiān)測成為可能。據(jù)此,本文進行了智能井油管損傷監(jiān)測及泄漏定位技術(shù)研究。本文先對智能井技術(shù)、現(xiàn)有的管道損傷檢測、監(jiān)測及泄漏定位技術(shù)進行了研究,結(jié)合智能井實際工況,選出了最適合智能井油管在線損傷監(jiān)測及泄漏定位的基本方法：基于電位陣列法的油管損傷監(jiān)測方法以及基于壓力傳感器陣列壓力信號檢測的油管泄漏定位方法�；陔娢魂嚵蟹ɑ驹硪约爸悄芫凸芄r,本文提出了智能井油管電位陣列法損傷監(jiān)測理論,首先提出了改進的FSM油管損傷監(jiān)測模型,分析了井下溫度變化對油管損傷監(jiān)測的影響,提出了智能井電位陣列法油管周向、軸向電極布置方案,進行了均勻腐蝕、局部腐蝕電極間電位變化仿真分析,形成了智能井油管損傷判定理論,并給出了智能井油管損傷監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計�；趬毫π盘栃孤z測方法,根據(jù)井下泄漏可能出現(xiàn)油管內(nèi)壓力增大或減小的工況,提出了智能井油管泄漏定位方法——基于壓力傳感器陣列的瞬態(tài)壓力梯度泄漏定位法。結(jié)合泄漏仿真分析,給出了泄漏信號檢測及定位方法,探討了瞬態(tài)壓力梯度定位法關(guān)鍵技術(shù),進一步分析了井下壓力傳感器陣列布置方式、布置數(shù)目,給出了智能井油管壓力傳感器陣列信號采集系統(tǒng)設(shè)計方案。最后,本文搭建了一套管道循環(huán)系統(tǒng),進行了智能井油管泄漏定位的模擬實驗,驗證了智能井油管瞬態(tài)壓力梯度定位法的可行性、有效性,進一步分析驗證了瞬態(tài)壓力梯度法定位技術(shù)以及傳感器布置方式數(shù)目、泄漏量大小對泄漏定位的影響。本研究作為井下油管損傷在線監(jiān)測及泄漏定位技術(shù)的初步探討,對保障油管運行安全、減少井下油管泄漏安全事故有著重要作用,該研究對今后井下油管在線監(jiān)測研究有著重要的借鑒意義。
【圖文】：

管長期處于復(fù)雜惡劣的井下環(huán)境中，且油管的主要構(gòu)造為鋼制合金構(gòu)造，所Ｗ油管不可逡逑避免的會遭受應(yīng)力機械損傷、腐蝕損傷等損壞，常見的油管損傷表現(xiàn)形式主要有油管腐逡逑蝕、變形、穿孔、破裂、斷裂等，圖１－１為各種油管損傷圖。油管損傷輕則影響油氣生逡逑產(chǎn)，嚴重時會導(dǎo)致油井報廢，引發(fā)重大安全事故。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，國家每年因油管損逡逑傷生產(chǎn)事故蒙受的金額虧損達上億元Ｗ，由此可見，油管的安全運行非常重要，對井下逡逑油管進行損傷監(jiān)測研究十分必要。逡逑圖１－１油管損傷缺陷固逡逑目前油管檢測主要有Ｈ種方式—是在井曰安裝缺陷檢測傳感器系統(tǒng)，在油管下逡逑入、提升時對油管進行檢測二是在油管修復(fù)廠安裝無損探傷檢測線，對取出的油管逡逑進行檢測Ｈ是在修井階段下入各種測井儀器進行油管檢測這幾種方式都屬于離逡逑線檢測。逡逑相比這些離線檢測，在生產(chǎn)階段對油管進行長期在線監(jiān)測更符合生產(chǎn)需要，在線監(jiān)逡逑測可Ｗ實時獲取油管運行時的各項有用參數(shù)，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時判定油管的損傷情況，逡逑根據(jù)預(yù)判的情況適時更換油管，同時通過在線監(jiān)測可實現(xiàn)油管損壞泄漏實時報警定位，逡逑并根據(jù)定位結(jié)果及時更換損傷段油管

智能井油管損傷監(jiān)測及泄漏定位技術(shù)研究逡逑息傳輸系統(tǒng)傳達生產(chǎn)指令從而控制油井生產(chǎn)Ｐ３，圖１－２為Ｓｎｉａｒｔｗｅｌｌ智能井系統(tǒng)構(gòu)造圖，逡逑其主要由光纖電繩、流入控制閥、安全閥、封隔器、井下儀器筒、油管、套管等組成，，逡逑課題基于該智能井系統(tǒng)１２０ｍ長的水平段油管進行研究。邐逡逑圖１－２智能井系統(tǒng)構(gòu)造圖逡逑鑒于油管生產(chǎn)階段監(jiān)測的必要性和安全運行的重要性，本文進行了智能井油管損傷逡逑監(jiān)測及泄漏定位技術(shù)研究，提出了油管損傷監(jiān)測和泄漏定位方法。得益于先進的智能井逡逑井下信息傳輸控制技術(shù)，本研究既可Ｗ即時掌握生產(chǎn)階段油管的剩余壁厚情況，從而適逡逑時更換損傷嚴重的油管，又可Ｗ針對突發(fā)油管損壞泄漏進行實時報警定位，找出泄漏點逡逑位置，及時更換油管，大大減小了油管發(fā)生安全事故的概率，減少不必要的修井次數(shù)，逡逑－定程度上節(jié)約了成本，提\雋擻途

本文編號：2557515