滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置

摘要

本发明涉及一种滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置，该滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置，包括依次连接在一起的测量簇模块、信号收集模块、过水盖、密封模块和行走模块，所述测量簇模块的上方连接有顶盖，所述顶盖的上方设有两个位于边缘且相对的吊耳，所述顶盖的侧面设有若干个均布且穿有螺钉的连接槽，所述顶盖上表面设有位于一侧的过线孔甲，所述顶盖、所述测量簇模块、所述信号收集模块、所述过水盖、所述密封模块和所述行走模块用螺钉依次密封连接在一起，能够有效的测定产层的产层气贡献率，该滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的应用，能够测定多个连续产层的产层气贡献率。

说明书

技术领域

本发明涉及煤系气检测的技术领域，特别涉及一种滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置。

背景技术

煤系气是我国非常规天然气的重要组成部分，主要包括煤层气、致密砂岩气、页岩气、天然气水合物等，通常将煤系地层中的煤层气、致密砂岩气和页岩气称为“煤系三气”。我国“煤系三气”资源量丰富，开发潜力巨大，由于煤层厚度变化大、层数多，层间发育的页岩气、砂岩气与煤层气井具有连续成藏、区内共存的特点，近年来越来越多的学者提出深部煤系“三气”共采的观点，但是煤系“三气”共采试验中普遍存在叠置含气系统兼容性的地质现象，由此造成“三气”共采效果不甚理想，限制了煤系天然气产能的最大释放。对于这一地质与工程现象的原因，油藏工程界解释为层间干扰或地层流体干扰。煤层气主要以吸附状态赋存于煤层中，页岩气主要以吸附和游离状态聚集于泥页岩中，致密砂岩气主要以游离态聚集于砂岩中，“三气”的储层和赋存状态不同，这就造成各煤层对气、水的供应能力不同，进而影响“三气”的产能。实时监测各煤层气、水产量变化，及时调整排采工作制度，对于指导“三气”高效开发具有重要的指导意义。基于此，滑动式多类型气藏煤层气水贡献率测量装置的开发具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置。

一种滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置，包括依次连接在一起的测量簇模块、信号收集模块、过水盖、密封模块和行走模块，所述测量簇模块的上方连接有顶盖，所述顶盖的上方设有两个位于边缘且相对的吊耳，所述顶盖的侧面设有若干个均布且穿有螺钉的连接槽，所述顶盖上表面设有位于一侧的过线孔甲，所述顶盖、所述测量簇模块、所述信号收集模块、所述过水盖、所述密封模块和所述行走模块用螺钉依次密封连接在一起。

优选的，所述测量簇模块包括测量主板，所述测量主板安装有多个矩阵式排列的毛细测量管，所述毛细测量管包括绝缘外套，所述绝缘外套的中心为毛细孔，所述绝缘外套的上、下两端分别为上毛细管和下毛细管，所述绝缘外套的内部设有两个相对的电极，所述电极的内侧裸露、外侧固定在所述绝缘外套的内部，所述下毛细管的两侧为两个固定在所述测量主板下方的金属引脚，两个所述金属引脚与两个所述电极一一对应且用导线连接，所述顶盖的上表面设有供所述上毛细管穿过的测量管穿孔，所述测量主板的一侧设有过线孔乙，所述下毛细管与所述信号收集模块连接。

优选的，所述信号收集模块包括信号收集主板，所述信号收集主板的是边缘设有上翻的折边，所述信号收集主板的一侧固定有数据处理模块、另一侧固定有一级蓄电池，所述信号收集主板还固定有若干个位于所述数据处理模块和所述一级蓄电池之间且为矩阵式排列的插座，所述插座的中心设有供所述下毛细管插入的测量管插孔，所述插座还设有两个位于所述测量管插孔两侧且供所述金属引脚插入的引脚插孔，所述数据处理模块向上伸出有穿过所述过线孔甲和所述过线孔乙的数据交换线，所述数据处理模块还伸出有向下穿过所述信息收集主板和所述过水盖且与所述密封模块连接的下级命令线，所述插座的两个所述引脚插孔分别与所述一级蓄电池的正、负极连接，所述数据处理模块与若干个所述插座连接。

优选的，所述过水盖的边缘向上翻折，所述过水盖的中心设有过水孔甲，所述过水盖还设有位于所述过水孔甲一侧的过线孔丙。

优选的，所述密封模块包括密封主体，所述密封主体的中心设有过水孔乙，所述密封主体的上表面设有位于所述过水孔外侧的环形槽，所述密封主体的侧面设有位于中间的环形凹槽，所述环形槽的内部设有二级蓄电池、放气阀门、密封控制模块、撞针发气模块和供给盒，所述下级命令线连接在所述密封控制模块，所述放气阀门和所述撞针发气模块分别位于所述密封控制模块的两侧，所述二级蓄电池位于所述放气阀门的另一侧，所述供给盒位于所述撞针发气模块的另一侧且紧挨所述二级蓄电池，所述供给盒为内部装有多个叠氮化钠块的倾斜的半环形槽，所述供给盒靠近所述撞针发气模块的一端低于靠近所述二级蓄电池的一端，所述环形凹槽的内部固定有环形的橡皮筒，所述橡皮筒分别与所述放气阀门和所述撞针发气模块连通。

优选的，所述行走模块包括壳体，所述壳体为上方开口的圆筒状结构，所述壳体的中心设有两端开口且上端伸长的通水管，所述壳体的侧面设有至少三个均布的安装槽，所述安装槽为矩形槽，每个所述安装槽的内部设有至少一个自驱轮，每个所述自驱轮连接有安装在所述安装槽侧面的自驱控制器，所述安装槽的侧面还安装有与所述自驱控制器连接的驱动控制器，所述壳体的内部设有与所述驱动控制器用导线连接的信号收发处理器，所述壳体的内部还设有与所述信号收发处理器用导线连接的三级蓄电池，所述通水管穿过所述过水孔甲和所述过水孔乙。

本发明的有益效果是：

本发明的滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置，能够有效的测定各个产层的产层气贡献率，该滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的应用，能够测定多个连续产层的产层气贡献率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的爆炸视图；

图3为顶盖的立体结构示意图；

图4为测量簇模块的主视结构示意图；

图5为信号收集模块的立体结构示意图；

图6为图5的局部放大示意图；

图7为过水盖的立体结构示意图；

图8为密封模块的立体结构示意图；

图9为行走模块的立体结构示意图；

图10为本发明的应用示意图；

图中：1.顶盖、2.测量簇模块、3.信号收集模块、4.过水盖、5.密封模块、6.行走模块、11.吊耳、12.过线孔甲、13.测量管穿孔、14.连接槽、21.测量主板、22.毛细测量管、221.绝缘外套、222.电极、23.过线孔乙、24.金属引脚、31.信号收集主板、32.插座、321.测量管插孔、322.引脚插孔、33.数据处理模块、34.数据交换线、35.下级命令线、36.一级蓄电池、41.过水孔甲、42.过线孔丙、51.二级蓄电池、52.放气阀门、53.密封控制模块、54.撞针发气模块、55.叠氮化钠块、56.供给盒、57.橡皮筒、58.过水孔乙、61.安装槽、62.自驱轮、63.自驱控制器、64.驱动控制器、65.信号收发处理器、66.三级蓄电池、67.通水管。

具体实施方式

本发明的具体实施方式参见图1-10：

本发明主要揭露一种滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置，其中涉及的普通连接电路的基本原理已为相关技术领域的技术人员所熟知，故以下文中的说明，不再对普通电路作完整描述。同时，以下文中所对照的图式，主要表达与本发明特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，在先说明。

一种滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置，如图1-9，包括依次连接在一起的测量簇模块2、信号收集模块3、过水盖4、密封模块5和行走模块6，所述测量簇模块2的上方连接有顶盖1，所述顶盖1的上方设有两个位于边缘且相对的吊耳11，所述顶盖1的侧面设有若干个均布且穿有螺钉的连接槽14，所述顶盖1上表面设有位于一侧的过线孔甲12，所述顶盖1、所述测量簇模块2、所述信号收集模块3、所述过水盖4、所述密封模块5和所述行走模块6用螺钉依次密封连接在一起。

所述测量簇模块2包括测量主板21，所述测量主板21安装有多个矩阵式排列的毛细测量管22，所述毛细测量管22包括绝缘外套221，所述绝缘外套221的中心为毛细孔，所述绝缘外套221的上、下两端分别为上毛细管和下毛细管，所述绝缘外套221的内部设有两个相对的电极222，所述电极222的内侧裸露、外侧固定在所述绝缘外套221的内部，所述下毛细管的两侧为两个固定在所述测量主板21下方的金属引脚24，两个所述金属引脚24与两个所述电极222一一对应且用导线连接，所述顶盖1的上表面设有供所述上毛细管穿过的测量管穿孔13，所述测量主板21的一侧设有过线孔乙23，所述下毛细管与所述信号收集模块3连接。

所述信号收集模块3包括信号收集主板31，所述信号收集主板31的是边缘设有上翻的折边，所述信号收集主板31的一侧固定有数据处理模块33、另一侧固定有一级蓄电池36，所述信号收集主板31还固定有若干个位于所述数据处理模块33和所述一级蓄电池36之间且为矩阵式排列的插座32，所述插座32的中心设有供所述下毛细管插入的测量管插孔321，所述插座32还设有两个位于所述测量管插孔321两侧且供所述金属引脚24插入的引脚插孔322，所述数据处理模块33向上伸出有穿过所述过线孔甲12和所述过线孔乙23的数据交换线34，所述数据处理模块33还伸出有向下穿过所述信息收集主板和所述过水盖4且与所述密封模块5连接的下级命令线35，所述插座32的两个所述引脚插孔322分别与所述一级蓄电池36的正、负极连接，所述数据处理模块33与若干个所述插座32连接。

所述过水盖4的边缘向上翻折，所述过水盖4的中心设有过水孔甲41，所述过水盖4还设有位于所述过水孔甲41一侧的过线孔丙42。

所述密封模块5包括密封主体，所述密封主体的中心设有过水孔乙58，所述密封主体的上表面设有位于所述过水孔外侧的环形槽，所述密封主体的侧面设有位于中间的环形凹槽，所述环形槽的内部设有二级蓄电池51、放气阀门52、密封控制模块53、撞针发气模块54和供给盒56，所述下级命令线35连接在所述密封控制模块53，所述放气阀门52和所述撞针发气模块54分别位于所述密封控制模块53的两侧，所述二级蓄电池51位于所述放气阀门52的另一侧，所述供给盒56位于所述撞针发气模块54的另一侧且紧挨所述二级蓄电池51，所述供给盒56为内部装有多个叠氮化钠块55的倾斜的半环形槽，所述供给盒56靠近所述撞针发气模块54的一端低于靠近所述二级蓄电池51的一端，所述环形凹槽的内部固定有环形的橡皮筒57，所述橡皮筒57分别与所述放气阀门52和所述撞针发气模块54连通。

所述行走模块6包括壳体，所述壳体为上方开口的圆筒状结构，所述壳体的中心设有两端开口且上端伸长的通水管67，所述壳体的侧面设有至少三个均布的安装槽61，所述安装槽61为矩形槽，每个所述安装槽61的内部设有至少一个自驱轮62，每个所述自驱轮62连接有安装在所述安装槽61侧面的自驱控制器63，所述安装槽61的侧面还安装有与所述自驱控制器63连接的驱动控制器64，所述壳体的内部设有与所述驱动控制器64用导线连接的信号收发处理器65，所述壳体的内部还设有与所述信号收发处理器65用导线连接的三级蓄电池66，所述通水管67穿过所述过水孔甲41和所述过水孔乙58。

工作原理，在井下环境中，需要测量产层气贡献率时，产层气是混合在井内岩缝中溢出的水中的，因此，测量产层气贡献率在于测量单位水流中包含的产层气量，本发明的滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置放置在产气产层的上方，地面工作人员抽取井中的溢出水，引导水流向井口流动，因此包含产层气的水流会经过该滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置。该滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置中设置有测量水流内包含产层气体积的测量簇模块2，但要求水流单向通过本装置，如此才能准确测出溢出水内含有产层气的量，所以必须密封以隔绝经过本装置的水流和未经过本装置的水流，水流通过通水管67进入到过水盖4，从过水盖4进入到毛细测量管22，撞针发气模块54的工作原理是使用撞针撞击供给盒56内的叠氮化钠块55，发生化学反应释放气体充入橡皮筒57内，橡皮筒57充气后与井壁紧密接触完成密封，需要密封时，供给盒56内的叠氮化钠块55滑入撞针发气模块54。

该滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的毛细测量管22里设置有两个相对的电极222，两个电极222分别连接两个金属引脚24，两个金属引脚24插入插座32的两个引脚插孔322，进而两个电极222分别与所述一级蓄电池36的正、负极连接。并在上述电路中串联有与数据处理模块33连接的电流检测仪，产层中含有产层气的溢出水流经该滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置内的毛细测量管22，必然会分成“水-产层气-水”的不连续水流段，上述水流段经过两个电极222时，会引发电极222间断续的导通，形成位于时域内的测量信号，此信号由电流检测仪收集并传输到数据处理模块33。

假设单位时间t内，毛细测量管22i所属的电流检测仪测得的电极222断电时长为t_i，毛细管数量为n，则此段时间内溢出水中产层气的比例为：

。

使用时，地面上设有主机，具有多个位于不同产层的滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置，每个滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的信号收发处理器65均与主机连接，主机控制若干个所述滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置到达指定的产层，每个产层的所述滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的数据处理器依次连接，最上方的产层的所述滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的数据处理器通过数据交换线34与主机连接，所述数据处理器包括无线共享模块，各个产层的所述滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的数据处理器通过无线共享模块依次连接。

设本装置共有m级，第k级测得的溢出水流量为V_k，则第k级所属产层的产层气贡献率为：

。

滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的工作过程为：

地面工作人员打好井后需测量出井下产层之间的分布间距，得到分布数据后确定所需滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的数量，并将这些滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的数据通过无线共享模块共享。在最上一级的滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置接入数据交换线34，打开滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的电源，在地面上将第一个滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置放入井下，地面工作人员控制地面主机，向信号收发处理器65发出信号使第一个滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的行走模块6启动，滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置沿井壁下行，随后以相同的方法在井中放入后续测量装置。

所有滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置运动到各自合适位置后，由地面主机发出信号，控制各个滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的密封模块5工作，地面主机将信号通过数据交换线34传递给最上方的滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的数据处理模块33，之后最上方的数据处理模块33通过无线共享模块将信号依次传递给下方的滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的数据处理模块33。密封控制模块53发出指令控制撞针发气模块54工作，撞针撞击供给盒56内的叠氮化钠块55，发生化学反应释放气体充入橡皮筒57内，使橡皮筒57与井壁紧密接触完成密封，地面工作人员开始抽出井中的溢出水，各个滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置工作。

每级滑动式多类型气藏产层气水贡献率测量装置的测量簇模块2采集的电信号由信号数据处理模块33反馈上一级测量装置的数据处理模块33，最后由最上一层测量装置的数据处理模块33反馈给地面主机，地面主机计算出每级产层的产层气贡献率。