[发明专利]油气井的管柱间的数据收集和通信装置

说明书

本发明涉及油井和/或气井，尤其涉及基于一种装备管件(1)的井中数据收集传输的装置和方法，装备管件具有内表面(2)、外表面(3)和主轴线(X)，内部天线(4)位于内表面(2)侧，外部天线(5)位于外表面(3)侧，装备管件可具有开口(6)，开口从外表面(3)延伸，通到内表面(2)上，电导体延伸在所述开口(6)中。

技术领域

本发明涉及油井和/或气井，尤其涉及这些井中的数据收集和传输的装置。

背景技术

油井或气井一般具有多个管柱。其具有至少两个管柱，一个是套装管柱，一个是提取管柱。井结构往往具有两个或两个以上的套装管柱和一个提取管柱。两个相邻管柱之间或者井的最大直径管柱与岩层之间的空间称为环形空间。这些环形空间可至少部分地充填水泥或充填和保持壁用流体。其有效监测这些空间中的物理参数或化学参数，例如压力和温度、pH、硫化二氢浓度、二氧化碳浓度、氯化物浓度、水，检测井中不正常因素，例如泄漏、不希望有的流体或气体的上升、或者施工时未预料到的使用条件的出现。

油气井施工用管一般用钢制成，具有长管和称为套管的短管，长管长度大于6米，套管使长管彼此连接。相应的螺纹连接称为套管连接螺纹。也存在通过包容式部分和插入式部分直接连接成管的整体连接，使长管彼此直接连接。

管柱多年来使用于油气井。根据使用的钢的种类、管的特征及其连接、以及设备的环境和使用条件，深入研究了抗老化性能。还需要监测井中环境和使用条件的变化。

公知的监测装置使用电缆安装在管上，但是，这些解决方案难以安装，套装管柱尤其如此。

公知地，US2018058208提出利用管壁传输的声波沿钻井管柱传输数据的数据传输装置。该装置不能在同一个井的管柱之间建立数据传输，也不能监测一个井的不同的环形空间。

这些公知的装置不能监测一个井的不同的环形空间。

这些公知的装置不能监测井中不同深度的条件，也不能监测井的不同环形空间的条件。需要有一种装置可使操作人员监测不同环形空间中设备操作条件的相关参数，而且这种装置可收集不同环形空间中有关条件的数据，而无需进行很多拆卸操作，或者无需在井上或井底安装复杂设备。

发明内容

本发明涉及装备管件，其具有内表面、外表面和主轴线X，内部天线位于内表面侧，外部天线位于外表面侧。这种布置可使本发明的装备管件从内向外或者从外向内接收和传输信号。另外，可使装备管件组从内向外接收和传输信号，反之亦然，可使装备管件组从外向内接收和传输信号。

根据一个实施例，装备管件可具有开口，开口从外表面延伸，通到内表面上，电导体在所述开口中延伸。

根据一个实施例，开口可具有金属-金属类型的密封面，其可防止液体或气体由开口从一个环形空间泄漏到另一个环形空间。

根据一个实施例，装备管件可具有传感器模块，其可在一给定的环形空间中进行测量。

所述传感器模块可具有至少一个传感器，其选自压力传感器、温度传感器、流体流量传感器、pH传感器、硫化二氢浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、氯化物浓度传感器、或者水传感器。

在另一个实施例中，传感器模块可具有压力传感器、温度传感器和流体流量传感器。

传感器模块可布置在装备管件的外表面上，进行一给定环形空间中的测量。

根据一个实施例，装备管件还可具有通信模块，通信模块具有电子件，电子件布置为用于通过内部天线或外部天线发送数据信号。

根据另一个实施例，内部天线是内部导线线圈，外部天线是外部导线线圈。

装备管件可具有至少一个外槽，其适于安装传感器模块和/或通信模块。