[实用新型]气体钻井安全实时监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在石油与天然气勘探、开发实施气体钻井时的安全实时监测系统，特别涉及一种在高含硫、多层有油气显示、地层易出水或井眼易堵塞的复杂地层实施气体钻井时的安全实时监测系统。

背景技术

气体钻井术是一种由气体压缩设备在地面将气体注入到井眼内，把气体作为钻井循环介质的钻井技术，它是欠平衡钻井技术的一个重要分支，包括：空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、废气钻井(柴油机尾气钻井)等。

气体钻井技术在上世纪50年由国外油田率先发起，和常规泥浆钻井相比其优势主要体现在：1、钻速快，可以达到常规钻井钻速的5～10倍，极大的缩短了钻井周期，降低了钻井成本；2、穿漏层，在克服恶性井漏方面有着不可代替的优势；3、保储层，气体介质几乎不会对储层产生任何伤害，提高了勘探中发现的成功率和评价的准确性，也提高了开发中的单井产能和最终采收率。上世纪70、80年代，随着旋转防碰器和旋转控制头等工具的发明和应用，气体钻井在国外开始推广起来。目前气体钻井作为一种钻井技术革命正在全国各大油田积极的推广起来。但该技术也存在一些需要解决的安全问题：1、返出气体含H2S气体；2、井底出可燃气体所引发的燃爆；3、地层出水；4、井壁垮塌。目前常规录井使用的气样分离器中使用水溶液进行气样分离，易溶解气样中的部分可燃烃和H₂S气体；录井仪器房整体安装位置偏远，分析时间延迟1~3分钟不等(视现场距离而定)，普遍采用的燃烧式色谱分析仪本身分析耗时在10分钟左右，因此其分离方法、传输方式、分析耗时不能满足气体钻井快速循环安全实时需求。常规的燃爆监测服务的监测功能单一，无法提前预报燃爆，只能监测井下发生燃爆后的情况，起到预防二次燃爆的作用。现场大多安全问题还停留在人工观察处理的阶段，这对气体钻井的推广和普及存在极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种在线分析、预防燃爆、安全可靠的气体钻井安全实时监测系统。

本实用新型的目的是通过实施下述技术方案來实现的：

一种气体钻井安全实时监测系统，其特征在于：包括安装在入井气体管线上的入井气体组分监测单元、入井气体流量、压力、温度监测单元、入井气体水分监测单元；还包括安装在出井气体管线上的气体流量、压力、温度监测单元、气体取样分离器，气体取样分离器输出管线上分别安装返出气体油分监测单元、返出气体水分监测单元、返出气体组分监测单元、返出气体H₂S监测单元；上述入井气体监测单元、出井气体监测单元的输出端与无线数据发送模块相连，无线数据接收模块与服务器相连，服务器的输出端口连接显示终端。

所述入井气体组分监测单元为气体成分分析仪或氮氧分析仪，所述入井气体流量、压力、温度监测单元包括流量计、压力传感器、温度传感器，所述入井气体水分监测单元为露点传感器。

所述流量计为超声波流量计或双声道超声波流量计。

所述气体取样分离器为惯性射流分离器或旋风分离器；所述分离器输出管线上分别安装返出气体油分监测单元、返出气体水分监测单元、返出气体组分监测单元、返出气体H₂S监测单元为气体油分露点传感器、露点传感器、色谱分析仪、H₂S气体变送器。

所述服务器的输出端口连接报警装置。

所述服务器的输出端口连接打印机。

采用以上结构的气体钻井安全实时监测系统，所有分析仪器和设备都是直接安装在管线上，能够快速的监测和分析出入井气体的信息，真正地实时监测气体钻井地面、井下的生产动态；监测了地层出油和水的问题；对H₂S气体实施快速、连续、定量的在线监测，提前预报有毒气体的产生；所采集的信息建立了现场监测数据实时数据库，通过服务器的对比分析软件平台，对入井气体信息进行了对比分析，数据库采集的数据结合现场其它钻井参数，来分析、判断、预测井下井壁稳定状况和井下钻井动态；为气体钻井提供了全面的、快捷的安全信息。一旦出现异常情况，智能声光报警装置自动报警。整个监测系统，实施标准接口，分层建设，各层增减本层功能单元，不影响其他层。

附图说明

图示为本实用新型装置连接示意图。