[发明专利]套管外光纤方位识别装置及识别方法

说明书

本发明属于油田开发领域，公开了一种套管外光纤方位识别装置及识别方法，包括分布式光纤声波传感系统、深度测量短节、陀螺仪短节、第一扶正器、旋转控制短节以及声波短节；深度测量短节、陀螺仪短节、第一扶正器、旋转控制短节以及声波短节依次连接，分布式光纤声波传感系统用于连接套管外光纤；深度测量短节用于测量当前的地层深度；声波短节用于发射声波信号；陀螺仪短节用于测量声波信号发射方向；旋转控制短节用于接收旋转控制信号，根据旋转控制信号驱动声波短节旋转；分布式光纤声波传感系统用于接收套管外光纤接收并发送的声波信号。有效克服管外标记物探测精度误差大、井口施工安装耗时及施工经济性差的缺点，实现套管外光纤方位的准确识别。

技术领域

本发明属于油田开发领域，涉及一种套管外光纤方位识别装置及识别方法。

背景技术

在油田开发中，通过安装分布式光纤可以获得井下温度、压力及噪声等重要生产数据，可以对井下压裂、封隔器状态及套管漏失等生产活动起到实时监测和评估。套管外安装光纤通过特制保护夹具固定在套管外侧，随套管一同下井后，随着固井泥浆凝固，永久安装在井下，后续监测过程不干扰井口生产和作业，逐渐成为油气井光纤安装的主流手段。套外光纤监测在实际生产活动中存在如下问题：光纤部署后，完井射孔、压裂等作业不分方向，存在损伤光纤的风险。因此在进行射孔或者压裂等高能作业前，需首先确定光纤方位，在后续射孔等作业时有意避开光纤方位。

目前，识别光纤方位方法主要是，通过在套管外光纤旁安装铁磁性金属标记物、放射性元素标记物或者声源标记物，随光纤和套管一同下入油井内，在探测时，套管内下入仪器测量标记物方位，根据标记物确定光纤方位。

但是，上述标记物法测量光纤方位的缺点明显。首先，金属标记物容易被井下套管信号影响，放射性元素施工时容易产生环境污染和人身伤害，声波标记物内置一次性电池，电池电量耗尽则标记物失效。其次，标记物法的探测精度受标记物安装密度影响，如安装密度不够，则容易产生旋转误差，造成误射孔事故损伤光纤，井下光纤一旦损伤则无法修复或更换，造成重大经济损失。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，套管外光纤方位识别不准确的缺点，提供一种套管外光纤方位识别装置及识别方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明第一方面，一种套管外光纤方位识别装置，包括分布式光纤声波传感系统、深度测量短节、陀螺仪短节、第一扶正器、旋转控制短节以及声波短节；深度测量短节、陀螺仪短节、第一扶正器、旋转控制短节以及声波短节依次连接，分布式光纤声波传感系统用于连接套管外光纤；深度测量短节用于测量当前的地层深度；声波短节用于发射声波信号；陀螺仪短节用于测量声波信号发射方向；旋转控制短节用于接收旋转控制信号，根据旋转控制信号驱动声波短节旋转；分布式光纤声波传感系统用于接收套管外光纤接收并发送的声波信号。

本发明套管外光纤方位识别装置进一步的改进在于：

所述深度测量短节为伽马短节或磁定位测量短节。

所述深度测量短节包括依次连接的磁定位测量短节和伽马短节。

所述旋转控制短节包括依次连接驱动电路和步进马达，步进马达的输出轴与声波短节连接；驱动电路用于接收旋转控制信号，并根据旋转控制信号控制步进马达；步进马达用于驱动声波短节旋转。

所述声波短节远离旋转控制短节的一端上设置第二扶正器。

所述第二扶正器与声波短节万向连接。

所述声波信号为20～500HZ的声波信号。

所述声波短节包括外壳，外壳内设置用于发射声波信号的低频压电陶瓷，外壳上设置朝向低频压电陶瓷的开孔。

所述低频压电陶瓷的侧面和背向开孔的一面上均设置吸音材料。